'The highly nervous system of the English Lakes': aquatic ecosystem sensitivity to external changes, as demonstrated by diatoms.

The author reviews the stratigraphic diatom profile of Cumbrian lakes since the last glaciation. Knowledge of both present and previous interglacials suggests that a natural cycle of change is imposed on all lakes. The nature of inwashed material is dependant on climatic and natural soilcycles and this affects the water quality and sensitive aquatic biota. Anthropogenic effects are superimposed upon this with forest clearance and pollution. Whilst some Cumbrian diatom profiles extend over the entire post glacial, others cover only detailed sections relating to particular problems. Causes and effect of recent changes in lakes can be studied using indicator species but palaeocology contributes greatly to understanding of long term changes.

Development of a Cationic Mucic Acid Polymer-Based Nanoparticle siRNA Delivery System

Cancer chemotherapy has advanced from highly toxic drugs to more targeted treatments in the last 70 years. Chapter 1 opens with an introduction to targeted therapy for cancer. The benefits of using a nanoparticle to deliver therapeutics are discussed. We move on to siRNA in particular, and why it would be advantageous as a therapy. Specific to siRNA delivery are some challenges, such as nuclease degradation, quick clearance from circulation, needing to enter cells, and getting to the cytosol. We propose the development of a nanoparticle delivery system to tackle these challenges so that siRNA can be effective.

Chapter 2 of this thesis discusses the synthesis and analysis of a cationic mucic acid polymer (cMAP) which condenses siRNA to form a nanoparticle. Various methods to add polyethylene glycol (PEG) for stabilizing the nanoparticle in physiologic solutions, including using a boronic acid binding to diols on mucic acid, forming a copolymer of cMAP with PEG, and creating a triblock with mPEG on both ends of cMAP. The goal of these various pegylation strategies was to increase the circulation time of the siRNA nanoparticle in the bloodstream to allow more of the nanoparticle to reach tumor tissue by the enhanced permeation and retention effect. We found that the triblock mPEG-cMAP-PEGm polymer condensed siRNA to form very stable 30-40 nm particles that circulated for the longest time – almost 10% of the formulation remained in the bloodstream of mice 1 h after intravenous injection.

Chapter 3 explores the use of an antibody as a targeting agent for nanoparticles. Some antibodies of the IgG1 subtype are able to recruit natural killer cells that effect antibody dependent cellular cytotoxicity (ADCC) to kill the targeted cell to which the antibody is bound. There is evidence that the ADCC effect remains in antibody-drug conjugates, so we wanted to know whether the ADCC effect is preserved when the antibody is bound to a nanoparticle, which is a much larger and complex entity. We utilized antibodies against epidermal growth factor receptor with similar binding and pharmacokinetics, cetuximab and panitumumab, which differ in that cetuximab is an IgG1 and panitumumab is an IgG2 (which does not cause ADCC). Although a natural killer cell culture model showed that gold nanoparticles with a full antibody targeting agent can elicit target cell lysis, we found that this effect was not preserved in vivo. Whether this is due to the antibody not being accessible to immune cells or whether the natural killer cells are inactivated in a tumor xenograft remains unknown. It is possible that using a full antibody still has value if there are immune functions which are altered in a complex in vivo environment that are intact in an in vitro system, so the value of using a full antibody as a targeting agent versus using an antibody fragment or a protein such as transferrin is still open to further exploration.

In chapter 4, nanoparticle targeting and endosomal escape are further discussed with respect to the cMAP nanoparticle system. A diboronic acid entity, which gives an order of magnitude greater binding (than boronic acid) to cMAP due to the vicinal diols in mucic acid, was synthesized, attached to 5kD or 10kD PEG, and conjugated to either transferrin or cetuximab. A histidine was incorporated into the triblock polymer between cMAP and the PEG blocks to allow for siRNA endosomal escape. Nanoparticle size remained 30-40 nm with a slightly negative ca. -3 mV zeta potential with the triblock polymer containing histidine and when targeting agents were added. Greater mRNA knockdown was seen with the endosomal escape mechanism than without. The nanoparticle formulations were able to knock down the targeted mRNA in vitro. Mixed effects suggesting function were seen in vivo.

Chapter 5 summarizes the project and provides an outlook on siRNA delivery as well as targeted combination therapies for the future of personalized medicine in cancer treatment.

Alterações estruturais pancreáticas e metabólicas em camundongos C57BL/6 alimentados com dieta de alta densidade energética

Camundongos C57BL/6 machos com oito semanas de idade alimentados com diferentes dietas durante 16 semanas: de alta densidade energética (ADE, 26% das calorias de carboidrato, 60% de gordura e 14% de proteína) ou dieta padrão (CO, 76% das calorias de carboidrato, 10% de gordura e 14% de proteína). Comparado ao grupo CO, o grupo ADE apresentou maior ganho de massa e maior depósito de tecido adiposo, bem como maiores níveis plasmáticos de triglicerídeos, LDL-c, ALT, AST e fosfatase alcalina e com maiores níveis de corticosterona plasmática, glicose de jejum e insulina com uma consequente resistência à insulina (avaliado pelo HOMA-IR). No TOTG, a glicose plasmática aumentou ao máximo após 15 min. da administração de glicose oral em ambos os grupos. Entretanto os níveis de glicose foram maiores no grupo ADE que no grupo CO (P<0.0001). O clearance de glicose no grupo ADE foi reduzido, permanecendo aumentado após 120 min. (P<0.001), caracterizando intolerância a glicose no grupo ADE. O teste intraperitoneal de tolerância à insulina mostrou uma rápida redução na glicose plasmática após 15 minutos da administração de insulina em ambos os grupos, mas significativamente aumentada no grupo ADE (P<0.0001), permanecendo desta forma até os 120 min. após a administração. Concluindo, camundongos C57BL/6 respondem a dieta ADE desenvolvimento os sinais e sintomas associados à síndrome metabólica observada em humanos. Por conseguinte, este modelo animal poderá ajudar-nos a compreender melhor as alterações em órgãos alvos associadas com a síndrome metabólica, assim como a possibilidade de tratamentos diferentes.

O impacto da internacionalização sobre o sistema de controle de gestão de empresas gaúchas: um estudo de caso múltiplo entre as empresas de capital aberto Fras-le S/A, Gerdau S/A e Forjas Taurus S/A

O presente estudo buscou analisar os principais impactos sofridos pelos sistemas de controle de gestão das empresas em decorrência de sua internacionalização e consequente aumento da complexidade de suas operações. A pesquisa buscou analisar também algum afastamento ou aproximação da literatura pesquisada, sobre a forma como este processo de internacionalização acontece. Assim sendo, foram feitas comparações entre as características de controle e de internacionalização encontradas na literatura e as situações encontradas nas empresas entrevistadas nesta pesquisa. Para possibilitar tais comparações, foi realizada uma revisão da literatura sobre as teorias acerca do controle de gestão nas empresas, sobre os processos de internacionalização e também sobre as teorias de internacionalização de empresas, descritas pelos principais autores destas áreas. Definido o plano de referência, foi adotado o método de estudo de caso aplicado em três das maiores empresas do estado do Rio Grande do Sul, a Gerdau S/A, a Fras-le S/A e a Forjas Taurus S/A, a fim de explorar mais aprofundadamente os reais procedimentos e controles encontrados nestas empresas, de tamanha relevância para a economia Gaúcha e Brasileira, observando suas características em relação ao plano de referência proposto. Com base nas entrevistas presenciais realizadas, foi possível verificar a real importância dos sistemas de controle de gestão nas companhias internacionalizadas e o grande desafio que as empresas atravessam para conseguir monitorar e planejar, de forma eficiente, as complexas atividades realizadas em diferentes locais do mundo. Os principais achados indicam que os sistemas de controle sofrem vários impactos para adaptação aos diferentes mercados, sendo identificadas relevantes mudanças estruturais, conceituais e de acompanhamento e controle nos casos analisados. Deve-se destacar a grande impotância dos investimentos em tecnologia, pesquisa e desenvolvimento e a atenção constante que as empresas devem dispensar ao capital intelectual para a obtenção de eficiência e qualidade nas operações. Quanto às características do processo de internacionalização, foram encontradas aproximações relevantes entre teoria e prática.

Proteomic Analysis of the Ubiquitin Landscape in the Drosophila Embryonic Nervous System and the Adult Photoreceptor Cells

Background Ubiquitination is known to regulate physiological neuronal functions as well as to be involved in a number of neuronal diseases. Several ubiquitin proteomic approaches have been developed during the last decade but, as they have been mostly applied to non-neuronal cell culture, very little is yet known about neuronal ubiquitination pathways in vivo. Methodology/Principal Findings Using an in vivo biotinylation strategy we have isolated and identified the ubiquitinated proteome in neurons both for the developing embryonic brain and for the adult eye of Drosophila melanogaster. Bioinformatic comparison of both datasets indicates a significant difference on the ubiquitin substrates, which logically correlates with the processes that are most active at each of the developmental stages. Detection within the isolated material of two ubiquitin E3 ligases, Parkin and Ube3a, indicates their ubiquitinating activity on the studied tissues. Further identification of the proteins that do accumulate upon interference with the proteasomal degradative pathway provides an indication of the proteins that are targeted for clearance in neurons. Last, we report the proof-of-principle validation of two lysine residues required for nSyb ubiquitination. Conclusions/Significance These data cast light on the differential and common ubiquitination pathways between the embryonic and adult neurons, and hence will contribute to the understanding of the mechanisms by which neuronal function is regulated. The in vivo biotinylation methodology described here complements other approaches for ubiquitome study and offers unique advantages, and is poised to provide further insight into disease mechanisms related to the ubiquitin proteasome system.

Influência do polimorfismo genético de citocinas na hepatite C crônica em uma população do Rio de Janeiro

A infecção pelo vírus da hepatite C (VHC) é uma das mais comuns infecções ao redor do mundo. Aproximadamente, 20% dos pacientes infectados eliminam espontaneamente o vírus, porém a maioria dos indivíduos infectados desenvolve infecção crônica com amplo espectro de lesões hepáticas, desde inflamação leve até cirrose. A resposta imune do hospedeiro exerce grande influência sobre o desfecho da infecção pelo VHC. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos polimorfismos genéticos de citocinas na susceptibilidade ou persistência da infecção por VHC e no clareamento espontâneo em uma amostra de pacientes da população do Rio de Janeiro (Brasil). Os polimorfismos genéticos das citocinas TNFA (-308), TGFB1 (codon 10 e 25), IL10 (-1082, -592), IL6 (-174) e IFNG (+874) foram analisados por PCR-SSP em 245 pacientes com hepatite C crônica (HCC), 41 pacientes que alcançaram o clareamento viral espontâneo e 189 indivíduos controle saudáveis. Além disso, os polimorfismos próximos ao gene da citocina IL28B (rs12979860, rs12980275 e rs8099917) foram analisados por PCR em tempo real em todos os grupos. O grau de fibrose e inflamação, a resposta ao tratamento e o genótipo do vírus também foram levados em consideração quanto ao desfecho da HCC Os genótipos IL28B rs12979860 CC e CT e rs12980275 AA e AG foram significativamente associados ao clareamento espontâneo e à resposta à terapia anti-viral. Da mesma forma, o alelo C (rs12979860) e o alelo A (rs12980275) foram significativamente maior no grupo Clareamento. O alelo C de IL6 (-174) foi associado com o Clareamento. Nenhuma associação entre as demais citocinas e o desfecho da HCC foi encontrada. O Genótipo TNFA (-308) GG parece estar associado com menor grau de inflamação. Além disso, a etnia auto declarada influencia a distribuição dos polimorfismos em IL6 (-174) e IL28B rs12979860 e rs8099917. Nossas observações indicam que os polimorfismos próximos ao gene da IL28B estão associados com o clareamento viral e resposta ao tratamento na população do Rio de Janeiro. Além disso, nossos resultados podem ser úteis para futuras investigações entre os polimorfismos de citocinas e a infecção por VHC numa população heterogênea como a Brasileira.

Rosuvastatina, resistência à insulina, adiposidade, inflamação e esteatose hepática em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica

O estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da rosuvastatina (ST) e darosiglitazona sobre a resistência à insulina (RI), morfologia do fígado e do tecido adiposo em camundongos alimentados com dieta hiperlipídica (HF). O tratamento com rosuvastatina resultou em uma acentuada melhoria na sensibilidade à insulina caracterizada pela melhor depuração da glicose durante o teste de tolerância à insulina e uma redução do índice HOMA-IR em 70% (P = 0,0008). O grupo tratado com rosuvastatina apresentou redução no ganho massa corporal (-8%, P <0,01) e menor depósito de gordura visceral (-60%, P <0,01) em comparação com o grupo HF não tratado. Em comparação com camundongos HF, animais do grupo HF+ST reduziram significativamente a massa hepática e a esteatose hepática (-6%; P <0,05% e -21; P <0,01, respectivamente). O grupo HF+ST, reduziu os níveis de triglicerídeos hepáticos em 58% comparado com o grupo HF (P <0,01). Além disso, a expressão de SREBP-1c (proteína 1c ligadora do elemento regulado por esteróis) foi reduzido em 50% no fígado dos animais HF + ST (P <0,01) em comparação com o grupo HF. Os níveis de resistina foram menores no grupo HF + ST comparado com o grupo HF (44% a menos, P <0,01). Em conclusão, demonstramos que camundongos alimentados com dieta HF tratados com rosuvastatina melhoram a sensibilidade à insulina, com redução da esteatose hepática. Além disso, ST reduziu o ganho de massa corporal, melhorou os níveis circulantes de colesterol e triglicerídeo plasmático, com menor conteúdo de hepático de triglicerídeo, que foi concomitante com menor resistina e aumento da adiponectina.

Efeito protetor do extrato hidroalcoólico de Euterpe oleracea Mart. (Açaí) nas alterações renais, cardiovasculares e metabólicas induzidas pela restrição protéica materna durante a gestação

Alguns trabalhos demonstraram que a planta, Euterpe oleracea Mart. (açaí) é rica em polifenóis e que uma dieta rica em polifenóis pode estar envolvida na proteção contra o risco cardiovascular. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento com o extrato hidroalcoólico do caroço do açaí (ASE) (200mg/Kg/dia), sobre as alterações renais, cardiovasculares, metabólicas, morfológicas e o estresse oxidativo na prole adulta com dezesseis semanas, cujas mães foram submetidas a uma dieta hipoprotéica durante a gestação. Quatro grupos de ratas foram alimentados com dietas experimentais: controle (20% de proteínas); controle + ASE (20% de proteína + ASE); hipoprotéica (6% de proteína); hipoprotéica + ASE (6% de proteína + ASE) durante a gestação. Após o desmame, todos os filhotes passaram a ser alimentados com uma dieta controle e foram sacrificados com 4 meses de idade. A pressão arterial sistólica (PAS) foi medida por pletismografia de cauda e o efeito vasodilatador da acetilcolina (ACh) e nitroglicerina (NG) foi avaliado em leito arterial mesentérico (LAM) perfundido. Foram determinados o peso corporal, níveis séricos de colesterol total, triglicerídeos, lipoproteína de alta densidade (HDL), albumina, uréia, creatinina, glicose, insulina, resistência à insulina (índice de Homa IR), sódio, potássio e a renina plasmática. Foi avaliada a depuração de creatinina, volume de urina, excreção fracionada de sódio (EFNa) e o número de glomérulos renais. O dano oxidativo, níveis de nitrito e a atividade das enzimas antioxidantes: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase foram dosados no plasma e homogenato de rim. O peso corporal foi menor no grupo hipoprotéico e recuperado com ASE. A PAS foi aumentada no grupo hipoprotéico e revertida pelo tratamento com ASE. Os níveis de renina plasmática foram aumentados no grupo hipoprotéico e reduzidos com ASE. A resposta vasodilatadora à ACh em LAM estava reduzida no grupo hipoprotéico com ASE houve uma melhora dessa resposta.O efeito vasodilatador da NG não foi diferente entre os grupos. No grupo hipoprotéico também foi observado o aumento dos níveis de triglicerídeos, colesterol total, uréia, creatinina, glicose e insulina, os mesmos foram reduzidos pelo ASE. Não houve diferença nos níveis de HDL, sódio, potássio, depuração de creatinina e volume urinário nos grupos estudados. Os níveis de malondialdeído e carbonilação de proteínas estavam aumentados e os níveis de nitrito reduzidos no grupo hipoprotéico e foram revertidos pelo ASE. As atividades das enzimas antioxidantes no plasma e no rim foram reduzidas no grupo hipoprotéico e aumentadas pelo ASE, com exceção da catalase que não apresentou diferença entre os grupos. Os animais hipoprotéicos apresentaram redução no número de glomérulos renais e aumento da EFNa e o tratamento com ASE preveniu as alterações renais encontradas neste modelo. Em conclusão, o ASE parece proteger a prole, cujas mães foram expostas a uma dieta com pouca proteína durante a gestação, através do efeito anti-hipertensivo, vasodilatador e antioxidante observado neste trabalho.

Anti-grazing properties of the toxic dinoflagellate Karlodinium veneficum during predator-prey interactions with the copepod Acartia tonsa

Karlodinium veneficum (syn. Karlodinium micrum, Bergholtz et al. 2006; J Phycol 42:170–193) is a small athecate dinoflagellate commonly present in low levels in temperate, coastal waters. Occasionally, K. veneficum forms ichthyotoxic blooms due to the presence of cytotoxic, hemolytic compounds, putatively named karlotoxins. To evaluate the anti-grazing properties of these karlotoxins, we conducted food removal experiments using the cosmopolitan copepod grazer Acartia tonsa. Wild-caught, adult female A. tonsa were exposed to 6 monoalgal or mixed algal diets made using bloom concentrations of toxic (CCMP 2064) and non-toxic (CSIC1) strains of K. veneficum. Ingestion and clearance rates were calculated using the equations of Frost (1972). Exposure to the toxic strain of K. veneficum did not contribute to an increased mortality of the copepods and no significant differences in copepod mortality were found among the experimental diets. However, A. tonsa had significantly greater clearance and ingestion rates when exposed to a monoalgal diet of the non-toxic strain CSIC1 than when exposed to the monoalgal diet of toxic strain CCMP 2064 and mixed diets dominated by this toxic strain. These results support the hypothesis that karlotoxins in certain strains of K. veneficum deter grazing by potential predators and contribute to the formation and continuation of blooms.

Stall inception in axial compressors

Detailed measurements have been made of the transient stalling process in an axial compressor stage. The stage is of high hub-casing ratio and stall is initiated in the rotor. If the rotor tip clearance is small stall inception occurs at the hub, but at clearances typical for a multistage compressor the inception is at the tip. The crucial quantity in both cases is the blockage caused by the endwall boundary layer. Prior to stall disturbances rotate around the inlet flow in sympathy with rotating variations in the endwall blockage; these can persist for some time prior to stall, rising and falling in amplitude before the final increase which occurs as the compressor stalls.

Stall inception in axial compressors

Detailed measurements have been made of the transient stalling process in an axial compressor stage. The stage is of high hub-casing ratio and stall is initiated in the rotor. If the rotor tip clearance is small stall inception occurs at the hub, but at clearances typical for a multistage compressor the inception is at the tip. The crucial quantity in both cases is the blockage caused by the endwall boundary layer. Prior to stall, disturbances rotate around the inlet flow in sympathy with rotating variations in the endwall blockage.

Heat transfer and aerodynamics of turbine blade tips in a linear cascade

Local measurements of the heat transfer coefficient and pressure coefficient were conducted on the tip and near tip region of a generic turbine blade in a five-blade linear cascade. Two tip clearance gaps were used: 1.6% and 2.8% chord. Data was obtained at a Reynolds number of 2.3 × 10 5 based on exit velocity and chord. Three different tip geometries were investigated: a flat (plain) tip, a suction-side squealer, and a cavity squealer. The experiments reveal that the flow through the plain gap is dominated by flow separation at the pressure-side edge and that the highest levels of heat transfer are located where the flow reattaches on the tip surface. High heat transfer is also measured at locations where the tip-leakage vortex has impinged onto the suction surface of the aerofoil. The experiments are supported by flow visualisation computed using the CFX CFD code which has provided insight into the fluid dynamics within the gap. The suction-side and cavity squealers are shown to reduce the heat transfer in the gap but high levels of heat transfer are associated with locations of impingement, identified using the flow visualisation and aerodynamic data. Film cooling is introduced on the plain tip at locations near the pressure-side edge within the separated region and a net heat flux reduction analysis is used to quantify the performance of the successful cooling design. copyright © 2005 by ASME.

The food and feeding habit of Penaeus monodon Fabricius collected from Makato River, Aklan, Philippines

The food of Penaeus monodon collected from Makato R., from Sept 1977 to Jan 1978 is described with preliminary observations on its feeding habit and rate of foregut clearance. Feeding behaviour appears to be associated with the tidal phase. Foregut clearance rate is rapid, with 95% of food transported from the foregut 4 h after feeding. Frequency of occurrence and proportion of total food of various foregut contents are shown, as are dry weight, percentage mineral, organic and crude protein nitrogen from individual and pooled samples of gut contents, and foregut index in P. monodon collected during different phases of one tidal cycle.

Stall warning by blade pressure signature analysis

At low mass flow rates axial compressors suffer from flow instabilities leading to stall and surge. The inception process of these instabilities has been widely researched in the past - primarily with the aim of predicting or averting stall onset. In recent times, attention has shifted to conditions well before stall and has focussed on the level of irregularity in the blade passing signature in the rotor tip region. In general, this irregularity increases in intensity as the flow rate through the compressor is reduced. Attempts have been made to develop stall warning/avoidance procedures based on the level of the flow irregularity, but little effort has been made to characterise the irregularity, or to understand its underlying causes. Work on this project has revealed for the first time that the increase in irregularity in the blade passing signature is highly dependent on both tip-clearance and eccentricity. In a compressor with small, uniform, tip-clearance, the increase in blade passing irregularity which accompanies a reduction in flow rate will be modest. If the tip-clearance is enlarged, however, there will be a sharp rise in irregularity at all circumferential locations. In a compressor with eccentric tip-clearance, the increase in irregularity will only occur in the part of the annulus where the tip-clearance is largest, regardless of the average clearance level. In this paper, some attention is also given to the question of whether this irregularity observed in the pre-stall flow field is due to random turbulence, or to some form of coherent flow structure. Detailed flow measurements reveal that the latter is the case. From these findings, it is clear that a stall warning system based on blade passing signature irregularity will not be viable in an aero-engine where tip-clearance size and eccentricity change during each flight cycle and over the life of the compressor. Copyright © 2011 by ASME.

Self-regulating casing treatment for axial compressor stability enhancement

The operating range of an axial compressor is often restricted by a safety imposed stall margin. One possible way of regaining operating range is with the application of casing treatment. Of particular interest here is the type of casing treatment which extracts air from a high pressure location in the compressor and re-injects it through discrete loops into the rotor tip region. Existing re-circulation systems have the disadvantage of reducing compressor efficiency at design conditions because worked flow is unnecessarily re-circulated at these operating conditions. Re-circulation is really only needed near stall. This paper proposes a self-regulating casing treatment in which the re-circulated flow is minimized at compressor design conditions and maximized near stall. The self-regulating capability is achieved by taking advantage of changes which occur in the tip clearance velocity and pressure fields as the compressor is throttled toward stall. In the proof-of-concept work reported here, flow is extracted from the high pressure region over the rotor tips and re-injected just upstream of the same blade row. Parametric studies are reported in which the flow extraction and re-injection ports are optimized for location, shape and orientation. The optimized design is shown to compare favorably with a circumferential groove tested in the same compressor. The relationship between stall inception type and casing treatment effectiveness is also investigated. The self-regulating aspect of the new design works well: stall margin improvements from 2.2 to 6.0% are achieved for just 0.25% total air re-circulated near stall and half that near design conditions. The self-regulating capability is achieved by the selective location and orientation of the extraction hole; a simple model is discussed which predicts the optimum axial location. Copyright © 2011 by ASME.