Characterization of sol-gel matrices with entrapped cutinase

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Effects of a monetary union on a small peripheral country: Stabilization and competitiveness in Portugal

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics

The fitting of the German yield curve: A dynamic approach using latent, macroeconomic and stock market variables

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Finance from the NOVA – School of Business and Economics

Application of OSN in membrane cascade for purification of the API Amoxicillin

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Atividade física e Saúde Pública : políticas e estratégias de ação intersectorial na promoção de health-enhancing physical activity (HEPA) em Portugal

RESUMO - INTRODUÇÃO: A promoção de health-enhancing physical activity (HEPA), entendida como atividade física para a saúde, revela-se um dos aspectos fulcrais do trabalho de ação intersectorial da saúde pública e um dos principais desafios atuais no combate a esta pandemia da inatividade física de consequências na saúde, económicas, ambientais e sociais. A inatividade física está identificada como sendo um dos fatores de risco que contribui largamente para a mortalidade global. Análises às abordagens políticas de promoção da atividade física para a saúde são importantes instrumentos de sistematização da informação relacionada com o estudo deste problema. OBJETIVOS: É objetivo deste estudo analisar políticas e estratégias de ação intersectorial na promoção da atividade física para a saúde em Portugal. Em específico, elencar e analisar: 1) principais políticas e estratégias atuais dos diferentes sectores; 2) consideração de qual é o papel do sector da saúde no assunto; 3) fatores-chave e critérios de sucesso para a implementação de políticas de promoção de HEPA. METODOLOGIA: Estudo qualitativo, descritivo e transversal, por meio de entrevistas semiestruturadas e abertas pelos sectores da saúde, educação, desporto, transportes/planeamento urbano e ação social; análise documental, relativamente aos últimos 3 anos, com análise de conteúdo quanto aos critérios de sucesso presentes. RESULTADOS: Foram encontradas várias categorias nas dimensões macroambiente, microambiente e individual dos determinantes da atividade física no trabalho dos diferentes sectores; o sector da saúde não foi habitualmente considerado como devendo proporcionar administração para a ação intersectorial neste domínio; foram identificados os critérios: com menor expressão no material analisado, aos quais é atribuída maior importância e aqueles com menor aplicabilidade nos documentos analisados. CONCLUSÕES: Não podemos afirmar que exista uma abordagem política/estratégica integrada de abrangência nacional, operacional, no que respeita à promoção da atividade física para a saúde. São limitadas as conclusões pelas características inerentes ao tipo de estudo desenhado, no entanto, pensamos ter contribuído para descrever as principais políticas e estratégias de ação intersectorial na promoção de HEPA em Portugal. Estudos mais abrangentes em termos de níveis de governação, sectores envolvidos e período temporal deverão ser desenvolvidos de forma a potenciar o desenvolvimento da atividade física e saúde pública.

Petri net based development of globally-asynchronous locally-synchronous distributed embedded systems

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Hydrogen permeation in parabolic trough receivers

The continued economic and population development puts additional pressure on the already scarce energetic sources. Thus there is a growing urge to adopt a sustainable plan able to meet the present and future energetic demands. Since the last two decades, solar trough technology has been demonstrating to be a reliable alternative to fossil fuels. Currently, the trough industry seeks, by optimizing energy conversion, to drive the cost of electricity down and therefore to place itself as main player in the next energetic age. One of the issues that lately have gained considerable relevance came from the observation of significant heat losses in a large number of receiver modules. These heat losses were attributed to slow permeation of traces of hydrogen gas through the steel tube wall into the vacuum annulus. The presence of hydrogen gas in the absorber tube results from the decomposition of heat transfer fluid due to the long-term exposure to 400°C. The permeated hydrogen acts as heat conduction mean leading to a decrease in the receivers performance and thus its lifetime. In order to prevent hydrogen accumulation, it has been common practice to incorporate hydrogen getters in the vacuum annulus of the receivers. Nevertheless these materials are not only expensive but their gas absorbing capacity can be insufficient to assure the required level of vacuum for the receivers to function. In this work the building of a permeation measurement device, vulnerabilities detected in the construction process and its overcome are described. Furthermore an experimental procedure was optimized and the obtained permeability results, of different samples were evaluated. The data was compared to measurements performed by an external entity. The reliability of the comparative data was also addressed. In the end conclusions on the permeability results for the different samples characteristics, feasibility of the measurement device are drawn and recommendations on future line of work were made.

Equidade na utilização de medicamentos em Portugal

RESUMO - Este estudo teve como objectivo contribuir para o conhecimento sobre a equidade no sector do medicamento, com uma análise empírica aplicada ao sistema de saúde português. Para o efeito avaliou-se se indivíduos com as mesmas necessidades em saúde, mas com diferentes níveis de rendimento, tiveram idêntica prestação no que diz respeito ao medicamento. Adicionalmente, aprofundou-se esta análise através da identificação de factores associados ao sistema de prestação ou ao utente que contribuíram para gerar iniquidades, com particular destaque para os comportamentos de não aquisição de medicamentos – não adesão primária. A avaliação da equidade foi efectuada através de duas abordagens distintas, mas complementares: uma sob a perspectiva da utilização e outra sob a perspectiva da distribuição da despesa pública com medicamentos. Para estas análises aplicaram-se métodos baseados nos índices de concentração, utilizando dados do Inquérito Nacional de Saúde 2005/06 e dados relativos aos encargos do Serviço Nacional de Saúde com medicamentos. Os resultados revelaram que, perante as mesmas necessidades, o sistema de prestação tende a favorecer os indivíduos de nível socioeconómico superior, quer na utilização quer na distribuição de recursos do Estado com medicamentos. Adicionalmente, a aplicação do método da decomposição do índice de concentração revelou que tanto o rendimento como o nível educacional são atributos individuais que estão associados à iniquidade na utilização de medicamentos. A iniquidade observada neste estudo pode resultar de barreiras em diferentes fases do processo terapêutico, entre as quais se destacam o não acesso à prescrição médica ou a não aquisição dos medicamentos prescritos. Foi este comportamento - designado de não adesão primária - que se analisou na segunda parte da tese. Para tal cruzaram-se os dados de prescrição electrónica com os dados de dispensa no Serviço Nacional de Saúde. Os resultados revelaram que a taxa de não adesão primária foi cerca de 20% e que este comportamento está associado ao sexo feminino ou ser jovem, assim como a características do sistema de prestação como o valor dos copagamentos. Estes dados indiciam que as barreiras na aquisição podem ser indutoras de iniquidades na utilização de medicamentos. A identificação de iniquidade na utilização de medicamentos e dos factores que contribuem para esta situação constituem o primeiro passo para uma estratégia de redução da iniquidade que, de acordo com os resultados desta tese, deve abranger não só o sistema de saúde mas também outras áreas das políticas públicas em Portugal.

Towards an algorithmic skeleton framework for programming the Intel R Xeon PhiTM processor

The Intel R Xeon PhiTM is the first processor based on Intel’s MIC (Many Integrated Cores) architecture. It is a co-processor specially tailored for data-parallel computations, whose basic architectural design is similar to the ones of GPUs (Graphics Processing Units), leveraging the use of many integrated low computational cores to perform parallel computations. The main novelty of the MIC architecture, relatively to GPUs, is its compatibility with the Intel x86 architecture. This enables the use of many of the tools commonly available for the parallel programming of x86-based architectures, which may lead to a smaller learning curve. However, programming the Xeon Phi still entails aspects intrinsic to accelerator-based computing, in general, and to the MIC architecture, in particular. In this thesis we advocate the use of algorithmic skeletons for programming the Xeon Phi. Algorithmic skeletons abstract the complexity inherent to parallel programming, hiding details such as resource management, parallel decomposition, inter-execution flow communication, thus removing these concerns from the programmer’s mind. In this context, the goal of the thesis is to lay the foundations for the development of a simple but powerful and efficient skeleton framework for the programming of the Xeon Phi processor. For this purpose we build upon Marrow, an existing framework for the orchestration of OpenCLTM computations in multi-GPU and CPU environments. We extend Marrow to execute both OpenCL and C++ parallel computations on the Xeon Phi. We evaluate the newly developed framework, several well-known benchmarks, like Saxpy and N-Body, will be used to compare, not only its performance to the existing framework when executing on the co-processor, but also to assess the performance on the Xeon Phi versus a multi-GPU environment.

What hides behind the fixed-term contracts wage gap?

In Portugal, about 20% of full-time workers are employed under a fixed-term contract. Using a rich longitudinal matched employer-employee dataset for Portugal, with more than 20 million observations and covering the 2002-2012 period, we confirm the common idea that fixed-term contracts are not desirable when compared to permanent ones, by estimating a conditional wage gap of -1.7 log points. Then, we evaluate the sources of that wage penalty by combining a three way high-dimensional fixed effects model with the decomposition of Gelbach (2014), in which the three dimensions considered are the worker’s unobserved ability, the firm’s compensation wage policy and the job title effect. It is shown that the average worker with a fixed-term contract is less productive than his/her permanent counterparts, explaining -3.92 log points of the FTC wage penalty. Additionally, the sorting of workers into lower-paid job titles is also responsible for -0.59 log points of the wage gap. Surprisingly, we found that the allocation of workers among firms mitigates the existing wage penalty (in 4.23 log points), as fixed-term workers are concentrated into firms with a more generous compensation policy. Finally, following Figueiredo et al. (2014), we further control for the worker-firm match characteristics and reach the conclusion that fixed-term employment relationships have an overrepresentation of low quality worker-firm matches, explaining 0.65 log points of the FTC wage penalty.

Engineered MRI nanoprobes based on superparamagnetic iron oxide nanoparticles

This project aimed to engineer new T2 MRI contrast agents for cell labeling based on formulations containing monodisperse iron oxide magnetic nanoparticles (MNP) coated with natural and synthetic polymers. Monodisperse MNP capped with hydrophobic ligands were synthesized by a thermal decomposition method, and further stabilized in aqueous media with citric acid or meso-2,3-dimercaptosuccinic acid (DMSA) through a ligand exchange reaction. Hydrophilic MNP-DMSA, with optimal hydrodynamic size distribution, colloidal stability and magnetic properties, were used for further functionalization with different coating materials. A covalent coupling strategy was devised to bind the biopolymer gum Arabic (GA) onto MNPDMSA and produce an efficient contrast agent, which enhanced cellular uptake in human colorectal carcinoma cells (HCT116 cell line) compared to uncoated MNP-DMSA. A similar protocol was employed to coat MNP-DMSA with a novel biopolymer produced by a biotechnological process, the exopolysaccharide (EPS) Fucopol. Similar to MNP-DMSA-GA, MNP-DMSA-EPS improved cellular uptake in HCT116 cells compared to MNP-DMSA. However, MNP-DMSA-EPS were particularly efficient towards the neural stem/progenitor cell line ReNcell VM, for which a better iron dose-dependent MRI contrast enhancement was obtained at low iron concentrations and short incubation times. A combination of synthetic and biological coating materials was also explored in this project, to design a dynamic tumortargeting nanoprobe activated by the acidic pH of tumors. The pH-dependent affinity pair neutravidin/iminobiotin, was combined in a multilayer architecture with the synthetic polymers poy-L-lysine and poly(ethylene glycol) and yielded an efficient MRI nanoprobe with ability to distinguish cells cultured in acidic pH conditions form cells cultured in physiological pH conditions.

Analysis of outcome and cancer stem cells status in patients with resectable pancreatic adenocarcinoma

RESUMO: Actualmente, a única possibilidade de cura para doentes com adenocarcinoma do pâncreas (PDAC) é a ressecção cirúrgica, no início deste estudo, perguntamo-nos se os predictores clínico-patológicos clássicos de prognostico poderiam ser validados em uma grande cohort de doentes com cancro do pâncreas ressecável e se outros predictores clínicos poderiam ter um papel na decisão de que doentes beneficiariam de ressecção cirúrgica. No capítulo 2, observamos que até 30% dos doentes morrem no primeiro ano após a ressecção cirúrgica, pelo que o nosso objectivo foi determinar factores pré-operatórios que se correlacionam com mortalidade precoce após ressecação cirúrgica com recurso a um instrumento estatisticamente validado, o Charlson-Age Comorbidity Index (CACI), determinamos que um CACI score superior a 4 foi preditivo de internamentos prolongados (p <0,001), complicações pós-operatórias (p = 0,042), e mortalidade em 1 ano pós- ressecção cirúrgica (p <0,001). Um CACI superior a 6 triplicou a mortalidade no primeiro ano pós-cirurgia e estes doentes têm menos de 50% de probabilidade de estarem vivos um ano após a cirurgia. No capítulo 3, o nosso objectivo foi identificar uma proteína de superfície que se correlacionasse estatisticamente com o prognostico de doentes com adenocarcinoma do pâncreas e permitisse a distinção de subgrupos de doentes de acordo com as suas diferenças moleculares, perguntamo-nos ainda se essa proteína poderia ser um marcador de células-estaminais. No nosso trabalho anterior observamos que as células tumorais na circulação sanguínea apresentavam genes com características bifenotípica epitelial e mesenquimal, enriquecimento para genes de células estaminais (ALDH1A1 / ALDH1A2 e KLF4), e uma super-expressão de genes da matriz extracelular (colagénios, SPARC, e DCN) normalmente identificados no estroma de PDAC. Após a avaliação dos tumores primários com RNA-ISH, muitos dos genes identificados, foram encontrados co-localizando em uma sub-população de células na região basal dos ductos pancreáticos malignos. Além disso, observamos que estas células expressam o marcador SV2A neuroendócrino, e o marcador de células estaminais ALDH1A1/2. Em comparação com tumores negativos para SV2, os doentes com tumores SV2 positivos apresentaram níveis mais baixos de CA 19-9 (69% vs. 52%, p = 0,012), tumores maiores (> 4 cm, 23% vs. 10%, p = 0,0430), menor invasão de gânglios linfáticos (69% vs. 86%, p = 0,005) e tumores mais diferenciados (69% vs. 57%, p = 0,047). A presença de SV2A foi associada com uma sobrevida livre de doença mais longa (HR: 0,49 p = 0,009) bem como melhor sobrevida global (HR: 0,54 p = 0,018). Em conjunto, esta informação aponta para dois subtipos diferentes de adenocarcinoma do pâncreas, e estes subtipos co-relacionam estatisticamente com o prognostico de doentes, sendo este subgrupo definido pela presença do clone celular SV2A / ALDH1A1/2 positivo com características neuroendócrinas. No Capítulo 4, a expressão de SV2A no cancro do pâncreas foi validado em linhas celulares primárias. Demonstramos a heterogeneidade do adenocarcinoma do pâncreas de acordo com características clonais neuroendócrinas. Ao comparar as linhas celulares expressando SV2 com linhas celulares negativas, verificamos que as linhas celulares SV2+ eram mais diferenciadas, diferindo de linhas celulares SV2 negativas no que respeita a mutação KRAS, proliferação e a resposta à quimioterapia. No capítulo 5, perguntamo-nos se o clone celular SV2 positivo poderia explicar a resistência a quimioterapia observada em doentes. Observamos um aumento absoluto de clones celulares expressando SV2A, em múltiplas linhas de evidência - doentes, linhas de células primárias e xenotransplantes. Embora, tenhamos sido capazes de demonstrar que o adenocarcinoma do pâncreas é uma doença heterogénea, consideramos que a caracterização genética destes clones celulares expressando SV2A é de elevada importância. Pretendemos colmatar esta limitação com as seguintes estratégias: Após o tratamento com quimioterapia neoadjuvante na nossa coorte, realizamos microdissecação a laser das amostras primarias em parafina, de forma a analisar mutações genéticas observadas no adenocarcinoma pancreático; em segundo lugar, pretendemos determinar consequências de knockdown da expressão de SV2A em nossas linhas celulares seguindo-se o tratamento com gemicitabina para determinação do papel funcional de SV2A; finalmente, uma vez que os nossos esforços anteriores com um promotor - repórter e SmartFlare ™ falharam, o próximo passo será realizar RNA-ISH PrimeFlow™ seguido de FACS e RNA-seq para caracterização deste clone celular. Em conjunto, conseguimos provar com várias linhas de evidência, que o adenocarcinoma pancreático é uma doença heterogénea, definido por um clone de células que expressam SV2A, com características neuroendócrinas. A presença deste clone no tecido de doentes correlaciona-se estatisticamente com o prognostico da doença, incluindo sobrevida livre de doença e sobrevida global. Juntamente com padrões de proliferação e co-expressão de ALDH1A1/2, este clone parece apresentar um comportamento de células estaminais e está associado a resistência a quimioterapia, uma vez que a sua expressão aumenta após agressão química, quer em doentes, quer em linhas de células primárias.----------------------------- ABSTRACT: Currently, the only chance of cure for patients with pancreatic adenocarcinoma is surgical resection, at the beginning of my thesis studies, we asked if the classical clinicopathologic predictors of outcome could be validated in a large cohort of patients with early stage pancreatic cancer and if other clinical predictors could have a role on deciding which patients would benefit from surgery. In chapter 2, we found that up to 30% of patients die within the first year after curative intent surgery for pancreatic adenocarcinoma. We aimed at determining pre-operative factors that would correlate with early mortality following resection for pancreatic cancer using a statistically validated tool, the Charlson-Age Comorbidity Index (CACI). We found that a CACI score greater than 4 was predictive of increased length of stay (p<0.001), post-operative complications (p=0.042), and mortality within 1-year of pancreatic resection (p<0.001). A CACI score of 6 or greater increased 3-fold the odds of death within the first year. Patients with a high CACI score have less than 50% likelihood of being alive 1 year after surgery. In chapter 3 we aimed at identifying a surface protein that correlates with patient’s outcome and distinguishes sub-groups of patients according to their molecular differences and if this protein could be a cancer stem cell marker. The most abundant class of circulating tumor cells identified in our previous work was found to have biphenotypic features of epithelial to mesenchymal transition, enrichment for stem-cell associated genes (ALDH1A1/ALDH1A2 and KLF4), and an overexpression of extracellular matrix genes (Collagens, SPARC, and DCN) normally found in the stromal microenvironment of PDAC primary tumors. Upon evaluation of matched primary tumors with RNA-ISH, many of the genes identified were found to co-localize in a sub-population of cells at the basal region of malignant pancreatic ducts. In addition, these cells expressed the neuroendocrine marker SV2A, and the stem cell marker ALDH1A1/2. Compared to SV2 negative tumors, patients with SV2 positive tumors were more likely to present with lower CA 19-9 (69% vs. 52%, p = 0.012), bigger tumors (size > 4 cm, 23% vs. 10%, p= 0.0430), less nodal involvement (69% vs. 86%, p = 0.005) and lower histologic grade (69% vs. 57%, p = 0.047). The presence of SV2A expressing cells was associated with an improved disease free survival (HR: 0.49 p=0.009) and overall survival (HR: 0.54 p=0.018) and correlated linearly with ALDH1A2. Together, this information points to two different sub-types of pancreatic adenocarcinoma, and these sub-types correlated with patients’ outcome and were defined by the presence of a SV2A/ ALDH1A1/2 expressing clone with neuroendocrine features. In Chapter 4, SV2A expression in cancer was validated in primary cell lines. We were able to demonstrate pancreatic adenocarcinoma heterogeneity according to neuroendocrine clonal features. When comparing SV2 expressing cell lines with SV2 negative cell lines, we found that SV2+ cell lines were more differentiated and differ from SV2 negative cell lines regarding KRAS mutation, proliferation and response to chemotherapy. In Chapter 5 we aimed at determining if this SV2 positive clone could explain chemoresistance observed in patients. We found an absolute increase in SV2A expressing cells, with multiple lines of evidence, in patients, primary cell lines and xenografts. Although, we have been able to show evidence that pancreatic adenocarcinoma is a heterogeneous disease, our findings warrant further investigation. To further characterize SV2A expressing clones after treatment with neoadjuvant chemotherapy in our cohort, we have performed laser capture microdissection of the paraffin embedded tissue in this study and will analyze the tissue for known genetic mutations in pancreatic adenocarcinoma; secondly, we want to know what will happen after knocking down SV2A expression in our cell lines followed by treatment with gemcitabine to determine if SV2A is functionally important; finally, since our previous efforts with a promoter – reporter and SmartFlare™ have failed, we will utilize a novel PrimeFlow™ RNA-ISH assay followed by FACS and RNA sequencing to further characterize this cellular clone. Overall our data proves, with multiple lines of evidence, that pancreatic adenocarcinoma is a heterogeneous disease, defined by a clone of SV2A expressing cells, with neuroendocrine features. The presence of this clone in patients’ tissue correlates with patient’s disease free survival and overall survival. Together with patterns of proliferation and ALDH1A1/2 co-expression, this clone seems to present a stem-cell-like behavior and is associated with chemoresistance, since it increases after chemotherapy, both in patients and primary cell lines.