Kyotorphin derived peptides in the relationship between analgesia and alzheimer’s disease

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Bioquímica Médica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Characterization of the toxic potential of nanomaterials using in vitro cell models

Os nanomateriais são estruturas com uma ou mais dimensões inferiores a 100 nanómetros. Devido à sua pequena dimensão, as nanopartículas apresentam atributos únicos, tais como a sua elevada área superficial relativamente à sua massa, reactividade ou força tênsil. Estas características influenciam grandemente algumas das propriedades dos nanomateriais, como a sua hidrofobicidade, carga ou toxicidade. As propriedades das nanopartículas tornam-nas também muito úteis para o Homem, sendo aplicadas em medicina, farmácia, electrónica, cosmética, vestuário e biotecnologia, entre outras. O aumento de produção e utilização de nanomateriais tem vindo a aumentar também a possibilidade de exposição humana a este tipo de partículas, levando a preocupações relativas ao risco de toxicidade aguda ou crónica. A exposição humana pode ocorrer por diversas vias, sendo as mais relevantes a via inalatória, ingestão ou contacto com a pele. Dependendo do material e do órgão-alvo, a exposição a nanomateriais pode conduzir a diferentes consequências biológicas: a nível dos órgãos, os nanomateriais podem levar a inflamação ou a supressão do sistema imunitário e, a nível celular e molecular, a perturbações na estrutura e integridade do genoma, assim como a interacções com moléculas biológicas e inibição da actividade proteica, entre outras consequências. Um dos nanomateriais mais utilizados são os nanotubos de carbono. Estes são constituídos por grafite cilíndrica disposta numa única camada (designados nanotubos de carbono de parede simples) ou em várias (nanotubos de carbono de parede múltipla). Os nanotubos de carbono apresentam propriedades como resistência e condutividade que os tornam muito úteis em aplicações como aparelhos electrónicos, vestuário ou biomedicina; cada vez mais, portanto, se torna provável a exposição ocupacional ou ambiental a este material. A semelhança estrutural destas partículas com fibras de amianto conduziu a questões relativas à sua segurança, pelo que já foram elaborados diversos estudos relativos aos seus efeitos biológicos. Alguns trabalhos sugerem que os nanotubos de carbono têm a capacidade de produzir toxicidade associada a lesões físicas, à produção de danos oxidativos por interacção com mecanismos celulares, ou a morte celular. Outros trabalhos defendem que estas partículas não causam toxicidade relevante. O projecto de dimensão europeia “NANoREG” surgiu da necessidade de ser desenvolvida legislação e regulamentação apoiadas em conhecimento científico e adequadas à produção e ao uso actual de nanomateriais. Este trabalho teve como objectivos principais a determinação do potencial cito- e genotóxico de um conjunto de nanotubos de carbono de parede múltipla (designados NM-400 a NM-403), e a consequente tentativa de associar este potencial às características físico-químicas dos nanomateriais. Com este objectivo, a exposição por via inalatória foi analisada, pelo uso de duas linhas celulares in vitro provenientes de tecidos do tracto respiratório: epitélio pulmonar (células A549) e epitélio brônquico (células BEAS-2B). A citotoxicidade dos nanotubos de carbono foi analisada com base em três parâmetros. Em primeiro lugar, as células foram contadas após a exposição aos nanomateriais utilizando o corante azul de tripanao para excluir as células inviáveis; a contagem foi realizada 3 e 24 horas após a exposição das células aos nanotubos. Os resultados deste ensaio apontam para a ausência de citotoxicidade após a exposição mais curta, e dados inconsistentes após a mais longa. Em segundo lugar, foi realizado o ensaio clonogénico, que se baseia na capacidade das células de se dividirem após a exposição ao agente em estudo. Este ensaio só foi realizado nas células A549 pois as BEAS-2B não permitem a formação de colónias. Os resultados apontam para uma citotoxicidade após a exposição a todos os nanomateriais, cuja intensidade se relaciona directamente com o tamanho das partículas, assim como ao seu diâmetro e área de superfície. Em terceiro lugar, foram calculados dois índices de viabilidade no ensaio dos Micronúcleos, cujo objectivo é avaliar se as células se dividiram durante a exposição aos nanomateriais em comparação com o controlo, e cujos resultados apresentam incoerências em relação aos outros já referidos. Estes dados podem ser justificados pelas diferenças existentes entre os ensaios, como o tempo de exposição ou a densidade celular. Os efeitos genotóxicos dos nanomateriais foram avaliados com recurso aos ensaios do cometa e dos micronúcleos. O primeiro detecta lesões pequenas e reversíveis nas cadeias de DNA, ao passo que o segundo detecta efeitos irreversíveis ao nível cromossómico, tais como quebras ou perdas de cromossomas. Os resultados do ensaio do cometa sugerem que nenhum dos nanomateriais testados é genotóxico, uma vez que em ambas as linhas celulares e em ambos os tempos de exposição, os resultados são negativos. O ensaio dos micronúcleos, por outro lado, aponta para existência de genotoxicidade de dois dos nanomateriais (NM-401 e NM-402) nas células A549, mas não em células BEAS-2B. Uma possível explicação para estes dados aparentemente contraditórios pode residir na hipótese de estes nanotubos de carbono serem compostos com efeitos aneugénicos, mas não clastogénicos: o ensaio dos micronúcleos permite a detecção de ambos os mecanismos de acção, ao passo que o ensaio do cometa só revela a quebra de cadeias de DNA. Outra justificação para os resultados é a possível influência da perda de viabilidade das células analisadas. Com base nos dados do ensaio clonogénico, estas partículas apresentam elevada citotoxicidade, pelo que os resultados dos ensaios de genotoxicidade, em particular do Ensaio do Cometa, poderão ser afectados por estes efeitos. O meio de cultura usado para expor as células aos nanomateriais também é um parâmetro muito relevante na sua toxicidade. Neste trabalho, foram usados meios de cultura com proteínas, que podem ser adsorvidas pelas partículas e formar uma “corona” em seu redor; este processo pode alterar propriedades importantes dos nanomateriais, entre os quais o seu potencial efeito biológico. Também o método usado para conseguir uma dispersão homogénea de nanomateriais pode conduzir a diferenças nos resultados dos ensaios de toxicidade. Neste estudo, foram observados alguns problemas relativos à perda de homogeneidade das dispersões de nanotubos de carbono, o que pode ter conduzido a que as células fossem expostas a massas de partículas de grandes dimensões conjuntamente com partículas individualizadas. O período durante o qual as células são expostas ao nanomaterial é também um aspecto essencial na produção de efeitos tóxicos. Resumindo, este projecto forneceu informações relativas à toxicidade dos nanotubos de carbono que, complementadas pelas conclusões dos restantes parceiros do projecto europeu, poderão contribuir significativamente para a avaliação de risco e criação de legislação relativamente à utilização de nanomateriais. Na linha celular BEAS-2B, nenhum destes nanomateriais parece produzir efeitos tóxicos, quer a nível de célula, quer a nível de genoma, nas condições experimentais utilizadas. Nas células A549, por outro lado, os três nanomateriais testados parecem ser acentuadamente citotóxicos, e dois deles (NM-401 e NM-402) são também genotóxicos. Em relação a perspectivas futuras, pode-se concluir que nem todos os ensaios de toxicidade existentes actualmente são adequados à análise de nanopartículas, pelo que novas metodologias devem ser desenvolvidas e complementadas por ensaios in vivo. Todos os estudos envolvendo nanomateriais deverão também descrever as características físico-químicas dos materiais usados, de forma a se poderem comparar os resultados com os de outros trabalhos.

Identification of Potential Sources of Airborne Olea Pollen in the Southwest Iberian Peninsula

This study aims to determine the potential origin of Olea pollen recorded in Badajoz in the Southwest of the Iberian Peninsula during 2009–2011. This was achieved using a combination of daily average and diurnal (hourly) airborne Olea pollen counts recorded at Badajoz (south-western Spain) and Évora (south-eastern Portugal), an inventory of olive groves in the studied area and air mass trajectory calculations computed using the HYSPLIT model. Examining olive pollen episodes at Badajoz that had distinctly different diurnal cycles in olive pollen in relation to the mean, allowed us to identify three different scenarios where olive pollen can be transported to the city from either distant or nearby sources during conditions with slow air mass movements. Back trajectory analysis showed that olive pollen can be transported to Badajoz from the West on prevailing winds, either directly or on slow moving air masses, and from high densities of olive groves situated to the Southeast (e.g. Andalucía). Regional scale transport of olive pollen can result in increased nighttime concentrations of this important aeroallergen. This could be particularly important in Mediterranean countries where people can be outdoors during this time due to climate and lifestyle. Such studies that examine sources and the atmospheric transport of pollen are valuable for allergy sufferers and health care professionals because the information can be incorporated into forecasts, the outputs of which are used for avoiding exposure to aeroallergens and planning medication. The results of studies of this nature can also be used for examining gene flow in this important agricultural crop.

An Analysis of Local Wind and Air Mass Directions and Their Impact on Cladosporium Distribution Using HYSPLIT and Circular Statistics

Ecological studies that examine species-environment relationships are often limited to several meteorological parameters, i.e. mean air temperature, relative humidity, precipitation, vapour pressure deficit and solar radiation. The impact of local wind, its speed and direction are less commonly investigated in aerobiological surveys mainly due to difficulties related to the employment of specific analytical tools and interpretation of their outputs. Identification of inoculum sources of economically important plant pathogens, as well as highly allergenic bioaerosols like Cladosporium species, has not been yet explored with remote sensing data and atmospheric models such as Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory (HYSPLIT). We, therefore, performed an analysis of 24 h intra-diurnal cycle of Cladosporium spp. spores from an urban site in connection with both the local wind direction and overall air mass direction computed by HYSPLIT. The observational method was a volumetric air sampler of the Hirst design with 1 h time resolution and corresponding optical detection of fungal spores with light microscopy. The atmospheric modelling was done using the on-line data set from GDAS with 1° resolution and circular statistical methods. Our results showed stronger, statistically significant correlation (p ≤ 0.05) between high Cladosporium spp. spore concentration and air mass direction compared to the local wind direction. This suggested that a large fraction of the investigated fungal spores had a regional origin and must be located more than a few kilometers away from the sampling point.

Product innovation and the costs of energy-using product policies

Energy-using Products (EuPs) contribute significantly to the United Kingdom’s CO2 emissions, both in the domestic and non-domestic sectors. Policies that encourage the use of more energy efficient products (such as minimum performance standards, energy labelling, enhanced capital allowances, etc.) can therefore generate significant reductions in overall energy consumption and hence, CO2 emissions. While these policies can impose costs on the producers and consumers of these products in the short run, the process of product innovation may reduce the magnitude of these costs over time. If this is the case, then it is important that the impacts of innovation are taken into account in policy impact assessments. Previous studies have found considerable evidence of experience curve effects for EuP categories (e.g. refrigerators, televisions, etc.), with learning rates of around 20% for both average unit costs and average prices; similar to those found for energy supply technologies. Moreover, the decline in production costs has been accompanied by a significant improvement in the energy efficiency of EuPs. Building on these findings and the results of an empirical analysis of UK sales data for a range of product categories, this paper sets out an analytic framework for assessing the impact of EuP policy interventions on consumers and producers which takes explicit account of the product innovation process. The impact of the product innovation process can be seen in the continuous evolution of the energy class profiles of EuP categories over time; with higher energy classes (e.g. A, A+, etc.) entering the market and increasing their market share, while lower classes (e.g. E, F, etc.) lose share and then leave the market. Furthermore, the average prices of individual energy classes have declined over their respective lives, while new classes have typically entered the market at successively lower “launch prices”. Based on two underlying assumptions regarding the shapes of the “lifecycle profiles” for the relative sales and the relative average mark-ups of individual energy classes, a simple simulation model is developed that can replicate the observed market dynamics in terms of the evolution of market shares and average prices. The model is used to assess the effect of two alternative EuP policy interventions – a minimum energy performance standard and an energy-labelling scheme – on the average unit cost trajectory and the average price trajectory of a typical EuP category, and hence the financial impacts on producers and consumers.

Small farmers and sustainability: institutional barriers to investment and innovation in the Malaysian palm oil industry in Sabah

The Malaysian palm oil industry is well known for the social, environmental and sustainability challenges associated with its rapid growth over the past ten years. Technologies exist to reduce the conflict between national development aims of economic uplift for the rural poor, on the one hand, and ecological conservation, on the other hand, by raising yields and incomes from areas already under cultivation. But the uptake of these technologies has been slow, particularly in the smallholder sector. In this paper we explore the societal and institutional challenges that influence the investment and innovation decisions of micro and small enterprise (MSE) palm oil smallholders in Sabah, Malaysia. Based on interviews with 38 smallholders, we identify a number of factors that reduce the smallholders' propensity to invest in more sustainable practices. We discuss why more effective practices and innovations are not being adopted using the concepts of, firstly, institutional logics to explore the internal dynamics of smallholder production systems, including attitudes to sustainability and innovation; and, secondly, institutional context to explore the pressures the smallholders face, including problems of access to land, labour, capital, knowledge and technical resources. These factors include limited access to global market information, corruption and uncertainties of legal title, weak economic status and social exclusion. In discussing these factors we seek to contribute to wider theoretical debates about the factors that block innovation and investment in business improvements in marginal regions and in marginalised groups.

The European challenge of KMN and innovation: a skills and competence portfolio for knowledge worker in SME's

Versão editor: http://www.isegi.unl.pt/docentes/acorreia/documentos/European_Challenge_KM_Innovation_2004.pdf

Massive shift in the pneumococcal nasopharyngeal flora after the 7-valent conjugate vaccine: epidemiological studies and testing pathogenic potential in animal models

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biology/Molecular Biology by Universidade Nova de Lisboa, Instituto de Tecnologia Química e Biológica

Development of Biomimetic Robots in the EPS Engineering Programme Capstone Project

This paper presents the development of a fish-like robot called Bro-Fish. Bro-Fish aims to be an educational toy dedicated to teaching mechanics, programming and the physics of floating objects to youngsters. The underlying intention is to awaken the interest of children for technology, especially biomimetic (biologically inspired) approaches, in order to promote sustainability and raise the level of ecological awareness. The main focus of this project was to create a robot with carangiform locomotion and controllable swimming, providing the opportunity to customize parts and experiment with the physics of floating objects. Therefore, the locomotion principles of fishes and mechanisms developed in related projects were analysed. Inspired by this background knowledge, a prototype was designed and implemented. The main achievement is the new tail mechanism that propels the robot. The tail resembles the undulation motion of fish bodies and is actuated in an innovative way, triggered by an elegant movement of a rotating helicoidal. First experimental tests revealed the potential of the proposed methodology to effectively generate forward propulsion.

Balancing and lot-sizing mixed-model lines in the footwear industry

This report describes the full research proposal for the project \Balancing and lot-sizing mixed-model lines in the footwear industry", to be developed as part of the master program in Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Sistemas de Planeamento Industrial of the Instituto Superior de Engenharia do Porto. The Portuguese footwear industry is undergoing a period of great development and innovation. The numbers speak for themselves, Portugal footwear exported 71 million pairs of shoes to over 130 countries in 2012. It is a diverse sector, which covers different categories of women, men and children shoes, each of them with various models. New and technologically advanced mixed-model assembly lines are being projected and installed to replace traditional mass assembly lines. Obviously there is a need to manage them conveniently and to improve their operations. This work focuses on balancing and lot-sizing stitching mixed-model lines in a real world environment. For that purpose it will be fundamental to develop and evaluate adequate effective solution methods. Different objectives may be considered, which are relevant for the companies, such as minimizing the number of workstations, and minimizing the makespan, while taking into account a lot of practical restrictions. The solution approaches will be based on approximate methods, namely by resorting to metaheuristics. To show the impact of having different lots in production the initial maximum amount for each lot is changed and a Tabu Search based procedure is used to improve the solutions. The developed approaches will be evaluated and tested. A special attention will be given to the solution of real applied problems. Future work may include the study of other neighbourhood structures related to Tabu Search and the development of ways to speed up the evaluation of neighbours, as well as improving the balancing solution method.

Case study - Herdade Vale da Rosa – The fruits of passion: The role of a positive entrepreneur vision in the success of an organization from a depressed sector and region

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Portuguese stagnation in the 2001-2012 period

The 2001-2012 period has been one of very low growth for Portugal. This work project tries to find reasons for this slowdown. Growth in real GDP will be explained by several variables ranging from education, capital, government and world markets. Compensation of employees, capital per worker and the exports of competitors seem to explain a significant part of the slowdown. The ratio of non-tradables to tradables is also included but not significant, maybe due to a poor sample size. Stagnation then seems to be caused both by low growth in input accumulation and productivity as predicted by Amador and Coimbra in 2007.

Economics consulting project for the Iberian Marketing Oil department of Galp Energia: Strategy and Marketing guidelines for Galp Energia’sconvenience business in the Iberian market

Field lab: Consulting lab

Consulting project for the Iberian marketing Oil department of Galp Energia: Strategy and marketing guidelines for Galp Energia's convenience business in the Iberian market

Field lab: Consulting lab