Pregnancy and newborns disorders followed by urine metabolomics

Chapter 1 introduces the scope of the work by identifying the clinically relevant prenatal disorders and presently available diagnostic methods. The methodology followed in this work is presented, along with a brief account of the principles of the analytical and statistical tools employed. A thorough description of the state of the art of metabolomics in prenatal research concludes the chapter, highlighting the merit of this novel strategy to identify robust disease biomarkers. The scarce use of maternal and newborn urine in previous reports enlightens the relevance of this work. Chapter 2 presents a description of all the experimental details involved in the work performed, comprising sampling, sample collection and preparation issues, data acquisition protocols and data analysis procedures. The proton Nuclear Magnetic Resonance (NMR) characterization of maternal urine composition in healthy pregnancies is presented in Chapter 3. The urinary metabolic profile characteristic of each pregnancy trimester was defined and a 21-metabolite signature found descriptive of the metabolic adaptations occurring throughout pregnancy. 8 metabolites were found, for the first time to our knowledge, to vary in connection to pregnancy, while known metabolic effects were confirmed. This chapter includes a study of the effects of non-fasting (used in this work) as a possible confounder. Chapter 4 describes the metabolomic study of 2nd trimester maternal urine for the diagnosis of fetal disorders and prediction of later-developing complications. This was achieved by applying a novel variable selection method developed in the context of this work. It was found that fetal malformations (FM) (and, specifically those of the central nervous system, CNS) and chromosomal disorders (CD) (and, specifically, trisomy 21, T21) are accompanied by changes in energy, amino acids, lipids and nucleotides metabolic pathways, with CD causing a further deregulation in sugars metabolism, urea cycle and/or creatinine biosynthesis. Multivariate analysis models´ validation revealed classification rates (CR) of 84% for FM (87%, CNS) and 85% for CD (94%, T21). For later-diagnosed preterm delivery (PTD), preeclampsia (PE) and intrauterine growth restriction (IUGR), it is found that urinary NMR profiles have early predictive value, with CRs ranging from 84% for PTD (11-20 gestational weeks, g.w., prior to diagnosis), 94% for PE (18-24 g.w. pre-diagnosis) and 94% for IUGR (2-22 g.w. pre-diagnosis). This chapter includes results obtained for an ultraperformance liquid chromatography-mass spectrometry (UPLC-MS) study of pre-PTD samples and correlation with NMR data. One possible marker was detected, although its identification was not possible. Chapter 5 relates to the NMR metabolomic study of gestational diabetes mellitus (GDM), establishing a potentially predictive urinary metabolic profile for GDM, 2-21 g.w. prior to diagnosis (CR 83%). Furthermore, the NMR spectrum was shown to carry information on individual phenotypes, able to predict future insulin treatment requirement (CR 94%). Chapter 6 describes results that demonstrate the impact of delivery mode (CR 88%) and gender (CR 76%) on newborn urinary profile. It was also found that newborn prematurity, respiratory depression, large for gestational age growth and malformations induce relevant metabolic perturbations (CR 82-92%), as well as maternal conditions, namely GDM (CR 82%) and maternal psychiatric disorders (CR 91%). Finally, the main conclusions of this thesis are presented in Chapter 7, highlighting the value of maternal or newborn urine metabolomics for pregnancy monitoring and disease prediction, towards the development of new early and non-invasive diagnostic methods.

Ressonância magnética em estudos de produção de fala

Estudar os mecanismos subjacentes à produção de fala é uma tarefa complexa e exigente, requerendo a obtenção de dados mediante a utilização de variadas técnicas, onde se incluem algumas modalidades imagiológicas. De entre estas, a Ressonância Magnética (RM) tem ganho algum destaque, nos últimos anos, posicionando-se como uma das mais promissoras no domínio da produção de fala. Um importante contributo deste trabalho prende-se com a otimização e implementação de protocolos (RM) e proposta de estratégias de processamento de imagem ajustados aos requisitos da produção de fala, em geral, e às especificidades dos diferentes sons. Para além disso, motivados pela escassez de dados para o Português Europeu (PE), constitui-se como objetivo a obtenção de dados articulatórios que permitam complementar informação já existente e clarificar algumas questões relativas à produção dos sons do PE (nomeadamente, consoantes laterais e vogais nasais). Assim, para as consoantes laterais foram obtidas imagens RM (2D e 3D), através de produções sustidas, com recurso a uma sequência Eco de Gradiente (EG) rápida (3D VIBE), no plano sagital, englobando todo o trato vocal. O corpus, adquirido por sete falantes, contemplou diferentes posições silábicas e contextos vocálicos. Para as vogais nasais, foram adquiridas, em três falantes, imagens em tempo real com uma sequência EG - Spoiled (TurboFLASH), nos planos sagital e coronal, obtendo-se uma resolução temporal de 72 ms (14 frames/s). Foi efetuada aquisição sincronizada das imagens com o sinal acústico mediante utilização de um microfone ótico. Para o processamento e análise de imagem foram utilizados vários algoritmos semiautomáticos. O tratamento e análise dos dados permitiu efetuar uma descrição articulatória das consoantes laterais, ancorada em dados qualitativos (e.g., visualizações 3D, comparação de contornos) e quantitativos que incluem áreas, funções de área do trato vocal, extensão e área das passagens laterais, avaliação de efeitos contextuais e posicionais, etc. No que respeita à velarização da lateral alveolar /l/, os resultados apontam para um /l/ velarizado independentemente da sua posição silábica. Relativamente ao /L/, em relação ao qual a informação disponível era escassa, foi possível verificar que a sua articulação é bastante mais anteriorizada do que tradicionalmente descrito e também mais extensa do que a da lateral alveolar. A resolução temporal de 72 ms conseguida com as aquisições de RM em tempo real, revelou-se adequada para o estudo das características dinâmicas das vogais nasais, nomeadamente, aspetos como a duração do gesto velar, gesto oral, coordenação entre gestos, etc. complementando e corroborando resultados, já existentes para o PE, obtidos com recurso a outras técnicas instrumentais. Para além disso, foram obtidos novos dados de produção relevantes para melhor compreensão da nasalidade (variação área nasal/oral no tempo, proporção nasal/oral). Neste estudo, fica patente a versatilidade e potencial da RM para o estudo da produção de fala, com contributos claros e importantes para um melhor conhecimento da articulação do Português, para a evolução de modelos de síntese de voz, de base articulatória, e para aplicação futura em áreas mais clínicas (e.g., perturbações da fala).

Metabolic signature of lung cancer: a metabolomic study of human tissues and biofluids

This thesis reports the application of metabolomics to human tissues and biofluids (blood plasma and urine) to unveil the metabolic signature of primary lung cancer. In Chapter 1, a brief introduction on lung cancer epidemiology and pathogenesis, together with a review of the main metabolic dysregulations known to be associated with cancer, is presented. The metabolomics approach is also described, addressing the analytical and statistical methods employed, as well as the current state of the art on its application to clinical lung cancer studies. Chapter 2 provides the experimental details of this work, in regard to the subjects enrolled, sample collection and analysis, and data processing. In Chapter 3, the metabolic characterization of intact lung tissues (from 56 patients) by proton High Resolution Magic Angle Spinning (HRMAS) Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy is described. After careful assessment of acquisition conditions and thorough spectral assignment (over 50 metabolites identified), the metabolic profiles of tumour and adjacent control tissues were compared through multivariate analysis. The two tissue classes could be discriminated with 97% accuracy, with 13 metabolites significantly accounting for this discrimination: glucose and acetate (depleted in tumours), together with lactate, alanine, glutamate, GSH, taurine, creatine, phosphocholine, glycerophosphocholine, phosphoethanolamine, uracil nucleotides and peptides (increased in tumours). Some of these variations corroborated typical features of cancer metabolism (e.g., upregulated glycolysis and glutaminolysis), while others suggested less known pathways (e.g., antioxidant protection, protein degradation) to play important roles. Another major and novel finding described in this chapter was the dependence of this metabolic signature on tumour histological subtype. While main alterations in adenocarcinomas (AdC) related to phospholipid and protein metabolisms, squamous cell carcinomas (SqCC) were found to have stronger glycolytic and glutaminolytic profiles, making it possible to build a valid classification model to discriminate these two subtypes. Chapter 4 reports the NMR metabolomic study of blood plasma from over 100 patients and near 100 healthy controls, the multivariate model built having afforded a classification rate of 87%. The two groups were found to differ significantly in the levels of lactate, pyruvate, acetoacetate, LDL+VLDL lipoproteins and glycoproteins (increased in patients), together with glutamine, histidine, valine, methanol, HDL lipoproteins and two unassigned compounds (decreased in patients). Interestingly, these variations were detected from initial disease stages and the magnitude of some of them depended on the histological type, although not allowing AdC vs. SqCC discrimination. Moreover, it is shown in this chapter that age mismatch between control and cancer groups could not be ruled out as a possible confounding factor, and exploratory external validation afforded a classification rate of 85%. The NMR profiling of urine from lung cancer patients and healthy controls is presented in Chapter 5. Compared to plasma, the classification model built with urinary profiles resulted in a superior classification rate (97%). After careful assessment of possible bias from gender, age and smoking habits, a set of 19 metabolites was proposed to be cancer-related (out of which 3 were unknowns and 6 were partially identified as N-acetylated metabolites). As for plasma, these variations were detected regardless of disease stage and showed some dependency on histological subtype, the AdC vs. SqCC model built showing modest predictive power. In addition, preliminary external validation of the urine-based classification model afforded 100% sensitivity and 90% specificity, which are exciting results in terms of potential for future clinical application. Chapter 6 describes the analysis of urine from a subset of patients by a different profiling technique, namely, Ultra-Performance Liquid Chromatography coupled to Mass Spectrometry (UPLC-MS). Although the identification of discriminant metabolites was very limited, multivariate models showed high classification rate and predictive power, thus reinforcing the value of urine in the context of lung cancer diagnosis. Finally, the main conclusions of this thesis are presented in Chapter 7, highlighting the potential of integrated metabolomics of tissues and biofluids to improve current understanding of lung cancer altered metabolism and to reveal new marker profiles with diagnostic value.

Análise de estratégias de processamento de dados GPS

Nos últimos anos, a rede de estações GPS permanentes tem crescido de forma sustentada em todo o mundo. Também em Portugal existe um número cada vez maior de estações permanentes, a maior parte das quais ligadas a instituições públicas e universidades. O volume de dados produzido por estas redes implica a criação de procedimentos automáticos de processamento de observações com metodologias adequadas. Tendo como objectivo principal processar os dados GPS provenientes de uma rede de estações da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), foi elaborado um sistema de processamento automático de observações para um conjunto alargado de estações. A rede é constituída por estações IGS (Madrid, Maspalomas, Ponta Delgada, San Fernando e Villa Franca del Campo), por estações EUREF (Cascais, Vila Nova de Gaia e Lagos) e estações da FCUL (Flores, Graciosa, Santa Maria, Instituto de Meteorologia da Madeira, Observatório Astronómico de Lisboa Norte, Observatório Astronómico de Lisboa Sul). O processamento de observações GPS foi feito com recurso ao Bernese Processing Engine, uma componente do Bernese GPS Software 4.2, e foram utilizadas diferentes estratégias que incluem a modificação do ângulo de máscara, a determinação de gradientes troposféricos e a inclusão do efeito de carga oceânica. Neste trabalho são analisadas várias séries temporais e discutidas as vantagens e desvantagens de cada uma das estratégias utilizadas.

Aplicação de métodos de customer relationship management ao tratamento de dados para o desenvolvimento de negócios

Tese de Doutoramento, Gestão, na especialidade de Marketing, Faculdade de Economia, Universidade do Algarve, 2007

A desagregação espacial de dados agrícolas: aplicação de uma abordagem baseada na máxima entropia ao concelho de Castelo de Vide

Dissertação mest., Gestão Sustentável de Espaços Rurais, Universidade do Algarve, 2009

A influência das tecnologias de informação e de comunicação na procura turística: uma abordagem com dados em macro panel

Tese de Doutoramento em Métodos Quantitativos Aplicados à Economia e à Gestão, Especialização em Econometria, Universidade do Algarve

Análise da procura turística através de modelação dinâmica em macro painel de dados

A procura turística efectuada através da Internet, reveste-se de uma importância cada vez maior em consequência do crescimento acentuado do número de reservas online observado nos últimos anos, originando inclusive, o surgimento de um novo tipo de viajante: o turista mais experiente, sofisticado e sábio, o qual procura valores excepcionais nas suas viagens. A análise da procura turística actual não pode negligenciar as características do turismo electrónico, uma vez que o volume de compras de produtos turísticos efectuado através da Internet é cada vez mais acentuado. Neste contexto, os modelos de dados em painel apresentam-se como abordagem indicada para a análise da procura turística. Devido às suas características, que permitem a utilização de dados de séries temporais e seccionais, estes modelos possibilitam a inclusão de variáveis sociais e de variáveis observadas ao longo de um período de tempo. Os resultados da modelação e da estimação da procura turística, através dos dados em painel de grandes dimensões, permitem concluir que o ambiente tecnológico que envolve a actividade turística tem incentivado o aumento da procura turística e que pode ser um dos factores que a determinam na conjuntura que caracteriza a sociedade actual.

Portabilidade de dados geográficos para PostGIS: estudo de um caso prático

Dissertação de mest., Geomática, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

Ocorrências de endemismos em países africanos - dados para a aplicação de medidas de conservação: caso de estudo das famílias Leguminosae e Capparaceae S.L. em Angola

Dissertação de mest., Gestão e Conservação da Natureza, Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente, Univ. do Algarve, 2010

Desenvolvimento de uma infra-estrutura de dados espaciais municipal: implementação de um serviço de dados de endereços no município de Albufeira

Dissertação de mest., Geomática (Ciências da Informação Geográfica), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

Condução de tarefas de organização e tratamento de dados no 3.º ano de escolaridade

Nesta comunicação, analisam-se as práticas de condução de tarefas de organização e tratamento de dados duma professora do 3.º ano. O estudo segue uma metodologia de investigação de natureza interpretativa e abordagem qualitativa na modalidade de estudo de caso. Os resultados preliminares apontam para a exploração de tarefas de acordo com as fases do ciclo investigativo estatístico em situações do quotidiano dos alunos. Na condução das tarefas, a professora revela particular atenção com cada uma das fases, com incidência nos cuidados manifestados com a recolha de dados e na preocupação com a participação dos alunos na apresentação de conclusões.

Uma tarefa de investigação em organização e tratamento de dados no 1.º ciclo: realização da tarefa e reflexão da professora

Esta comunicação procura compreender a forma como uma professora do 1.º ciclo conduz os alunos na realização de uma tarefa de organização e tratamento de dados e a reflexão que realiza. Trata-se de um trabalho no âmbito de um estudo que segue uma metodologia de investigação interpretativa e qualitativa na modalidade de estudo de caso. Os resultados mostram que, na exploração da tarefa, a prática de ensino da professora contempla de modo diferenciado as diversas fases do ciclo investigativo estatístico. A professora revela particular atenção à participação dos alunos nas tomadas de decisão sobre os procedimentos a seguir. Na sua reflexão, identifica os principais momentos da aula, valoriza as decisões tomadas e destaca a fase de recolha de dados como o momento mais significativo. In this paper, we analyze how a primary school teacher leads students in doing a task involving data handling, as well as the reflection. The paper is carried in the framework of a larger study that follows an interpretative and qualitative research methodology with a case study design. The results indicate that, in the exploration of the task, the practice of this teacher includes in different ways the phases of a statistical investigation. The teacher showed particular concern with the participation of the students in making decisions about the procedures to follow. During her reflection, she identifies the main moments of the lesson, values the decisions made and highlights the phase of data collection as the most meaningful moment.

Jogos digitais no ensino e aprendizagem da matemática: efeitos sobre a motivação e o desempenho dos alunos

Esta investigação visa conhecer e analisar o papel da utilização de jogos digitais, como recurso didáctico, na aula de Matemática e os benefícios que pode trazer para a motivação, interesse, aquisição de conceitos e desenvolvimento de competências dos alunos e, por consequência, para os seus resultados escolares. A utilização de quatro jogos digitais, como recursos didácticos foi posta em prática em sala de aula ao longo de uma intervenção pedagógica, que decorreu entre Janeiro e Junho de 2009/2010, numa turma do 8.º ano do ensino básico. Um dos quatro jogos foi criado por mim, deliberadamente para este estudo, tendo em conta as características dos alunos. Foram definidas as seguintes questões de investigação que orientaram o desenvolvimento do estudo: 1) O recurso aos jogos digitais é um factor de motivação e interesse dos alunos pela disciplina de Matemática? Porquê? 2) O jogo digital, utilizado como estratégia didáctica, permite a aquisição e compreensão de conceitos e o desenvolvimento de competências matemáticas? Como? 3) Trabalhar com jogos digitais na sala de aula tem influência nos resultados escolares dos alunos, nomeadamente nos testes de avaliação? Em que sentido? O quadro teórico discute e analisa em profundidade a utilização do jogo em contexto educativo. A sua organização compreende duas partes: as potencialidades da introdução do jogo no ensino e aprendizagem da Matemática e as características presentes nos jogos digitais, com ênfase na sua vertente educativa, em geral, e no seu interesse para a disciplina de Matemática, em particular. Neste estudo adoptei uma abordagem metodológica mista, centrada na análise de dados recolhidos através de observação participante, aplicação de quatro questionários a toda a turma, entrevistas a alunos, relatórios produzidos pelos alunos sobre a actividade realizada durante os jogos e resultados de testes escritos de avaliação que incidiram sobre tópicos envolvidos nos jogos utilizados. Os resultados da investigação evidenciam que os jogos digitais são aliciantes, motivadores e interessantes para os alunos e têm um efeito positivo na aprendizagem e nos resultados escolares dos alunos. Contribuem para um aumento da confiança dos alunos relativamente à sua capacidade de aprender Matemática e do seu empenho na disciplina. Os jogos digitais revelam-se úteis para a aprendizagem de conceitos matemáticos, em particular, porque favorecem uma melhor compreensão dos mesmos.

Biblioteca do Liceu de Faro (1836-1948): entre a história do liceu e os manuais escolares de ciências do seu fundo documental

As bibliotecas dos primeiros liceus constituem-se, na investigação em história da educação, como um recurso mas também como um objecto de pesquisa. A constatação do reduzido número de estudos biblioteconómicos sobre as bibliotecas liceais e a existência em Faro de um dos primeiros liceus do país concorreu para a formulação dos principais objectivos deste trabalho: contribuir para a construção da história da biblioteca do Liceu de Faro/ Liceu de João de Deus e divulgar os manuais escolares que fazem parte do seu património bibliográfico. A história da biblioteca encontra-se naturalmente interligada com a história do Liceu de Faro que se encontra, também ela, escassamente estudada. Neste trabalho é assim construída em paralelo a história da biblioteca e do liceu, no período 1836-1948. Foi possível apurar que o primeiro fundo documental da biblioteca do Liceu de Faro remonta a 1864 e é constituído por uma transferência de mais de mil obras do Depósito das Livrarias dos Extintos Conventos. A aquisição, em 1929, da biblioteca do reitor Teixeira Guedes constituiu um aumento significativo do fundo documental, permanecendo até hoje como um fundo autónomo na biblioteca da Escola Secundária de João de Deus. Procedeu-se a uma revisão bibliográfica da investigação sobre os manuais escolares e uma apresentação dos projectos e bases de dados que têm como objecto o manual escolar. Uma prospecção no fundo documental da biblioteca permitiu localizar 142 manuais do ensino liceal de Física-Química, Ciências Naturais e Geografia, e com data de edição entre 1867 e 1948, que foram registados na base de dados do projecto MANES. A comparação deste levantamento com as prospecções de manuais escolares efectuadas até ao momento permite, na nossa opinião, afirmar que a biblioteca da Escola Secundária João de Deus é detentora de um espólio de relevância nacional.