Investigating combination HIV prevention: isolated interventions or complex system

Treatment as prevention has mobilized new opportunities in preventing HIV transmission and has led to bold new UNAIDS targets in testing, treatment coverage and transmission reduction. These will require not only an increase in investment but also a deeper understanding of the dynamics of combining behavioural, biomedical and structural HIV prevention interventions. High-income countries are making substantial investments in combination HIV prevention, but is this investment leading to a deeper understanding of how to combine interventions? The combining of interventions involves complexity, with many strategies interacting with non-linear and multiplying rather than additive effects. Discussion: Drawing on a recent scoping study of the published research evidence in HIV prevention in high-income countries, this paper argues that there is a gap between the evidence currently available and the evidence needed to guide the achieving of these bold targets. The emphasis of HIV prevention intervention research continues to look at one intervention at a time in isolation from its interactions with other interventions, the community and the socio-political context of their implementation. To understand and evaluate the role of a combination of interventions, we need to understand not only what works, but in what circumstances, what role the parts need to play in their relationship with each other, when the combination needs to adapt and identify emergent effects of any resulting synergies. There is little development of evidence-based indicators on how interventions in combination should achieve that strategic advantage and synergy. This commentary discusses the implications of this ongoing situation for future research and the required investment in partnership. We suggest that systems science approaches, which are being increasingly applied in other areas of public health, could provide an expanded vocabulary and analytic tools for understanding these complex interactions, relationships and emergent effects. Conclusions: Relying on the current linear but disconnected approaches to intervention research and evidence we will miss the potential to achieve and understand system-level synergies. Given the challenges in sustaining public health and HIV prevention investment, meeting the bold UNAIDS targets that have been set is likely to be dependent on achieving systems level synergies.

Caractérisation de l’activité transcriptionnelle antivirale et immunorégulatrice dépendante de STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1, induite par la costimulation par TNF

Les cellules épithéliales pulmonaires constituent la première ligne de défense face aux virus respiratoires via la sécrétion de mucus, de peptides, de cytokines et chimiokines qui déterminent l'élimination ou la progression de l’infection. Les principales cytokines antivirales produites par les cellules épithéliales alvéolaires (AEC) sont les interférons (IFN) type I (α/β) et III (λ). La liaison d’IFNβ à son récepteur induit une voie antivirale bien caractérisée qui aboutit à l’activation du complexe ISGF3 (STAT1, STAT2 et IRF9) qui permet la transcription de multiples gènes codant pour des protéines à activité antivirale et immunorégulatrice. Il a récemment été démontré que la costimulation des cellules épithéliales pulmonaires par l’IFNβ et le Tumor Necrosis Factor α (TNFα), également produit lors d’une infection, synergisent pour induire un état antiviral tardif distinct. D’autre part, il a été montré que la synergie entre le TNFα et l'IFNβ induit une voie de signalisation impliquant STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1 permettant l’expression du gène DUOX2. Notre but est de déterminer l’importance de cette nouvelle voie de signalisation induite par la costimulation du TNFα+IFNβ, impliquant STAT2 et IRF9 indépendamment de STAT1 dans la régulation d’un programme transcriptionnel antiviral et immunorégulateur tardif. Notre premier objectif est de déterminer si des gènes antiviraux et immunorégulateurs qui sont induits par la costimulation par TNFα+IFNβ sont dépendants de la voie STAT2/IRF9, indépendamment de STAT1. En utilisant la technique de qRT-PCR, nous avons identifié 3 gènes immunorégulateurs, CXCL10, IDO et APOBEC3G, induits de manière synergique en réponse à TNFα+IFNβ dans les cellules A549, un modèle de cellules épithéliales pulmonaires. Afin de confirmer que ces gènes sont induits indépendamment de STAT1, nous avons validé leur expression dans la lignée cellulaire U3A déficiente en STAT1. Par l'utilisation d'ARN interférants (ARNi) dirigés contre STAT2 et IRF9, nous avons confirmé que l’induction de ces gènes est dépendante de STAT2 et IRF9. Finalement, l’analyse de l’activité du promoteur de CXCL10 en réponse à TNFα+IFNβ par des essais rapporteurs luciférases a permis de montrer que la régulation se fait au niveau transcriptionnel. Notre deuxième objectif, est de déterminer si STAT6 pourrait remplacer STAT1 dans la voie de signalisation induite par TNFα+IFNβ. En effet, STAT6 est un inducteur connu de l’expression de DUOX2 en réponse à IL4+IL13. Contrairement à notre hypothèse, l’inhibition de STAT6 par ARNi augmente l’expression de DUOX2 en réponse à TNFα+IFNβ suggérant que STAT6 est un régulateur négatif. Nos résultats ont permis de comprendre de manière plus détaillée les mécanismes mis en place dans le développement d’une réponse antivirale. D’autre part, l’étude de l’effet de l’IFNβ et du TNFα est également pertinente pour les maladies chroniques inflammatoires et autoimmunes. De plus, nos résultats illustrent un nouveau paradigme concernant les mécanismes de signalisation cellulaire impliqués dans la synergie entre deux cytokines qui pourrait être applicable à des combinaisons de cytokines autres que TNFα+IFNβ.

MODELING AND HARDWARE-IN-THE-LOOP SIMULATION OF POWER-SPLIT HYBRID ELECTRIC VEHICLES

Conventional vehicles are creating pollution problems, global warming and the extinction of high density fuels. To address these problems, automotive companies and universities are researching on hybrid electric vehicles where two different power devices are used to propel a vehicle. This research studies the development and testing of a dynamic model for Prius 2010 Hybrid Synergy Drive (HSD), a power-split device. The device was modeled and integrated with a hybrid vehicle model. To add an electric only mode for vehicle propulsion, the hybrid synergy drive was modified by adding a clutch to carrier 1. The performance of the integrated vehicle model was tested with UDDS drive cycle using rule-based control strategy. The dSPACE Hardware-In-the-Loop (HIL) simulator was used for HIL simulation test. The HIL simulation result shows that the integration of developed HSD dynamic model with a hybrid vehicle model was successful. The HSD model was able to split power and isolate engine speed from vehicle speed in hybrid mode.

Caractérisation de l’activité transcriptionnelle antivirale et immunorégulatrice dépendante de STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1, induite par la costimulation par TNF

Les cellules épithéliales pulmonaires constituent la première ligne de défense face aux virus respiratoires via la sécrétion de mucus, de peptides, de cytokines et chimiokines qui déterminent l'élimination ou la progression de l’infection. Les principales cytokines antivirales produites par les cellules épithéliales alvéolaires (AEC) sont les interférons (IFN) type I (α/β) et III (λ). La liaison d’IFNβ à son récepteur induit une voie antivirale bien caractérisée qui aboutit à l’activation du complexe ISGF3 (STAT1, STAT2 et IRF9) qui permet la transcription de multiples gènes codant pour des protéines à activité antivirale et immunorégulatrice. Il a récemment été démontré que la costimulation des cellules épithéliales pulmonaires par l’IFNβ et le Tumor Necrosis Factor α (TNFα), également produit lors d’une infection, synergisent pour induire un état antiviral tardif distinct. D’autre part, il a été montré que la synergie entre le TNFα et l'IFNβ induit une voie de signalisation impliquant STAT2 et IRF9, mais indépendante de STAT1 permettant l’expression du gène DUOX2. Notre but est de déterminer l’importance de cette nouvelle voie de signalisation induite par la costimulation du TNFα+IFNβ, impliquant STAT2 et IRF9 indépendamment de STAT1 dans la régulation d’un programme transcriptionnel antiviral et immunorégulateur tardif. Notre premier objectif est de déterminer si des gènes antiviraux et immunorégulateurs qui sont induits par la costimulation par TNFα+IFNβ sont dépendants de la voie STAT2/IRF9, indépendamment de STAT1. En utilisant la technique de qRT-PCR, nous avons identifié 3 gènes immunorégulateurs, CXCL10, IDO et APOBEC3G, induits de manière synergique en réponse à TNFα+IFNβ dans les cellules A549, un modèle de cellules épithéliales pulmonaires. Afin de confirmer que ces gènes sont induits indépendamment de STAT1, nous avons validé leur expression dans la lignée cellulaire U3A déficiente en STAT1. Par l'utilisation d'ARN interférants (ARNi) dirigés contre STAT2 et IRF9, nous avons confirmé que l’induction de ces gènes est dépendante de STAT2 et IRF9. Finalement, l’analyse de l’activité du promoteur de CXCL10 en réponse à TNFα+IFNβ par des essais rapporteurs luciférases a permis de montrer que la régulation se fait au niveau transcriptionnel. Notre deuxième objectif, est de déterminer si STAT6 pourrait remplacer STAT1 dans la voie de signalisation induite par TNFα+IFNβ. En effet, STAT6 est un inducteur connu de l’expression de DUOX2 en réponse à IL4+IL13. Contrairement à notre hypothèse, l’inhibition de STAT6 par ARNi augmente l’expression de DUOX2 en réponse à TNFα+IFNβ suggérant que STAT6 est un régulateur négatif. Nos résultats ont permis de comprendre de manière plus détaillée les mécanismes mis en place dans le développement d’une réponse antivirale. D’autre part, l’étude de l’effet de l’IFNβ et du TNFα est également pertinente pour les maladies chroniques inflammatoires et autoimmunes. De plus, nos résultats illustrent un nouveau paradigme concernant les mécanismes de signalisation cellulaire impliqués dans la synergie entre deux cytokines qui pourrait être applicable à des combinaisons de cytokines autres que TNFα+IFNβ.

Enhanced oxidation activity from modified ceria: MnOx-ceria, CrOx-ceria and Mg doped VOx-ceria

Ceria is an important component of catalysts for oxidation reactions that proceed through the Mars-van Krevelen mechanism, promoting activity. A paradigm example of this is the VOx–CeO2 system for oxidative dehydrogenation reactions, where vanadium oxide species are supported on ceria and a special synergy between them is behind the enhanced activity: reduction of the catalyst is promoted by ceria undergoing reduction. This leads to favourable oxygen vacancy formation and hydrogen adsorption energies—useful descriptors for the oxidation activity of VOx–CeO2 catalysts. In this paper, we examine if this promoting effect on ceria-based catalysts holds for other metal oxide modifiers and we investigate MnOn– and CrOn–CeO2(111) (n = 0 − 4) as examples. We show, combining density functional theory calculations and statistical thermodynamics that similarly to the vanadia modifier, the stable species in each case is MnO2– and CrO2–CeO2. Both show favourable energetics for oxygen vacancy formation and hydrogen adsorption, indicating that VO2–CeO2 is not the only system of this type that can have an enhanced activity for oxidation reactions. However, the mechanism involved in each case is different: CrO2–CeO2 shows similar properties to VO2–CeO2 with ceria reduction upon oxygen removal stabilising the 5+ oxidation state of Cr. In contrast, with MnO2–CeO2, Mn is preferentially reduced. Finally, a model system of VO2–Mg:CeO2 is explored that shows a synergy between VO2 modification and Mg doping. These results shed light on the factors involved in active oxidation catalysts based on supported metal oxides on ceria that should be taken into consideration in a rational design of such catalysts.

Stabilizing and destabilizing protein surfactant-based foams in the presence of a chemical surfactant: Effect of adsorption kinetics.

Stimuli-responsive protein surfactants promise alternative foaming materials that can be made from renewable sources. However, the cost of protein surfactants is still higher than their chemical counterparts. In order to reduce the required amount of protein surfactant for foaming, we investigated the foaming and adsorption properties of the protein surfactant, DAMP4, with addition of low concentrations of the chemical surfactant sodium dodecylsulfate (SDS). The results show that the small addition of SDS can enhance foaming functions of DAMP4 at a lowered protein concentration. Dynamic surface tension measurements suggest that there is a synergy between DAMP4 and SDS which enhances adsorption kinetics of DAMP4 at the initial stage of adsorption (first 60s), which in turn stabilizes protein foams. Further interfacial properties were revealed by X-ray reflectometry measurements, showing that there is a re-arrangement of adsorbed protein-surfactant layer over a long period of 1h. Importantly, the foaming switchability of DAMP4 by metal ions is not affected by the presence of SDS, and foams can be switched off by the addition of zinc ions at permissive pH. This work provides fundamental knowledge to guide formulation using a mixture of protein and chemical surfactants towards a high performance of foaming at a low cost.

Performance of concrete incorporating amorphous silica residue and biomass fly ash

L'industrie du ciment est l'une des principales sources d'émission de dioxyde de carbone. L'industrie mondiale du ciment contribue à environ 7% des émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Afin d'aborder les effets environnementaux associés à la fabrication de ciment exploitant en permanence les ressources naturelles, il est nécessaire de développer des liants alternatifs pour fabriquer du béton durable. Ainsi, de nombreux sous-produits industriels ont été utilisés pour remplacer partiellement le ciment dans le béton afin de générer plus d'économie et de durabilité. La performance d'un additif de ciment est dans la cinétique d'hydratation et de la synergie entre les additions et de ciment Portland. Dans ce projet, deux sous-produits industriels sont étudiés comme des matériaux cimentaires alternatifs: le résidu de silice amorphe (RSA) et les cendres des boues de désencrage. Le RSA est un sous-produit de la production de magnésium provenant de l'Alliance Magnésium des villes d'Asbestos et Thedford Mines, et les cendres des boues de désencrage est un sous-produit de la combustion des boues de désencrage, l'écorce et les résidus de bois dans le système à lit fluidisé de l'usine de Brompton située près de Sherbrooke, Québec, Canada. Récemment, les cendres des boues de désencrage ont été utilisées comme des matériaux cimentaires alternatifs. L'utilisation de ces cendres comme matériau cimentaire dans la fabrication du béton conduit à réduire la qualité des bétons. Ces problèmes sont causés par des produits d'hydratation perturbateurs des cendres volantes de la biomasse quand ces cendres sont partiellement mélangées avec du ciment dans la fabrication du béton. Le processus de pré-mouillage de la cendre de boue de désencrage avant la fabrication du béton réduit les produits d'hydratation perturbateurs et par conséquent les propriétés mécaniques du béton sont améliorées. Les approches pour étudier la cendre de boue de désencrage dans ce projet sont : 1) caractérisation de cette cendre volante régulière et pré-humidifiée, 2) l'étude de la performance du mortier et du béton incorporant cette cendre volante régulière et pré-humidifiée. Le RSA est un nouveau sous-produit industriel. La haute teneur en silice amorphe en RSA est un excellent potentiel en tant que matériau cimentaire dans le béton. Dans ce projet, l'évaluation des RSA comme matériaux cimentaires alternatifs compose trois étapes. Tout d'abord, la caractérisation par la détermination des propriétés minéralogiques, physiques et chimiques des RSA, ensuite, l'optimisation du taux de remplacement du ciment par le RSA dans le mortier, et enfin l'évaluation du RSA en remplacement partiel du ciment dans différents types de béton dans le système binaire et ternaire. Cette étude a révélé que le béton de haute performance (BHP) incorporant le RSA a montré des propriétés mécaniques et la durabilité, similaire du contrôle. Le RSA a amélioré les propriétés des mécaniques et la durabilité du béton ordinaire (BO). Le béton autoplaçant (BAP) incorporant le RSA est stable, homogène et a montré de bonnes propriétés mécaniques et la durabilité. Le RSA avait une bonne synergie en combinaison de liant ternaire avec d'autres matériaux cimentaires supplémentaires. Cette étude a montré que le RSA peut être utilisé comme nouveaux matériaux cimentaires dans le béton.

Defensive role of allelopathic secondary compounds in plants I: testing two independent general hypotheses

This study tests two general and independent hypotheses with the basic assumption that phytoactive secondary compounds produced by plants evolved primarily as plant defences against competitor plant species. The first hypothesis is that the production and main way of release of phytoactive compounds reflect an adaptive response to climatic conditions. Thus, higher phytoactivity by volatile compounds prevails in plants of hot, dry environments, whereas higher phytoactivity by water-soluble compounds is preponderant in plants from wetter environments. The second hypothesis is that synergy between plant phytoactive compounds is widespread, due to the resulting higher energy efficiency and economy of resources. The first hypothesis was tested on germination and early growth of cucumber treated with either water extracts or volatiles from leaves or vegetative shoot tops of four Mediterranean-type shrubs. The second hypothesis was tested on germination of subterranean clover treated with either water extracts of leaves or vegetative shoot tops of one tree and of three Mediterranean-type shrubs or with each of the three fractions obtained from water extracts. Our data do not support either hypotheses. We found no evidence for higher phytoactivity in volatile compounds released by plants that thrive in hot, dry Mediterranean-type environments. We also found no evidence for the predominance of synergy among the constituents of fractions. To the contrary, we found either antagonism or no interaction of effects among allelopathic compounds.

Armazenamento sazonal de energia solar térmica de baixa temperatura para climatização de edifícios

Face aos padrões atuais de vida, em que despendemos a maior parte do nosso tempo no interior de edifícios, com um nível de conforto que ninguém quer abdicar, urge o desenvolvimento de tecnologias de climatização sustentáveis. Devido a uma combinação única de fatores, casas de baixo consumo de energia (e também casas passivas) em Portugal, são particularmente adequadas de explorar as vantagens da energia solar térmica, especialmente quando combinado com armazenamento sazonal de energia. No entanto nenhum exemplo documentado existe de como esta sinergia pode ser explorada com sucesso em Portugal, ilustrando assim o modo em que a necessidade de aquecimento pode ser colmatada de uma forma sustentável sem o uso de combustíveis fósseis. A energia solar é uma excelente alternativa de fonte de energia para aquecimento de edifícios. Um principal fator que limita a sua aplicação é que é uma fonte de energia com uma disponibilidade média de variação cíclica. O uso de armazenamento sazonal de energia pode reduzir substancialmente o custo do sistema solar que é capaz de fornecer até 100% das necessidades energéticas dos edifícios. Estes sistemas são projetados para armazenar a energia solar durante o verão e reter o calor armazenado para posterior utilização durante o inverno; Abstract: SEASONAL SOLAR THERMAL ENERGY STORAGE FOR LOW TEMPERATURE HEATING BUILDINGS. Given the current standards of living, where we spent most of our time inside buildings, with a level of Comfort that no one wants to give up, urges the development of sustainable climate control technologies. Due to a unique combination of factors, low energy (and also passive) houses in Portugal are particularly well suited to exploiting the advantages of solar thermal energy especially when combined with seasonal energy storage. However no documented example there of how this synergy can be exploited successfully in Portugal, illustrating the way in which the need for heating can be addressed in a sustainable manner without the use of fossil fuels. Solar energy is an important alternative energy source for heating applications. One main factor that limits its application is that it is an energy source with an average availability of cyclical variation. The use of seasonal thermal energy storage can substantially reduce the cost of solar energy systems that can supply up to 100% of buildings energy needs. Such systems are designed to collect solar energy during the summer and retain the stored heat for use during the winter.