Antioxidants and diabetic retinopathy

The biochemical perturbations in diabetes mellitus (DM) create the conditions for the production of free radicals, the consequence of which is increased oxidative stress. Evidence has accrued over the past 2 decades that suggests that oxidative stress is an important pathogenetic factor in the development of diabetic retinopathy (DR). Experimental data show that the use of strategies that ameliorate oxidative stress can prevent and retard the development of DR in the animal model. Clinical observations also suggest that reducing oxidative stress may help to reverse pathological manifestations of DR. The present article constitutes an examination of the role of antioxidants in the management of DR and the current state of clinically relevant knowledge. © 2013 Springer Science+Business Media New York.

Prognostic and therapeutic relevance of FLIP and procaspase-8 overexpression in non-small cell lung cancer

Non-small cell lung carcinoma remains by far the leading cause of cancer-related deaths worldwide. Overexpression of FLIP, which blocks the extrinsic apoptotic pathway by inhibiting caspase-8 activation, has been identified in various cancers. We investigated FLIP and procaspase-8 expression in NSCLC and the effect of HDAC inhibitors on FLIP expression, activation of caspase-8 and drug resistance in NSCLC and normal lung cell line models. Immunohistochemical analysis of cytoplasmic and nuclear FLIP and procaspase-8 protein expression was carried out using a novel digital pathology approach. Both FLIP and procaspase-8 were found to be significantly overexpressed in tumours, and importantly, high cytoplasmic expression of FLIP significantly correlated with shorter overall survival. Treatment with HDAC inhibitors targeting HDAC1-3 downregulated FLIP expression predominantly via post-transcriptional mechanisms, and this resulted in death receptor- and caspase-8-dependent apoptosis in NSCLC cells, but not normal lung cells. In addition, HDAC inhibitors synergized with TRAIL and cisplatin in NSCLC cells in a FLIP- and caspase-8-dependent manner. Thus, FLIP and procaspase-8 are overexpressed in NSCLC, and high cytoplasmic FLIP expression is indicative of poor prognosis. Targeting high FLIP expression using HDAC1-3 selective inhibitors such as entinostat to exploit high procaspase-8 expression in NSCLC has promising therapeutic potential, particularly when used in combination with TRAIL receptor-targeted agents.

Power allocation strategies across N orthogonal channels for single-relay networks at both source and relay

We consider a wireless relay network with one source, one relay and one destination, where communications between nodes are preformed over N orthogonal channels. This, for example, is the case when orthogonal frequency division multiplexing is employed for data communications. Since the power available at the source and relay is limited, we study optimal power allocation strategies at the source and relay in order to maximize the overall source-destination capacity. Depending on the availability of the channel state information at both the source and relay or only at the relay, power allocation is performed at both the source and relay or only at the relay. Considering different setups for the problem, various optimization problems are formulated and solved. Some properties of the optimal solution are also proved.

FPGA Prototyping of Emerging Manycore Architectures for Parallel Programming Research using Formic Boards

Performance evaluation of parallel software and architectural exploration of innovative hardware support face a common challenge with emerging manycore platforms: they are limited by the slow running time and the low accuracy of software simulators. Manycore FPGA prototypes are difficult to build, but they offer great rewards. Software running on such prototypes runs orders of magnitude faster than current simulators. Moreover, researchers gain significant architectural insight during the modeling process. We use the Formic FPGA prototyping board [1], which specifically targets scalable and cost-efficient multi-board prototyping, to build and test a 64-board model of a 512-core, MicroBlaze-based, non-coherent hardware prototype with a full network-on-chip in a 3D-mesh topology. We expand the hardware architecture to include the ARM Versatile Express platforms and build a 520-core heterogeneous prototype of 8 Cortex-A9 cores and 512 MicroBlaze cores. We then develop an MPI library for the prototype and evaluate it extensively using several bare-metal and MPI benchmarks. We find that our processor prototype is highly scalable, models faithfully single-chip multicore architectures, and is a very efficient platform for parallel programming research, being 50,000 times faster than software simulation.

Applied physics: Trawling for complements

A method has been invented for determining nanoscale variations in the distribution of electric charge on surfaces. It has so far been used to examine specific inorganic materials, but could find widespread applications in imaging.

Using mesh-geometry relationships to transfer analysis models between CAE tools

Integrating analysis and design models is a complex task due to differences between the models and the architectures of the toolsets used to create them. This complexity is increased with the use of many different tools for specific tasks using an analysis process. In this work various design and analysis models are linked throughout the design lifecycle, allowing them to be moved between packages in a way not currently available. Three technologies named Cellular Modeling, Virtual Topology and Equivalencing are combined to demonstrate how different finite element meshes generated on abstract analysis geometries can be linked to their original geometry. Cellular models allow interfaces between adjacent cells to be extracted and exploited to transfer analysis attributes such as mesh associativity or boundary conditions between equivalent model representations. Virtual Topology descriptions used for geometry clean-up operations are explicitly stored so they can be reused by downstream applications. Establishing the equivalence relationships between models enables analysts to utilize multiple packages for specialist tasks without worrying about compatibility issues or substantial rework.

Brca1 and brca2:Role in the DNA damage response, cancer formation and treatment

BRCA1 and BRCA2 are highly penetrant breast and ovarian cancer susceptibility genes that are mutated in a significant proportion of familial breast and ovarian cancer syndromes. Both of these genes are tumour suppressors, the products of which play vital roles in the cellular response to DNA damage. These proteins function in a number of cellular pathways in order to maintain genomic stability including DNA damage signaling, DNA repair, cell cycle regulation, protein ubiquitination, chromatin remodeling, transcriptional regulation and apoptosis. This chapter will discuss the functions of these proteins and how they relate to tumour development, and therapy. © 2009 Springer Science+Business Media B.V.

Biosensor based toxicity dissection of tannery and associated environmental samples

Kenyan tannery and associated environmental samples were selected for ecotoxicological assessment. A tool-kit of techniques was developed, including whole-cell biosensor and chemical assays. A luminescence based bacterial biosensor (Escherichia coli HB101 pUCD607) (via a multi-copy plasmid) was used for toxicity assessment. Samples were manipulated prior to biosensor interrogation to identify the nature of the toxic contaminants. Untreated samples (before any manipulations) showed a strong toxic effect at the discharge point in comparison to other sampling points. Sparging was used to identify toxicity associated with volatile organics. The toxicity of contaminants, removed by treatment with activated charcoal was identified for all the sampling points except for those upstream of effluent discharges. Filtration identified toxicity associated with suspended solids. Changes in availability of toxic contaminants due to pH adjustment of most samples from the tannery effluent treatment pits were also associated with the extreme pH values (4.0 and 8.0). The approach used has highlighted the complexicity of toxic pollutants in effluent from the tanning industry and the dissection of toxicity points to possible remediation strategies for effluents from the tanning industry.

Cognition, metacognition and patient safety

This article explores the factors that contribute to patient safety incidents. It highlights the importance of human factors in influencing the clinician's performance. Rather than focusing on clinical skills, the article explores the range of non-technical skills which are seen to each contribute to patient safety, including: communication, teamworking, leadership, active followership, situational awareness, decision-making, assertiveness, and workload management. It asks how cognitive processes can influence safe decision-making.

Receptores de aniões baseados em azacalix[4]arenos e isoftalamidas

Nesta tese, desenvolvida no âmbito do Programa Doutoral em Química da Universidade de Aveiro, foram desenvolvidos novos receptores sintéticos construídos a partir da plataforma macrocíclica tetraazacalix[2]areno[2]triazina ou do fragmento de isoftalamida. Ambas as unidades estruturais foram decora-das com grupos de reconhecimento molecular baseados em grupos amida e/ou ureia com o objectivo de actuarem como receptores selectivos de aniões com importância biológica ou farmacológica, incluindo acetato, oxalato, malo-nato, succinato, glutarato, diglicolato, L- e D-NHBoc-alanina, (S)- e (R)-fenilpro-panoato, (S,S)- e (R,R)-tartarato, fumarato, maleato, Cl-, HCO3-, H2PO4-, HSO4- e SO42-. No Capítulo 1 é efectuada uma revisão bibliográfica dos desenvolvimentos recentes na síntese, caracterização estrutural e aplicações de receptores fun-cionais relacionados com os desenvolvidos no âmbito desta tese, com especial incidência para aqueles que foram estudados como receptores de aniões. Neste domínio, enquanto que receptores derivados da isoftalamida têm sido bastante estudados ao longo das últimas décadas, o desenvolvimento de receptores de aniões inspirados em heteracalix[2]areno[2]triazinas ainda se encontra a dar os primeiros passos. No Capítulo 2 é apresentada a síntese de quatro novos macrociclos derivados de tetraazacalix[2]areno[2]triazina incorporando um ou dois braços de L-alanina (A1, A2) ou de L-leucina (L1, L2) nos anéis benzénicos, e derivados com grupos amida como unidades de reconhecimento. Adicionalmente, são também apresentados dois novos azacalix[2]areno[2]triazinas contendo um (U1) ou dois (U2) braços com grupos ureia substituídos com um grupo (S)-metilbenzílico. Foram ainda preparados os macrociclos A2Me4 e U2Me4 por metilação dos átomos de azoto em ponte de A2 e U2, os quais foram posterior-mente utilizados em estudos de associação. Os compostos sintetizados foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas, complementadas por difracção de raios X de cristal único no caso de U2Me4. O Capítulo 3 contempla os estudos de reconhecimento molecular entre os macrociclos A2Me4 e U2Me4 e os aniões derivados de ácidos mono- e dicarbo-xílicos alifáticos, ácidos carboxílicos isoméricos (enantiómeros e isómeros geométricos), aminoácidos e polioxaniões acima referidos, excepto HCO3-. Os estudos de associação foram realizados através de técnicas de titulação por RMN 1H com determinação das respectivas constantes de afinidade. Todas as associações estudadas apresentaram uma estequiometria receptor-substrato 1:1 com excepção das associações formadas entre A2Me4 e U2Me4 com H2PO4- (1:2). Os complexos A2Me4∙SO42- e U2Me4∙(H2PO4-)2 são os mais estáveis com constantes de associação de 7,4 × 104 M-1 e superior a 105 M-2, respectivamente. O reconhecimento dos dicarboxilatos ocorreu através dos dois braços do macrociclo, com os aniões com grupos carboxilato separados por cadeias alifáticas mais compridas (glutarato e diglicolato) apresentando um melhor ajuste aos braços de A2Me4 e U2Me4. Não foi observado reconheci-mento enantiosselectivo de aniões. Em contraste, as constantes de afinidade para as associações com os aniões dos isómeros cis (maleato) e trans (fumarato) do ácido but-2-enodióico, de 89 e 4920 M-1 para A2Me4 e 481 e 4007 M-1 para U2Me4, respectivamente, sugerem selectividade de ambos os receptores para o fumarato. No Capítulo 4 é descrita a síntese de nove receptores acíclicos incorporando a unidade de isoftalamida (Iso-1 a Iso-9) e braços laterais com grupos de reconhecimento de aniões. Enquanto que o receptor Iso-1 possui como unida-des de reconhecimento apenas grupos amida, os receptores Iso-2, Iso-3, Iso-5, Iso-6, Iso-7 e Iso-9 possuem grupos amida e ureia, e os derivados Iso-4 e Iso-8 grupos amida e sulfonilureia. Em cada um destes compostos, os grupos de reconhecimento estão separados por uma cadeia etilénica cuja flexibilidade confere um melhor ajuste com os aniões. Os derivados de isoftalamida preparados foram caracterizados através de técnicas espectroscópicas. No Capítulo 5 são apresentados os estudos de associação realizados por técnicas de titulação por RMN 1H entre Iso-1, Iso-2, Iso-4, Iso-6 e Iso-8 com os aniões H2PO4-, HCO3-, Cl- e oxalato. Os receptores Iso-1, Iso-2 e Iso-6 apresentaram maior afinidade para o dianião, com valores de Kass de 6100, 7800 e 9800 M-1 respectivamente, e menor para Cl- (17 < Kass < 19 M-1). Foram sempre formadas associações mais estáveis com H2PO4- (294 < Kass < 427 M-1) comparativamente a HCO3-, sendo que a associação mais forte com este últi-mo foi determinada com Iso-2 (Kass = 95 M-1). As moléculas de Iso-4 e Iso-8 sofreram desprotonação dos grupos sulfonilureia na presença de todos os aniões excepto de Cl-. No Capítulo 6 apresentam-se as conclusões gerais e no Capítulo 7 descrevem-se os procedimentos experimentais e também os dados espectroscópicos dos produtos obtidos.

Biologia pesqueira e dinâmica populacional de Diplodus vulgaris (geoffr.) e Spondyliosoma cantharus (L.) (pisces, sparidae) na costa sudoeste de Portugal

As espécies da família Sparidae ocupam um lugar de destaque na actividade pesqueira da Costa Sudoeste de Portugal, sendo das principais subsidiárias da pesca artesanal nesta região. Com o presente trabalho pretendeu-se clarificar aspectos básicos da biologia de dois esparídeos, Diplodus vulgaris (safia) e Spondyliosoma cantharus (choupa), nas áreas da ecologia alimentar, reprodução, idade, crescimento e mortalidade; estimar os parâmetros de selectividade das artes de pesca mais importantes sobre estas espécies e avaliar preliminarmente o estado da pescaria destes dois esparídeos. Para atingir estes objectivos cumpriu-se um plano de amostragem de frequências de comprimento nas lotas de Sagres e Sines, de Julho de 1992 a Março de 1994; estudos laboratoriais com amostras recolhidas em Sagres de Dezembro de 1992 a Março de 1994 e um estudo de selectividade de aparelho de anzol e redes de emalhar realizado em 1997/98. Os hábitos alimentares foram estudados a partir da análise de conteúdos estomacais, utilizando-se 3 métodos de avaliação da composição da dieta, 5 índices combinados da bibliografia e 3 propostos. Da análise comparativa entre os vários índices concluiu-se que o índice de importância relativa (IRI) e o índice de alimentação ponderado (IPO2) serão os mais adequados para descrever as dietas destas espécies. Registaram-se elevados coeficientes de vacuidade, motivados em grande parte pela natureza da arte de pesca. A dieta de D. vulgaris é composta essencialmente por ofiurídeos, poliquetas, anfípodes e equinóides, enquanto que S. cantharus consome principalmente poliquetas, anfípodes e hidrozoários. As duas dietas são significativamente diferentes, principalmente pelo maior consumo de equinodermes no caso de D. vulgaris. A estrutura e dimensões da boca nestes esparídeos são distintas, podendo influenciar o seu comportamento trófico. À semelhança de grande parte dos esparídeos, D. vulgaris e S. cantharus são espécies bentívoras, que adoptam uma estratégia alimentar generalista, com fortes afinidades com o alimento disponível no meio. Da análise do ciclo reprodutivo verificou-se que as épocas de postura são extensas: D. vulgaris: Dezembro a Março com maior intensidade em Janeiro/Fevereiro; S. cantharus: Fevereiro a Abril, com máxima intensidade em Março. Não existiram diferenças significativas na proporção entre os sexos (M:F = 1.01) ao longo do ano e por tamanho em D. vulgaris, enquanto que em S. cantharus as fêmeas foram mais abundantes ao longo do ano (M:F=0.57) e nas classes de comprimento inferiores. Os tamanhos de 1ª maturação (L50%) para o conjunto dos sexos e indivíduos indeterminados foram de: D. vulgaris, 18.33 cm, não existindo diferenças significativas entre machos e fêmeas; S. cantharus, 20.10 cm, existindo diferenças significativas entre machos (22.41 cm, TL) e fêmeas (19.98 cm, TL). Os tamanhos de 1ª maturação estimados foram consideravelmente superiores aos tamanhos mínimo legais de desembarque (TML) em Portugal, para D. vulgaris (TML=15.0 cm) e ligeiramente inferiores no caso de S. cantharus (TML=23 cm). A fecundidade média absoluta (Fa) e a fecundidade relativa (Fr) foram de: D. vulgaris - Fa = 131127 ovos; Fr = 526 ovos/g; S. cantharus - Fa = 61396 ovos; Fr = 346 ovos/g. As relações entre a fecundidade absoluta e o comprimento total (TL) e o peso somático (SW) foram as seguintes: D. vulgaris: Fa = 0.1853TL4.1903; Fa = 57.715SW1.4067; S. cantharus: Fa = 436.27TL1.5747; Fa = 2979.7SW0.585. A estratégia reprodutiva destas espécies é caracterizada por hermafroditismo, rudimentar com eventual protândria parcial em D. vulgaris e protogínia em S. cantharus. A determinação da idade foi efectuada pela análise de estruturas duras, otólitos para D. vulgaris e otólitos e escamas para S. cantharus. As estimações do comprimento à idade ajustaram-se bem ao modelo de Von Bertalanffy. De entre os métodos de estimação dos parâmetros de crescimento, escolheu-se o ajuste não linear aplicado a todos os pares de comprimentos à idade, sendo esta corrigida pela data de captura. Para além do maior rigor desta análise, os resultados produzidos foram considerados os mais aproximados da realidade: D. vulgaris (otólitos): L=28.1 cm K=0.30 ano-1 e t0= -1.618 anos (validade: 12.5-30.5 cm; 1-10 anos); S. cantharus (escamas): L=35 cm, K=0.32 ano-1 e t0=-0.481 anos (validade: 14.3-33.5 cm; 1-9 anos). A análise de distribuição de frequências de comprimento, apresentou um L mais próximo da realidade: L=39.6 cm, K=0.32 ano-1 e t0=-0.481 anos (D. vulgaris); L=40.0 cm, K=0.24 ano-1 e t0=-0.646 anos (S. cantharus). As relações peso-comprimento de D. vulgaris e S. cantharus para a Costa Sudoeste foram do tipo potencial W=a Lb, sendo definidas pelos seguintes parâmetros: a=0.0223 e b= 2.895, r2=0.89 (D. vulgaris); a=0.0106 e b= 3.085, r2= 0.89 (S. cantharus). Os valores de mortalidade natural (M), estimados por métodos indirectos, para D. vulgaris e S. cantharus foram de 0.39 e 0.30 ano-1, respectivamente. O valor de M de esparídeos pode ser estimado preliminarmente mediante a utilização de uma regressão multilinear que integra as três variáveis (M, K e L): M = -0.162 + 1.714K + 0.00273L (r2=0.77). A análise das curvas de captura permitiu obter os seguintes valores de mortalidade total (Z): D. vulgaris: Z=0.642 (otólitos) e 0.727 ano-1 (frequências de comprimento); S. cantharus: Z=0.676 (escamas) e 0.576 ano-1 (frequências de comprimento). As artes de pesca mais importantes para D vulgaris e S. cantharus e para a região considerada são, por ordem de grandeza, o aparelho de anzol e redes de emalhar, e em menor escala a arte do cerco. Os esparídeos diversos e dentro destes a choupa, que deveria ser discriminada nas estatísticas oficiais, constituíram os únicos esparídeos que apresentaram uma evolução com tendência negativa de 1987 a 1998. A estrutura demográfica de desembarques de safia é caracterizada por cerca de 86.9 % indivíduos entre 20.5 a 27.5 cm (2 a 6 anos), enquanto que para a choupa, 85.0% dos indivíduos desembarcados estão compreendidos entre 21.5 e 27.5 cm (2 a 6 anos). No estudo de selectividade foram realizadas 40 pescas experimentais em que se testaram 4 tamanhos de anzol (nº11, 12, 13 e 15) e de malha (80, 70, 60 e 50mm). D. vulgaris e S. cantharus são das espécies mais abundantes na pescaria com aparelho de anzol, tendo uma representação inferior quer em termos relativos, quer absolutos nas capturas das redes de emalhar. Existiu um decréscimo geral das taxas de captura com o tamanho do anzol e uma maior eficiência para os tamanhos intermédios da malha nas redes de emalhar. Paralelamente, existiu para ambas as espécies uma sobreposição de comprimentos médios com o tamanho dos anzóis e uma separação clara de comprimentos médios de ambas as espécies com a malhagem. Adoptaram-se, com bom ajuste, uma curva de selectividade do tipo logística para o aparelho de anzol e normal para as redes de emalhar, para ambas as espécies. Atendendo a uma eventual revisão dos tamanhos mínimos legais de desembarque, em função dos tamanhos de primeira maturação e à estrutura das capturas, as malhas de 70 e 80mm são as mais adequadas na pescaria de D. vulgaris e S. cantharus, respectivamente. O anzol número 13 será o mais apropriado a D. vulgaris, dada a pouca praticabilidade do anzol 15. Em relação a S. cantharus o anzol nº 11 apresenta a menor proporção de indivíduos com tamanho ilegal, sendo então o mais indicado à pescaria desta espécie. Para o aparelho de anzol e de acordo com os modelos de rendimento por recruta a pescaria de safia processa-se de forma moderada, a níveis inferiores a uma taxa de exploração máxima (Emax) suportável pelo "stock". A pescaria de choupa apresenta indícios de uma exploração intensa, próxima dos valores máximos comportados pelo "stock". Uma alteração nos valores actuais da taxa de exploração e/ou de comprimento de 1ª captura terá de ter em consideração o carácter multiespecifico desta pescaria. Visando a gestão destes recursos pesqueiros, dever-se-á controlar principalmente o nível do esforço de pesca praticado e rever os tamanhos mínimos de desembarque, de modo a evitar que esta pescaria entre numa fase de sobreexploração. O estabelecimento de reservas marinhas e de recifes artificiais poderá ser um contributo para uma exploração pesqueira sustentada e para a conservação da biodiversidade.

“I’m Not Waving, I’m Drowning”: An Autoethnographical Exploration of Biographical Disruption and Reconstruction During Recovery From Prescribed Benzodiazepine Use

Benzodiazepines are group of drugs used mainly as sedatives, hypnotics, muscle relaxants, and anti-epileptics. Tapering off benzodiazepines is, for some users, a painful, traumatic, and protracted process. In this article, I use an autoethnographic approach, adopting the metaphor of water, to examine heuristically my experience of iatrogenic illness and recovery. I draw on personal journals and blog entries and former users’ narratives to consider the particular form of biographical disruption associated with benzodiazepines and the processes involved in identity reconstruction. I emphasize the role of the online community in providing benzodiazepine users such as myself with a co-cultural community through which to share a voice and make sense of our experiences. I explain how the success stories of former users provided me with the hope that I, the “medical victim,” could become the “victor” and in the process construct a new life and fresh identity.