Experimental studies on new particle formation and ions

Atmospheric aerosol particles have significant climatic effects. Secondary new particle formation is a globally important source of these particles. Currently, the mechanisms of particle formation and the vapours participating in this process are, however, not truly understood. The recently developed Neutral cluster and Air Ion Spectrometer (NAIS) was widely used in field studies of atmospheric particle formation. The NAIS was calibrated and found to be in adequate agreement with the reference instruments. It was concluded that NAIS can be reliably used to measure ions and particles near the sizes where the atmospheric particle formation begins. The main focus of this thesis was to study new particle formation and participation of ions in this process. To attain this objective, particle and ion formation and growth rates were studied in various environments - at several field sites in Europe, in previously rarely studied sites in Antarctica and Siberia and also in an indoor environment. New particle formation was observed at all sites were studied and the observations were used as indicatives of the particle formation mechanisms. Particle size-dependent growth rates and nucleation mode hygroscopic growth factors were examined to obtain information on the particle growth. It was found that the atmospheric ions participate in the initial steps of new particle formation, although their contribution was minor in the boundary layer. The highest atmospheric particle formation rates were observed at the most polluted sites where the role of ions was the least pronounced. Furthermore, the increase of particle growth rate with size suggested that enhancement of the growth by ions was negligible. Participation of organic vapours in the particle growth was supported by laboratory and field observations. It was addressed that secondary new particle formation can also be a significant source of indoor air particles. These results, extending over a wide variety of environments, give support to previous observations and increase understanding on new particle formation on a global scale.

CDNF and MANF in an experimental model of Parkinson's disease in rats

Parkinson s disease (PD) is a neurodegenerative disorder associated with a progressive loss of dopaminergic neurons of the substantia nigra (SN). Current therapies of PD do not stop the progression of the disease and the efficacy of these treatments wanes over time. Neurotrophic factors are naturally occurring proteins promoting the survival and differentiation of neurons and the maintenance of neuronal contacts. Neurotrophic factors are attractive candidates for neuroprotective or even neurorestorative treatment of PD. Thus, searching for and characterizing trophic factors are highly important approaches to degenerative diseases. CDNF (cerebral dopamine neurotrophic factor) and MANF (mesencephalic astrocyte-derived neurotrophic factor) are secreted proteins that constitute a novel, evolutionarily conserved neurotrophic factor family expressed in vertebrates and invertebrates. The present study investigated the neuroprotective and restorative effects of human CDNF and MANF in rats with unilateral partial lesion of dopamine neurons by 6-hydroxydopamine (6-OHDA) using both behavioral (amphetamine-induced rotation) and immunohistochemical analyses. We also investigated the distribution and transportation profiles of intrastriatally injected CDNF and MANF in rats. Intrastriatal CDNF and MANF protected nigrostriatal dopaminergic neurons when administered six hours before or four weeks after the neurotoxin 6-OHDA. More importantly, the function of the lesioned nigrostriatal dopaminergic system was partially restored even when the neurotrophic factors were administered four weeks after 6-OHDA. A 14-day continuous infusion of CDNF but not of MANF restored the function of the midbrain neural circuits controlling movement when initiated two weeks after unilateral injection of 6-OHDA. Continuous infusion of CDNF also protected dopaminergic TH-positive cell bodies from toxin-induced degeneration in the substantia nigra pars compacta (SNpc) and fibers in the striatum. When injected into the striatum, CDNF and GDNF had similar transportation profiles from the striatum to the SNpc; thus CDNF may act via the same nerve tracts as GDNF. Intrastriatal MANF was transported to cortical areas which may reflect a mechanism of neurorestorative action that is different from that of CDNF and GDNF. CDNF and MANF were also shown to distribute more readily than GDNF. In conclusion, CDNF and MANF are potential therapeutic proteins for the treatment of PD.

An Experimental Study of Home Gateway Characteristics

Many residential and small business users connect to the Internet via home gateways, such as DSL and cable modems. The characteristics of these devices heavily influence the quality and performance of the Internet service that these users receive. Anecdotal evidence suggests that an extremely diverse set of behaviors exists in the deployed base, forcing application developers to design for the lowest common denominator. This paper experimentally analyzes some characteristics of a substantial number of different home gateways: binding timeouts, queuing delays, throughput, protocol support and others.

Kohdennetut liposomit syövän hoidossa

Suurin ongelma syöpätautien lääkehoidossa on sen aiheuttamat toksiset sivuvaikutukset. Tyypillisesti vain noin 1 % elimistöön annostellusta lääkeaineesta saavuttaa hoitoa tarvitsevat syöpäsolut, loppuosa lääkeaineesta jää vahingoittamaan elimistön terveitä soluja. Toksiset sivuvaikutukset rajoittavat lääkehoidon annoksen nostamista elimistössä riittävälle pitoisuudelle, mikä johtaa usein sairauden ennenaikaiseen pahenemiseen ja mahdollisen lääkeaineresistenssin kehittymiseen. Liposomien välittämä lääkeaineen kohdentaminen voidaan jakaa kahteen eri menetelmään: passiiviseen ja aktiiviseen kohdentamiseen. Liposomien passiivisen kohdentamisen tarkoituksena on lisätä sytotoksisen lääkeaineen paikallistumista pelkästään kasvainkudokseen. Passiivinen kohdentaminen perustuu liposomien kulkeutumiseen verenkierron mukana, jolloin liposomit kerääntyvät epänormaalisti muodostuneeseen kasvainkudokseen. Liposomien aktiivisella kohdentamisella pyritään parantamaan passiivisesti kohdentuvien liposomien terapeuttista tehokkuutta kohdentamalla lääkeaineen vaikutus pelkästään syöpäsoluihin. Aktiivisessa kohdennuksessa liposomin pintaan kiinnitetään ligandi, joka spesifisesti tunnistaa kohdesolun. Tämän pro gradu -tutkielman kirjallisen osion tarkoituksena oli tutustua syöpäkudokseen kohdennettujen liposomien ominaisuuksiin tehokkaan soluunoton ja sytotoksisuuden saavuttamiseksi. Kokeellisessa osiossa tutkittiin kohdennettujen liposomien soluunottoa ja sytotoksista vaikutusta ihmisen munasarjasta eristetyillä adenokarsinoomasoluilla (SKOV-3). Liposomit kohdennettiin setuksimabi (C225, Erbitux®) vasta-aineella, jonka on todettu olevan tietyissä syöpätyypeissä (mm. keuhko- ja kolorektaalisyövissä, pään ja kaulan syövissä sekä rinta-, munuais-, eturauhas-, haima- ja munasarjasyövissä) yli-ilmentyneen epidermaalisen kasvutekijäreseptoriperheen HER1-proteiinin (ErbB-1, EGFR, epidermal growth factor receptor) spesifinen ja selektiivinen inhibiittori. Afrikan viherapinan munuaisista lähtöisin olevaa CV-1 solulinjaa käytettiin kontrollina kuvaamaan elimistön normaaleja soluja. Kohdennettujen liposomien soluunottoa tutkittiin soluunottokokeilla, joissa käytettiin kontrollina kohdentamattomia pegyloituja liposomeja. Setuksimabi-vasta-aineen spesifinen sitoutuminen EGF-reseptoriin todettiin kilpailutuskokeilla. Doksorubisiinia sisältävien immunoliposomien sytotoksisuutta selvitettiin Alamar Blue™ -elävyystestillä. Lisäksi immunoliposomien säilyvyyttä seurattiin mittaamalla liposomien keskimääräinen halkaisija noin kahden viikon välein. Setuksimabi-vasta-aineella kohdennettujen liposomien soluunotto oli huomattavasti suurentunut SKOV-3 syöpäsoluissa ja doksorubisiinia sisältävät kohdennetut liposomit aiheuttivat voimakkaamman sytotoksisen vaikutuksen kuin kohdentamattomat liposomit. Kohdennettujen doksorubisiiniliposomien sytotoksisuus tuli kuitenkin esille viiveellä, mikä viittaa lääkeaineen hitaaseen vapautumiseen liposomista. Suurentunutta soluunottoa ja sytotoksista vaikutusta ei havaittu CV-1 solulinjassa. Kohdennettujen liposomien sovellusmahdollisuudet lääketieteessä ja syövän hoidossa ovat merkittävät. Tällä hetkellä liposomien kliininen käyttö rajoittuu passiivisesti kohdennettuihin liposomeihin (Doxil® (Am.),Caelyx® (Eur.)). Lupaavista solukokeista huolimatta kohdennettujen liposomien terapeuttinen käyttö tulevaisuudessa näyttää haasteelliselta.