Macrophage Dectin-1 Expression Is Controlled by Leukotriene B-4 via a GM-CSF/PU.1 Axis

Pattern recognition receptors for fungi include dectin-1 and mannose receptor, and these mediate phagocytosis, as well as production of cytokines, reactive oxygen species, and the lipid mediator leukotriene B-4 (LTB4). The influence of G protein-coupled receptor ligands such as LTB4 on fungal pattern recognition receptor expression is unknown. In this study, we investigated the role of LTB4 signaling in dectin-1 expression and responsiveness in macrophages. Genetic and pharmacologic approaches showed that LTB4 production and signaling through its high-affinity G protein-coupled receptor leukotriene B4 receptor 1 (BLT1) direct dectin-1-dependent binding, ingestion, and cytokine production both in vitro and in vivo. Impaired responses to fungal glucans correlated with lower dectin-1 expression in macrophages from leukotriene (LT)- and BLT1-deficent mice than their wildtype counterparts. LTB4 increased the expression of the transcription factor responsible for dectin-1 expression, PU.1, and PU.1 small interfering RNA abolished LTB4-enhanced dectin-1 expression. GM-CSF controls PU.1 expression, and this cytokine was decreased in LT-deficient macrophages. Addition of GM-CSF to LT-deficient cells restored expression of dectin-1 and PU.1, as well as dectin-1 responsiveness. In addition, LTB4 effects on dectin-1, PU.1, and cytokine production were blunted in GM-CSF-/- macrophages. Our results identify LTB4-BLT1 signaling as an unrecognized controller of dectin-1 transcription via GM-CSF and PU.1 that is required for fungi-protective host responses. The Journal of Immunology, 2012, 189: 906-915.

Joint NOD2/RIPK2 Signaling Regulates IL-17 Axis and Contributes to the Development of Experimental Arthritis

Intracellular pattern recognition receptors such as the nucleotide-binding oligomerization domain (NOD)-like receptors family members are key for innate immune recognition of microbial infection and may play important roles in the development of inflammatory diseases, including rheumatic diseases. In this study, we evaluated the role of NOD1 and NOD2 on development of experimental arthritis. Ag-induced arthritis was generated in wild-type, NOD1(-/-)!, NOD2(-/-), or receptor-interacting serine-threonine kinase 2(-/-) (RIPK2(-/-)) immunized mice challenged intra-articularly with methylated BSA. Nociception was determined by electronic Von Frey test. Neutrophil recruitment and histopathological analysis of proteoglycan lost was evaluated in inflamed joints. Joint levels of inflammatory cytokine/chemokine were measured by ELISA. Cytokine (IL-6 and IL-23) and NOD2 expressions were determined in mice synovial tissue by RT-PCR. The NOD2(-/-) and RIPK2(-/-), but not NOD1(-/-), mice are protected from Ag-induced arthritis, which was characterized by a reduction in neutrophil recruitment, nociception, and cartilage degradation. NOD2/RIPK2 signaling impairment was associated with a reduction in proinflammatory cytokines and chemokines (TNF, IL-1 beta, and CXCL1/KC). IL-17 and IL-17 triggering cytokines (IL-6 and IL-23) were also reduced in the joint, but there is no difference in the percentage of CD4(+) IL-17(+) cells in the lymph node between arthritic wild-type and NOD2(-/-) mice. Altogether, these findings point to a pivotal role of the NOD2/RIPK2 signaling in the onset of experimental arthritis by triggering an IL-17-dependent joint immune response. Therefore, we could propose that NOD2 signaling is a target for the development of new therapies for the control of rheumatoid arthritis. The Journal of Immunology, 2012, 188: 5116-5122.

Novelty, but Not Operant Aversive Learning, Enhances Fos and Egr-1 Expression in the Medial Prefrontal Cortex and Hippocampal Areas of Rats

Immediate early genes (IEG) are presumed to be activated in response to stress, novelty, and learning. Evidence supports the involvement of prefrontal and hippocampal areas in stress and learning, but also in the detection of novel events. This study examined whether a previous experience with shocks changes the pattern of Fos and Egr-1 expression in the medial prefrontal cortex (mPFC), the hippocampal cornus ammonis 1 (CA1), and dentate gyrus (DG) of adult male Wistar rats that learned to escape in an operant aversive test. Subjects previously exposed to inescapable footshocks that learned to escape from Shocks were assigned to the treated group (EXP). Subjects from Group Novelty (NOV) rested undisturbed during treatment and also learned to escape in the test. The nonshock group (NSH) rested undisturbed in both sessions. Standard immunohistochemistry procedures were used to detect the proteins in brain sections. The results show that a previous experience with shocks changed the pattern of IEG expression, then demonstrating c-fos and egr-1 induction as experience-dependent events. Compared with NSH and EXP an enhanced Fos expression was detected in the mPFC and CA1 subfield of Group NOV, which also exhibited increased Egr-1 expression in the mPFC and DG in comparison to NSH. No differences were found in the DG for Fos, or in the CA1 for Egr-1. Novelty, and not the operant aversive escape learning, seems to have generated IEG induction. The results suggest novel stimuli as a possible confounding factor in studies on Fos and/or Egr-1 expression in aversive conditions.

Método de ensaio biomecânico para análise da isometricidade na reconstrução do ligamento patelofemoral medial

OBJETIVO: Apresentar um dispositivo biomecânico para o estudo da reconstrução do ligamento patelofemoral medial (LPFM) e sua isometricidade. MÉTODOS: Foi desenvolvido um sistema biomecânico acessível, que permite a aplicação de forças fisiológicas e não fisiológicas no joelho, através de um braço mecânico e aplicação de pesos e contrapesos, possibilitando a execução de diferentes estudos, além de ter um sistema de medidas bastante preciso de aferição de distâncias entre diferentes estruturas para análise dos experimentos. Este artigo descreve a montagem deste sistema, além de sugerir algumas aplicações práticas. Foram estudados seis joelhos de cadáveres. Os joelhos foram preparados em uma máquina de ensaios desenvolvida no Laboratório de Biomecânica do IOT HC FMUSP, que permitiu a avaliação dinâmica do comportamento patelar, quantificando a sua lateralização entre 0 e 120 graus. A diferença entre as distâncias encontradas, com e sem carga, aplicada na patela foram agrupadas segundo o ângulo de fixação do enxerto (0°, 30°, 60° e 90°) e situação do joelho (íntegro, reconstruído e lesado). RESULTADOS: Houve uma tendência em ocorrer menor desvio lateral em ângulos de fixação acima de 30 graus de flexão, principalmente entre os ângulos entre 45° e 60° graus de flexão, após a reconstrução. Para os demais ângulos não houve significância estatística. CONCLUSÃO: O método desenvolvido é uma ferramenta útil para os estudos da articulação patelofemoral, além de ter um sistema de medidas bastante preciso de aferição de distâncias entre diferentes estruturas e permitir a sua utilização em instituições com menos recursos disponíveis.

Estudo anatômico e funcional do complexo ligamentar colateral medial do cotovelo

OBJETIVO: Realizar um estudo anatômico do ligamento colateral medial, um importante estabilizador do cotovelo, em diferentes graus de flexo-extensão do cotovelo. MÉTODOS: Foram dissecados 40 cotovelos para analisar o comportamento funcional das bandas anterior, posterior e transversa do ligamento nas manobras de estresse em valgo do cotovelo durante seu movimento de flexão e extensão em diferentes graus. Determinou-se dois grupos: no GPA foi seccionado, a banda posterior do ligamento, depois a cápsula articular e, por fim, a banda anterior; no GAP, a ordem de dissecação foi inversa. RESULTADOS: No GPA observou-se instabilidade somente na terceira etapa e a média de abertura foi maior entre 50&º e 70&º de flexão de cotovelo; no GAP, a instabilidade apareceu desde a primeira etapa e os graus de flexão com maior instabilidade foram nos mesmos do grupo A. CONCLUSÃO: A banda anterior do ligamento colateral medial do cotovelo é o mais importante estabilizador na instabilidade em valgo do cotovelo e sua atuação principal acontece entre 50º e 70º de flexão do cotovelo. Nível de evidência III, Estudo Diagnóstico - Investigação de um exame para diagnóstico.

Análise do arco longitudinal medial em adolescentes usuárias de calçados de salto alto

O objetivo do estudo foi analisar a influência do calçado de salto alto no arco longitudinal medial (ALM) do pé de adolescentes. Fizeram parte do estudo 82 adolescentes entre 13 e 20 anos, sendo 54 não usuárias (grupo controle - GC) e 28 usuárias (grupo experimental - GE) de calçado de salto alto. Foram obtidas as impressões plantares de ambos os pés para análise do ALM, antes e depois do uso de um calçado de salto alto padronizado por um período de 30 minutos. As impressões plantares foram avaliadas pelo índice de Chippaux-Smirak (ICS) e pelo arco de Cavanagh & Rodgers (ICR). O teste de Shapiro-Wilks foi utilizado para a verificação da normalidade dos dados. Variáveis paramétricas pareadas foram tratadas com o Teste t de Student pareado e as não-paramétricas com o teste de Wilcoxon. As comparações não-pareadas foram realizadas com o teste t de Student para as variáveis paramétricas e o de Mann-Withney para as não-paramétricas, com nível de significância de 0,05. Houve diferença no ALM entre os lados direito e esquerdo apenas no GC antes do uso do calçado. Na comparação entre antes e depois do uso do sapato, notou-se diferença apenas no pé esquerdo do GC pelo ICS. Já entre GC e GE, não houve diferença. Apesar dos resultados não evidenciarem alterações no ALM, deve-se lembrar que esta é uma medida estática, sendo necessários estudos do componente dinâmico e do uso do calçado de salto crônico para correlacionar com os achados deste trabalho.

Strength training combined with plyometric jumps in adults: sex differences in fat-bone axis adaptations

[EN] Leptin and osteocalcin play a role in the regulation of the fat-bone axis and may be altered by exercise. To determine whether osteocalcin reduces fat mass in humans fed ad libitum and if there is a sex dimorphism in the serum osteocalcin and leptin responses to strength training, we studied 43 male (age 23.9 2.4 yr, mean +/- SD) and 23 female physical education students (age 23.2 +/- 2.7 yr). Subjects were randomly assigned to two groups: training (TG) and control (CG). TG followed a strength combined with plyometric jumps training program during 9 wk, whereas the CG did not train. Physical fitness, body composition (dual-energy X-ray absorptiometry), and serum concentrations of hormones were determined pre- and posttraining. In the whole group of subjects (pretraining), the serum concentration of osteocalcin was positively correlated (r = 0.29-0.42, P < 0.05) with whole body and regional bone mineral content, lean mass, dynamic strength, and serum-free testosterone concentration (r = 0.32). However, osteocalcin was negatively correlated with leptin concentration (r = -0.37), fat mass (r = -0.31), and the percent body fat (r = -0.44). Both sexes experienced similar relative improvements in performance, lean mass (+4-5%), and whole body (+0.78%) and lumbar spine bone mineral content (+1.2-2%) with training. Serum osteocalcin concentration was increased after training by 45 and 27% in men and women, respectively (P < 0.05). Fat mass was not altered by training. Vastus lateralis type II MHC composition at the start of the training program predicted 25% of the osteocalcin increase after training. Serum leptin concentration was reduced with training in women. In summary, while the relative effects of strength training plus plyometric jumps in performance, muscle hypertrophy, and osteogenesis are similar in men and women, serum leptin concentration is reduced only in women. The osteocalcin response to strength training is, in part, modulated by the muscle phenotype (MHC isoform composition). Despite the increase in osteocalcin, fat mass was not reduced.

Modellizzazione numerica e caratterizzazione sperimentale di macchine e componenti oleodinamici

Nella prima parte di questa tesi di dottorato sono presentate le attività svolte, di carattere numerico, ai fini della modellizzazione di macchine volumetriche ad ingranaggi esterni. In particolare viene dapprima presentato un modello a parametri concentrati utilizzato per l’analisi dei fenomeni che coinvolgono l’area di ingranamento della macchina; un codice di calcolo associato al modello è stato sviluppato ed utilizzato per la determinazione dell’influenza delle condizioni di funzionamento e delle caratteristiche geometriche della macchina sulle sovra-pressioni e sull’eventuale instaurarsi della cavitazione nei volumi tra i denti che si trovano nell’area di ingranamento. In seguito vengono presentati i risultati ottenuti dall’analisi del bilanciamento assiale di diverse unità commerciali, evidenziando l’influenza delle caratteristiche geometriche delle fiancate di bilanciamento; a questo proposito, viene presentato anche un semplice modello a parametri concentrati per valutare il rendimento volumetrico della macchina ad ingranaggi esterni, con l’intenzione di usare tale parametro quale indice qualitativo della bontà del bilanciamento assiale. Infine, viene presentato un modello completo della macchina ad ingranaggi esterni, realizzato in un software commerciale a parametri concentrati, che permette di analizzare nel dettaglio il funzionamento della macchina e di studiare anche l’interazione della stessa con il circuito idraulico in cui è inserita. Nella seconda parte della tesi si presentano le attività legate alla messa in funzione di due banchi prova idraulici per la caratterizzazione sperimentale di macchine volumetriche e componenti di regolazione, con particolare attenzione dedicata alla messa a punto del sistema di acquisizione e gestione dei dati sperimentali; si presentano infine i risultati di alcune prove eseguite su componenti di regolazione e macchine volumetriche.

Performance evaluation of a parallel algorithm for simultaneous untangling and smoothing of tetrahedral meshes

[EN]A new parallel algorithm for simultaneous untangling and smoothing of tetrahedral meshes is proposed in this paper. We provide a detailed analysis of its performance on shared-memory many-core computer architectures. This performance analysis includes the evaluation of execution time, parallel scalability, load balancing, and parallelism bottlenecks. Additionally, we compare the impact of three previously published graph coloring procedures on the performance of our parallel algorithm. We use six benchmark meshes with a wide range of sizes. Using these experimental data sets, we describe the behavior of the parallel algorithm for different data sizes. We demonstrate that this algorithm is highly scalable when it runs on two different high-performance many-core computers with up to 128 processors...

The meccano method for isogeometric solid modeling

[EN]We present a new method to construct a trivariate T-spline representation of complex solids for the application of isogeometric analysis. The proposed technique only demands the surface of the solid as input data. The key of this method lies in obtaining a volumetric parameterization between the solid and a simple parametric domain. To do that, an adaptive tetrahedral mesh of the parametric domain is isomorphically transformed onto the solid by applying the meccano method. The control points of the trivariate T-spline are calculated by imposing the interpolation conditions on points situated both on the inner and on the surface of the solid...

T-spline parameterization of 2D geometries based on the meccano method with a new T-mesh optimization algorithm

[EN]We present a new method, based on the idea of the meccano method and a novel T-mesh optimization procedure, to construct a T-spline parameterization of 2D geometries for the application of isogeometric analysis. The proposed method only demands a boundary representation of the geometry as input data. The algorithm obtains, as a result, high quality parametric transformation between 2D objects and the parametric domain, the unit square. First, we define a parametric mapping between the input boundary of the object and the boundary of the parametric domain. Then, we build a T-mesh adapted to the geometric singularities of the domain in order to preserve the features of the object boundary with a desired tolerance…

Sulla energia dissipata in alcuni organi di macchina

Questa tesi riguarda l'analisi delle trasmissioni ad ingranaggi e delle ruote dentate in generale, nell'ottica della minimizzazione delle perdite di energia. È stato messo a punto un modello per il calcolo della energia e del calore dissipati in un riduttore, sia ad assi paralleli sia epicicloidale. Tale modello consente di stimare la temperatura di equilibrio dell'olio al variare delle condizioni di funzionamento. Il calcolo termico è ancora poco diffuso nel progetto di riduttori, ma si è visto essere importante soprattutto per riduttori compatti, come i riduttori epicicloidali, per i quali la massima potenza trasmissibile è solitamente determinata proprio da considerazioni termiche. Il modello è stato implementato in un sistema di calcolo automatizzato, che può essere adattato a varie tipologie di riduttore. Tale sistema di calcolo consente, inoltre, di stimare l'energia dissipata in varie condizioni di lubrificazione ed è stato utilizzato per valutare le differenze tra lubrificazione tradizionale in bagno d'olio e lubrificazione a “carter secco” o a “carter umido”. Il modello è stato applicato al caso particolare di un riduttore ad ingranaggi a due stadi: il primo ad assi paralleli ed il secondo epicicloidale. Nell'ambito di un contratto di ricerca tra il DIEM e la Brevini S.p.A. di Reggio Emilia, sono state condotte prove sperimentali su un prototipo di tale riduttore, prove che hanno consentito di tarare il modello proposto [1]. Un ulteriore campo di indagine è stato lo studio dell’energia dissipata per ingranamento tra due ruote dentate utilizzando modelli che prevedano il calcolo di un coefficiente d'attrito variabile lungo il segmento di contatto. I modelli più comuni, al contrario, si basano su un coefficiente di attrito medio, mentre si può constatare che esso varia sensibilmente durante l’ingranamento. In particolare, non trovando in letteratura come varia il rendimento nel caso di ruote corrette, ci si è concentrati sul valore dell'energia dissipata negli ingranaggi al variare dello spostamento del profilo. Questo studio è riportato in [2]. È stata condotta una ricerca sul funzionamento di attuatori lineari vite-madrevite. Si sono studiati i meccanismi che determinano le condizioni di usura dell'accoppiamento vite-madrevite in attuatori lineari, con particolare riferimento agli aspetti termici del fenomeno. Si è visto, infatti, che la temperatura di contatto tra vite e chiocciola è il parametro più critico nel funzionamento di questi attuatori. Mediante una prova sperimentale, è stata trovata una legge che, data pressione, velocità e fattore di servizio, stima la temperatura di esercizio. Di tale legge sperimentale è stata data un'interpretazione sulla base dei modelli teorici noti. Questo studio è stato condotto nell'ambito di un contratto di ricerca tra il DIEM e la Ognibene Meccanica S.r.l. di Bologna ed è pubblicato in [3].

The cardio-renal axis. Non ST-segment elevation myocardial infarction risk stratification according to renal dysfunction

Background: Chronic kidney disease (CKD) is one of the strongest risk factor for myocardial infarction (MI) and mortality. The aim of this study was to assess the association between renal dysfunction severity, short-term outcomes and the use of in-hospital evidence-based therapies among patients with non–ST-segment elevation myocardial infarction (NSTEMI). Methods: We examined data on 320 patients presenting with NSTEMI to Maggiore’s Emergency Department from 1st Jan 2010 to 31st December 2011. The study patients were classified into two groups according to their baseline glomerular filtration rate (GFR): renal dysfunction (RD) (GFR<60) and non-RD (GFR≥60 ml/min). Patients were then classified into four groups according to their CKD stage (GFR≥60, GFR 59-30, GFR 29-15, GFR <15). Results: Of the 320 patients, 155 (48,4%) had a GFR<60 ml/min at baseline. Compared with patients with a GFR≥60 ml/min, this group was, more likely to be female, to have hypertension, a previous myocardial infarction, stroke or TIA, had higher levels of uric acid and C-reactive protein. They were less likely to receive immediate (first 24 hours) evidence-based therapies. The GFR of RD patients treated appropriately increases on average by 5.5 ml/min/1.73 m2. The length of stay (mean, SD) increased with increasing CKD stage, respectively 5,3 (4,1), 7.0 (6.1), 7.8 (7.0), 9.2 (5.8) (global p <.0001). Females had on average a longer hospitalization than males, regardless of RD. In hospital mortality was higher in RD group (3,25%). Conclusions: The in-hospital mortality not was statically difference among the patients with a GFR value ≥60 ml/min, and patients with a GFR value <60 ml/min. The length of stay increased with increasing CKD stages. Despite patients with RD have more comorbidities then without RD less frequently receive guideline –recommended therapy. The GFR of RD patients treated appropriately improves during hospitalization, but not a level as we expected.