Spatially defined peptidomimetics for pain relief and for targeted cancer therapy and diagnostics

Cancer is a disease that has plagued scientists for decades, and how to treat cancer and its complications are inevitable topics in current scientific research. Cancer pain is a major factor that reduces the quality of life of patients. Therefore, the development of analgesic agents with minimal adverse side effects, especially with low addiction, has attracted more and more attention. Among them, opioid analgesics are widely used to alleviate cancer pain and improve the quality of life of patients with advanced cancer, such as in the palliative therapy. Although peptide drugs are efficient, selective and safe, they have several unignorable disadvantages such as poor biological stability, rapid excretion, difficulty in penetrate blood brain barrier. In order to solve these problems, peptidomimetics were developed by introducing unnatural/modified amino acids, decorated peptide backbone, conformational restrictions and secondary structure mimics in peptide sequence. Compared with peptides, peptidomimetics have improved biological stability, increased bioavailability, high affinity and selectivity for receptor binding, and decreased adverse side effects. As the second part of this thesis, I explored the opportunity to design peptide-functionalized responsive biomaterials for the detection of cancer cell and the selective delivery of cytotoxic drugs. The conjugation of peptides with biomaterials enhanced the stability of the loaded drugs, improved targeted delivery, decreased side effects, and increased bioavailability. The precise and controllable drug delivery platform has profound application prospects in cancer treatment. Grafting specific peptides sequence on the surface of biomaterials can satisfy different drug delivery demands according to the characteristics of both peptides and biomaterials. For example, the introduction of tumor-targeting peptides can guide biomaterials into tumor lesions, and blood-brain barrier (BBB) shuttle peptides can lead biomaterials to penetrate the BBB, etc.

Biomateriali per la somministrazione di vaccini per la terapia immuno-oncologica

Il cancro è una delle principali cause di morte al mondo. Nel 2019, solo negli Stati Uniti, i nuovi casi di cancro sono stati 1.762.450 con 606.880 decessi. Ad oggi, sono numerosi gli studi interdisciplinari in atto aventi come fine ultimo quello di trovare una cura per il cancro più efficiente ed efficace di quelle tradizionali. La seguente trattazione descrive una soluzione che coniuga le conoscenze mediche del campo immuno-terapico con quelle ingegneristiche del settore dei biomateriali. Nello specifico, vengono analizzati scaffold e nanoparticelle biomateriali utilizzati per la somministrazione di vaccini contro il cancro. Gli obiettivi principali, infatti, risultano essere il raggiungimento di una memoria immunitaria, per contrastare metastasi e ricadute, e la diminuzione degli effetti collaterali che i pazienti oncologici sono costretti a sopportare sottoponendosi alle terapie convenzionali. I risultati mostrano dati molto promettenti, poiché l’utilizzo combinato dei biomateriali con fattori caratterizzanti il sistema immunitario permette di ottenere vaccini somministrabili in maniera sicura, seppur le indagini cliniche per molte tipologie di cancro siano ancora in atto.

Metrological characterization of sensors and instrumentation for distribution grid monitoring and electrical asset diagnostics

The Smart Grid needs a large amount of information to be operated and day by day new information is required to improve the operation performance. It is also fundamental that the available information is reliable and accurate. Therefore, the role of metrology is crucial, especially if applied to the distribution grid monitoring and the electrical assets diagnostics. This dissertation aims at better understanding the sensors and the instrumentation employed by the power system operators in the above-mentioned applications and studying new solutions. Concerning the research on the measurement applied to the electrical asset diagnostics: an innovative drone-based measurement system is proposed for monitoring medium voltage surge arresters. This system is described, and its metrological characterization is presented. On the other hand, the research regarding the measurements applied to the grid monitoring consists of three parts. The first part concerns the metrological characterization of the electronic energy meters’ operation under off-nominal power conditions. Original test procedures have been designed for both frequency and harmonic distortion as influence quantities, aiming at defining realistic scenarios. The second part deals with medium voltage inductive current transformers. An in-depth investigation on their accuracy behavior in presence of harmonic distortion is carried out by applying realistic current waveforms. The accuracy has been evaluated by means of the composite error index and its approximated version. Based on the same test setup, a closed-form expression for the measured current total harmonic distortion uncertainty estimation has been experimentally validated. The metrological characterization of a virtual phasor measurement unit is the subject of the third and last part: first, a calibrator has been designed and the uncertainty associated with its steady-state reference phasor has been evaluated; then this calibrator acted as a reference, and it has been used to characterize the phasor measurement unit implemented within a real-time simulator.

Development and testing of a safety module for diagnostics and protection from hazards in secondary woodworking machinery

The main theme covered by this dissertation is safety, set in the context of automatic machinery for secondary woodworking. The thesis describes in detail the project of a software module for CNC machining centers to protect the operator against hazards and to report errors in the machine safety management. Its design has been developed during an internship at SCM Group technical department. The development of the safety module is addressed step by step in a detailed way: first the company and the reference framework are introduced and then all the design choices are explained and justified. The discussion begins with a detailed analysis of the standards concerning woodworking machines and safety-related software. In this way, a clear and linear procedure can be established to develop and implement the internal structure of the module, its interface, and its application to specific safety-critical conditions. Afterwards, particular attention is paid to software testing, with the development of a comprehensive test procedure for the module, and to diagnostics, especially oriented towards signal management in IoT mode. Finally, the safety module is used as an anti-regression tool to initiate a design improvement of the machine control program. The refactoring steps performed in the process are explained in detail and the SCENT approach is introduced to test the result.

Integrated Proteomics Identified Up-regulated Focal Adhesion-mediated Proteins In Human Squamous Cell Carcinoma In An Orthotopic Murine Model.

Understanding the molecular mechanisms of oral carcinogenesis will yield important advances in diagnostics, prognostics, effective treatment, and outcome of oral cancer. Hence, in this study we have investigated the proteomic and peptidomic profiles by combining an orthotopic murine model of oral squamous cell carcinoma (OSCC), mass spectrometry-based proteomics and biological network analysis. Our results indicated the up-regulation of proteins involved in actin cytoskeleton organization and cell-cell junction assembly events and their expression was validated in human OSCC tissues. In addition, the functional relevance of talin-1 in OSCC adhesion, migration and invasion was demonstrated. Taken together, this study identified specific processes deregulated in oral cancer and provided novel refined OSCC-targeting molecules.

Augmented Mixed Models For Clustered Proportion Data.

Often in biomedical research, we deal with continuous (clustered) proportion responses ranging between zero and one quantifying the disease status of the cluster units. Interestingly, the study population might also consist of relatively disease-free as well as highly diseased subjects, contributing to proportion values in the interval [0, 1]. Regression on a variety of parametric densities with support lying in (0, 1), such as beta regression, can assess important covariate effects. However, they are deemed inappropriate due to the presence of zeros and/or ones. To evade this, we introduce a class of general proportion density, and further augment the probabilities of zero and one to this general proportion density, controlling for the clustering. Our approach is Bayesian and presents a computationally convenient framework amenable to available freeware. Bayesian case-deletion influence diagnostics based on q-divergence measures are automatic from the Markov chain Monte Carlo output. The methodology is illustrated using both simulation studies and application to a real dataset from a clinical periodontology study.

Bleaching of melanin in the epidermis of South American fur seal and its application on enzyme immunohistochemistry

The South American fur seal (Arctocephalus australis) is an amphibious marine mammal distributed along the Atlantic and Pacific coasts of South America. The species is well adjusted to different habitats due to the morphology of its fin-like members and due to some adaptations in their integumentary system. Immunohistochemical studies are very important to evaluate the mechanisms of skin adaptation due the differential expression of the antigens present in the tissue depending of the region of the body surface. However, its strongly pigmented (melanin) epidermis prevents the visualization of the immuno-histochemical chromogens markers. In this study a melanin bleaching method was developed aimed to allow the visualization of the chromogens without interfering in the antigen-antibody affinity for immunohistochemistry. The analysis of PCNA (proliferating cell nuclear antigen) index in the epidermis of A. australis by immunohistochemistry with diaminobenzidine (DAB) as chromogen was used to test the method. The bleaching of the melanin allowed to obtain the cell proliferation index in epidermis and to avoid false positive results without affecting the immunohistochemical results.

Avaliação da proliferação celular como indicador prognóstico para mastocitomas cutâneos caninos

Este estudo teve como objetivo avaliar o valor prognóstico de marcadores de proliferação celular em casos de mastocitomas cutâneos caninos. Vinte e três casos foram analisados quanto à expressão imuno-histoquímica de Ki67 e do Antígeno Nuclear de Proliferação Celular (PCNA), sendo subsequentemente acompanhados clinicamente. Observou-se que a expressão de Ki67 mantém relação negativa com a tradicional graduação histopatológica (p= 0,0418; p<0,05 entre os graus I e III), sendo um indicador confiável para o tempo de sobrevida pós-cirúrgica (p=0,0089). A imunoexpressão de PCNA, apesar de estar correlacionada à marcação por Ki67, não apresentou valores estatisticamente significantes na predição da mortalidade em função da doença e do tempo de sobrevida pós-cirúrgico. Os resultados obtidos confirmam que informações sobre a atividade proliferativa tumoral pela detecção imuno-histoquímica de Ki67 podem incrementar a classificação de mastocitomas cutâneos caninos quanto à malignidade.

Revisão taxonômica de Croton sect. Lamprocroton (Müll. Arg.) Pax (Euphorbiaceae s.s.)

Croton is the second bigger and more diverse genus in the family Euphorbiaceae, with about 1,200 species distributed in 40 sections, occurring in all tropical areas, most of them in Americas. In South America, Brazil is the country in which a larger number of taxa are found, ca. 356. According to recent classification, the genus belongs to the tribe Crotoneae, and despite the wide and morphological diversity, it would be a monophyletic taxon. However, a phylogenetic analysis using markers of ITS region from nuclear ribosomal DNA, and of trnL-F from plastidial DNA, showed that Croton, like traditionally circumscribed, is not a monophyletic taxon. A taxonomic revision of Croton section Lamprocroton (Müll. Arg.) Pax is presented here. It is a Neotropical group with most of its species occurring from Southeast and South Brazil to southern South America (Uruguay and Argentina). Morphologically, the members of Lamprocroton are characterized as monoecious or dioecious shrubs or subshrubs, with a lepidote indumentum at least in part of foliage, entire leaves with no glands. The staminate flowers have 9 to 16 stamens and the pistillate flowers may have equal or unequal sepals, reduced to absent petals, and styles once or twice bifid. Overall, are recognized 26 species in the group, three of them new to the science. Identification key, morphological descriptions, illustrations, phenological period, as well as data on geographic distribution and general comments of each species are presented. Four taxa were excluded from C. sect. Lamprocroton because they do not show the morphological features that are diagnostics of the section. Four species that are poorly known were not included in the taxonomic treatment.

Técnicas de diagnóstico de influência local na análise espacial da produtividade da soja

A modelagem da estrutura de dependência espacial pela abordagem da geoestatística é fundamental para a definição de parâmetros que definem esta estrutura, e que são utilizados na interpolação de valores em locais não amostrados pela técnica de krigagem. Entretanto, a estimação de parâmetros pode ser muito afetada pela presença de observações atípicas nos dados amostrados. O desenvolvimento deste trabalho teve por objetivo utilizar técnicas de diagnóstico de influência local em modelos espaciais lineares gaussianos, utilizados em geoestatística, para avaliar a sensibilidade dos estimadores de máxima verossimilhança e máxima verossimilhança restrita na presença de dados discrepantes. Estudos com dados experimentais mostraram que tanto a presença de valores atípicos como de valores considerados influentes, pela análise de diagnóstico, pode exercer forte influência nos mapas temáticos, alterando, assim, a estrutura de dependência espacial. As aplicações de técnicas de diagnóstico de influência local devem fazer parte de toda análise geoestatística a fim de garantir que as informações contidas nos mapas temáticos tenham maior qualidade e possam ser utilizadas com maior segurança pelo agricultor.

A clínica da psicofísica

Apresentamos a Psicofísica como uma ciência aplicada nas investigações e nas abordagens e diagnósticos clínicos. Inicialmente, introduzimos algo dos aspectos epistemológicos e teóricos da área, passamos para as abordagens que a Psicofísica pode apresentar na aplicabilidade clínica e, por fim, discutimos os avanços recentes da aplicação clínica, apresentamos as experiências de nosso laboratório de pesquisa clínica em psicofísica, finalizando com as perspectivas de ampliação do uso da psicofísica para investigações clínicas de funções perceptuais mais complexas.

Maus-tratos infantis: um resgate da história e das políticas de proteção

O estudo apresenta uma revisão bibliográfica, cujo objetivo foi conhecer e divulgar a evolução histórica da violência contra a criança, bem como as políticas desenvolvidas na atenção à violência contra menores, além de discutir a importância da prevenção e da atuação dos profissionais de saúde. A pesquisa bibliográfica foi realizada na base de dados MEDLINE, LILACS e SciELO, selecionando-se os estudos com os descritores: Violência, Agressão, Maus-Tratos, Síndrome da Criança Maltratada, Pediatria, não se fazendo restrição aos idiomas espanhol, inglês e francês. A literatura mostra a importância de ações preventivas e a necessidade de discussões e reflexões entre os diferentes setores que possam culminar em políticas e estratégias preventivas, diagnósticas e terapêuticas, além da relevância de incluir o tema na formação dos profissionais de saúde para que possam contribuir para o diagnóstico, tratamento e profilaxia do abuso infantil, rompendo as cadeias de determinação e fatalidade.

Programa de Controle da Doença de Chagas no Estado de São Paulo: aspectos sorológicos e entomológicos de inquéritos entre escolares de ensino fundamental

Como parte de avaliação de medidas de controle de vetores, levadas a efeito no Estado de São Paulo, na década de 60, inquéritos sorológicos entre crianças escolares nascidas após sua aplicação foram realizados nos períodos abrangidos entre os anos 1968 e 1970, em todos os municípios do estado, à exceção dos da Grande São Paulo e, anualmente, de 1973 a 1983, em amostra selecionada a partir daqueles com as maiores soroprevalências para a infecção chagásica. No primeiro caso, a metodologia sorológica previu os exames à base da reação de fixação de complemento, em soros e, no segundo, a reação de imunofluorescência indireta, em eluatos de sangue total absorvido em papel-filtro. Presença de triatomíneos e sua condição de infecção por Trypanosoma cruzi, coligidas nos diversos municípios de acordo com o ano dos nascimentos dos escolares e da realização dos inquéritos, permitiram vislumbrar o quadro da infecção chagásica no Estado de São Paulo, naquelas épocas. A região de Sorocaba destacou-se das demais em termos sorológicos, sustentada pela presença do Triatoma infestans até o início da década de 70. Similarmente, a autoctonia dos casos foi aí observada de maneira preponderante, enquanto que em outras regiões do estado manteve-se um equilíbrio entre casos autóctones e importados. A análise dos dados revela que, ainda em 1974, a transmissão vetorial poderia registrar-se no estado. É importante destacar que, mesmo com falhas de cobertura, até o ano de 1997, não se observou mais sororreatividade para infecção chagásica nas idades inferiores a 15 anos, no Programa de Controle do Estado de São Paulo.

IgM e IgG como marcadores da infecção transplacentária por Neospora caninum em fetos bovinos

O objetivo deste estudo foi determinar a ocorrência de anticorpos anti-Neospora caninum em 260 amostras de soro coletadas de fetos bovinos de julho de 2007 a março de 2008, em abatedouro do município de Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil. Para detecção de anticorpos anti-N. caninum, a técnica de imunofluorescência indireta foi utilizada tanto para a detecção de imunoglobulinas G e M. Amostras com títulos e" 25 foram consideradas positivas. Das 260 amostras testadas, 15% (39/260) foram positivas para anticorpos anti-N. caninum. Destas, em 38 (97,4%) foi detectada a presença de IgG anti-N. caninum e em seis (15,4%) de IgM. Em cinco amostras (12,8%) detectaram-se ambos, IgG e IgM. Os resultados reafirmam a habilidade do N. caninum em determinar infecção fetal. A pesquisa de IgM foi de limitada importância na detecção da infecção via transplacentária em soro fetal bovino.

Assessing influence in survival data with a cure fraction and covariates

Diagnostic methods have been an important tool in regression analysis to detect anomalies, such as departures from error assumptions and the presence of outliers and influential observations with the fitted models. Assuming censored data, we considered a classical analysis and Bayesian analysis assuming no informative priors for the parameters of the model with a cure fraction. A Bayesian approach was considered by using Markov Chain Monte Carlo Methods with Metropolis-Hasting algorithms steps to obtain the posterior summaries of interest. Some influence methods, such as the local influence, total local influence of an individual, local influence on predictions and generalized leverage were derived, analyzed and discussed in survival data with a cure fraction and covariates. The relevance of the approach was illustrated with a real data set, where it is shown that, by removing the most influential observations, the decision about which model best fits the data is changed.