Agora: A Privacy-Aware Data Marketplace

We propose Agora, the first blockchain-based data marketplace that enables multiple privacy-concerned parties to get compensated for contributing and exchanging data, without relying on a trusted third party during the exchange. Agora achieves data privacy, output verifiability, and atomicity of payments by leveraging cryptographic techniques, and is designed as a decentralized application via smart contracts. Particularly, data generators provide encrypted data to data brokers who use a functional secret key to learn nothing but the output of a specific, agreed upon, function over the raw data. Data consumers can purchase decrypted outputs from the brokers, accompanied by corresponding proofs of correctness. We implement a working prototype of Agora on Ethereum and experimentally evaluate its performance and deployment costs. As a core building block of Agora, we propose a new functional encryption scheme with additional public parameters that operate as a trust anchor for verifying decrypted results

Towards Efficient Decentralized Federated Learning

We focus on the problem of efficiently deploying a federated learning training task in a decentralized setting with multiple aggregators. To that end, we introduce a number of improvements and modifications to the recently proposed IPLS protocol. In particular, we relax its assumption for direct communication across participants, using instead indirect communication over a decentralized storage system, effectively turning it into a partially asynchronous protocol. Moreover, we secure it against malicious aggregators (that drop or alter data) by relying on homomorphic cryptographic commitments for efficient verification of aggregation. We implement the modified IPLS protocol and report on its performance and potential bottlenecks. Finally, we identify important next steps for this line of research

Use of wild bird surveillance, human case data and GIS spatial analysis for predicting spatial distributions of West Nile Virus in Greece

West Nile Virus (WNV) is the causative agent of a vector-borne, zoonotic disease with a worldwide distribution. Recent expansion and introduction of WNV into new areas, including southern Europe, has been associated with severe disease in humans and equids, and has increased concerns regarding the need to prevent and control future WNV outbreaks. Since 2010, 524 confirmed human cases of the disease have been reported in Greece with greater than 10% mortality. Infected mosquitoes, wild birds, equids, and chickens have been detected and associated with human disease. The aim of our study was to establish a monitoring system with wild birds and reported human cases data using Geographical Information System (GIS). Potential distribution of WNV was modelled by combining wild bird serological surveillance data with environmental factors (e.g. elevation, slope, land use, vegetation density, temperature, precipitation indices, and population density). Local factors including areas of low altitude and proximity to water were important predictors of appearance of both human and wild bird cases (Odds Ratio = 1,001 95%CI = 0,723–1,386). Using GIS analysis, the identified risk factors were applied across Greece identifying the northern part of Greece (Macedonia, Thrace) western Greece and a number of Greek islands as being at highest risk of future outbreaks. The results of the analysis were evaluated and confirmed using the 161 reported human cases of the 2012 outbreak predicting correctly (Odds = 130/31 = 4,194 95%CI = 2,841–6,189) and more areas were identified for potential dispersion in the following years. Our approach verified that WNV risk can be modelled in a fast cost-effective way indicating high risk areas where prevention measures should be implemented in order to reduce the disease incidence

Modeling the performance of MEMS based directional microphones

A Micro Electro Mechanical System (MEMS) based directional microphone consisting of two plates hinged at the center is modeled using finite element software. A new method is developed in which the sensor is acoustically coupled to an incoming sound wave. The method successfully reproduces results of previous non-acoustic coupled simulations for solid plates. The resonance frequencies match within 0.8% for the rocking mode and 2% for the bending mode. The displacement amplitudes match within 17% for the rocking mode and 5% for the bending mode. After ensuring agreement with previous simulations, the model was extended to include more realistic boundary conditions. The sound pressure at the back of the plates is included along with the drag force on the plates due to the acoustic particle velocity flow. This new model reproduces the experimentally achieved resonance frequency values within 21% for the rocking mode and 2% for the bending mode. The displacement amplitude obtained for the rocking mode is approximately 6 times lower than the experimental value while the bending mode amplitude is 47% higher. Manufacturing tolerances for these MEMS devices likely contribute to the discrepancy between simulated and experimental values. A novel design is proposed for increasing the displacement amplitude for both solid and perforated plates through the use of a Helmholtz resonator.http://archive.org/details/modelingperforma109453797Hellenic Navy author.Approved for public release; distribution is unlimited

Molecular Basis of Human Enamel Defects

During eruption of teeth in the oral cavity, the effect of gene variations and environmental factors can result in morphological and structural changes in teeth. Amelogenesis imperfecta is a failure which is detected on the enamel of the teeth and clinical picture varies by the severity and type of the disease. Classification of the types of amelogenesis imperfecta is determined by histological, genetic, clinical and radiographic criteria. Specifically, there are 4 types of amelogenesis imperfecta (according to Witkop): hypoplastic form, hypo-maturation form, hypo-calcified form, and hypo-maturation/hypoplasia form with taurodontism and 14 subcategories. The diagnosis and classification of amelogenesis imperfecta has traditionally been based on clinical presentation or phenotype and the inheritance pattern. Several genes can be mutated and cause the disease. Millions of genes, possibly more than 10,000 genes produce proteins that regulate synthesis of enamel. Some of the genes and gene products that are likely associated with amelogenesis imperfecta are: amelogenin (AMELX, AMELY genes), ameloblastin (AMBN gene), enamelin (ENAM gene), enamelysin (MMP20 gene), kalikryn 4 (KLK 4 gene), tuftelins (Tuftelin gene), FAM83H (FAM83H gene) and WDR72 (WDR72 gene). Particular attention should be given by the dentist in recognition and correlation of phenotypes with genotypes, in order to diagnose quickly and accurately such a possible disease and to prevent or treat it easily and quickly. Modern dentistry should restore these lesions in order to guarantee aesthetics and functionality, usually in collaboration with a group of dentists

Modelling of a technologically supported system for the development of adaptive educational processes

The thesis objective is tο model a technologically supported adaptive education system that has the ability to: a) provide education to student that is adapted to his particular knowledge needs and learning preferences, b) be applied in traditional forms of education and, c) support the teacher. The education object is modelled by a hierarchical structure of knowledge elements for which the aggregation and prerequisite relations are defined. The educational aims are determined on the basis of Bloom’s taxonomy of cognitive levels and the attribution of corresponding weights. The student knowledge model is an overlay model. The student knowledge for each knowledge element is represented by a discrete probability distribution. The probability distributions are updated on the basis of student replies to questions, with the application of Item Response Theory models and Bayes’ rule. The educational material in digital or non-digital form is organised in educational objects which are determined by suitable metadata values. The adaptability of a sequence of objects is determined by the repetitive formulation of a Markov Decision Process and its solution. In order to test the proposed modelling experimentally, the structural units of an experimental system were formed, the functionality of algorithms which were developed for its adaptive operation was checked, and an experimental application in real education conditions was made. It results that the following is achieved: a) an analytical evaluation of student knowledge with the satisfactory management of evaluation randomization, b) the identification of student weaknesses and, c) a combined use with traditional education and evaluation forms.Στόχος της διατριβής είναι η μοντελοποίηση ενός συστήματος τεχνολογικά υποστηριζόμενης προσαρμοστικής εκπαίδευσης που έχει τη δυνατότητα: α) να παρέχει στο μαθητή εκπαίδευση προσαρμοσμένη στις ιδιαίτερες γνωσιακές ανάγκες και τις μαθησιακές του προτιμήσεις, β) να εφαρμοστεί σε παραδοσιακές μορφές εκπαίδευσης και γ) να υποστηρίζει τον εκπαιδευτικό. Το αντικείμενο εκπαίδευσης μοντελοποιείται από μια ιεραρχική δόμηση των στοιχείων γνώσης για τα οποία ορίζονται οι σχέσεις συσσωμάτωσης και προαπαιτούμενων. Οι εκπαιδευτικοί σκοποί προσδιορίζονται με βάση την ταξινομία γνωστικών επιπέδων του Bloom και την απόδοση αντίστοιχων βαρών. Το μοντέλο γνώσης του μαθητή είναι ένα μοντέλο επικάλυψης. Η γνώση του μαθητή για κάθε στοιχείο γνώσης, αναπαρίσταται από μια διακριτή κατανομή πιθανότητας. Οι κατανομές πιθανότητας ενημερώνονται από τις απαντήσεις του μαθητή σε ερωτήσεις, με εφαρμογή μοντέλων της Item Response Theory και του κανόνα Bayes. Το εκπαιδευτικό υλικό σε ψηφιακή ή μη ψηφιακή μορφή, οργανώνεται σε εκπαιδευτικά αντικείμενα τα οποία προσδιορίζονται από κατάλληλες τιμές μεταδεδομένων. Η προσαρμοστικότητα μιας ακολουθίας αντικειμένων, προσδιορίζεται από την επαναληπτική διαμόρφωση μιας μαρκοβιανής διαδικασίας απόφασης και την επίλυση της. Για τον πειραματικό έλεγχο της προτεινόμενης μοντελοποίησης υλοποιήθηκαν οι δομικές μονάδες ενός πειραματικού συστήματος, ελέγχθηκε η λειτουργικότητα των αλγορίθμων που αναπτύχθηκαν για την προσαρμοστική λειτουργία του και έγινε πειραματική εφαρμογή σε πραγματικές συνθήκες εκπαίδευσης. Ως συμπέρασμα προέκυψε ότι επιτρέπεται: α) η αναλυτική αξιολόγηση της γνώσης των μαθητών με ικανοποιητική διαχείριση της αβεβαιότητας της αξιολόγησης, β) ο εντοπισμός της ετοιμότητας και των αδυναμιών του μαθητή και γ) η χρήση σε συνδυασμό με παραδοσιακές μορφές εκπαίδευσης και αξιολόγησης

Immunohistochemical, immunology-related and genetic analysis in specialized intestinal metaplasia of oesophagus

Barrett's Εsophagus (BΕ) represents the most serious histological consequence of chronic GERD whose incidence is progressively increasing. Moreover GERD plays a crucial role in the pathophysiology and the clinical identification of BE, a well-recognized premalignant condition playing a pivotal role in the development of Esophageal Adenocarcinoma (EA). The incidence of EA is estimated at 0.5-5% annually, depending on the size of the examined population, and the relative risk is 7-fold and 43-fold higher in GERD patients and in patients with long-term symptoms, respectively. The importance of the GERD-BE-EA sequence is strengthened by epidemiologic data showing that EA is now the most common esophageal malignancy worldwide and the incidence of this highly lethal cancer is increasing faster than any other cancer. Mortality rates recorded for EA per 100,000 population are roughly 8 in the USA, 13 in Japan, 17 in France and 36 in China. On the other hand, contrary to the reported international data, mortality from esophageal cancer in Greece is among the lowest in the world (3.5 per 100,000 person-years: WHO 1995) and no clear-cut answer has emerged as to why the incidence of EA is so low in Greece. It has been argued that populations with unusually low disease rates can provide valuable insights into the etiologic processes. Previous studies attempted to identify risk factors in dietary, life-style and medical conditions of the Greek population, yet no clear-cut answer has emerged as to why the incidence of EA is so low in Greece. Given that BE is the only known precursor to EA, every patient with BE should be enrolled in an endoscopic surveillance program. However, endoscopic and histopathological follow-up indicates that most of BE patients do not progress to cancer. Considering the surveillance limitations, the search for surrogate biomarkers for EA development in patients with BE appears to be of great practical importance. Several molecular biomarkers have been described in BE such as those associated with oncogenes activation and growth regulation (Ki-67), tumor suppressor genes inactivation (p53) and DNA mismatch repair genes dysregulation leading to characteristic phenotype microsatellite instability (MSI). Moreover, recent research is focused on dysregulation of apoptosis (involving Fas-FasL complex, Bax and Bcl-2 family proteins) and defective immune surveillance mechanisms leading to oncogenesis in BE. In this regard, important conclusions may be drawn when these surrogate markers are taken into account and linked with epidemiological data. Recent data show that Helicobacter pylori (H. pylori) is frequent in GERD and H. pylori eradication leads to better control of GERD symptoms and improves esophagitis. H. pylori may contribute to GERD pathogenesis by several mechanisms including: release of several mediators, cytokines and nitric oxide which may adversely affect the lower esophageal sphincter (LES); direct damage of the esophageal mucosa by bacterial products; increased production of prostaglandins that sensitize afferent nerves and reduce LES pressure; and augmented acidity (by gastrin release) that exacerbate GERD. Moreover, recent evidence indicates that: a) H. pylori infection prevalence is high in BE; b) cagA-171 positive H. pylori infection is not associated with decreased risk of BE; c) the expected incidence of EA with persistent H. pylori infection is higher than that of EA after eradication of infection; and d) H. pylori induces Ki-67 expression and Ki-67 proliferation fraction increases significantly from normal squamous epithelium to BE–dysplasia–EA. Therefore, H. pylori might be involved in the GERD-BE-EA sequence and its eradication might inhibit the progress of this sequence. The aim of the present study was to investigate the potential implication of H. pylori infection in GERD-BE-EA sequence in a Greek cohort of BE patients and GERD controls and to provide a plausible explanation for the low incidence of EA in Greece through molecular-based ethnic differentiations. Between January 2002 and January 2006, 270 patients underwent upper gastrointestinal endoscopy due to GERD symptoms at the Second Medical Clinic of the Aristotle University of Thessaloniki. Of this total group, 31 patients with endoscopic abnormalities in the distal esophagus indicating short/long BE (typical salmon-pink lesions) were ultimately included in the study. The patients with BE were matched with 21 GERD controls. All participants underwent the following: 1. Endoscopic and histologic examination for detection of H. pylori infection. 2. Immunohistochemical evaluation of the esophageal epithelium and gastric mucosa expression for: a. oncogene Ki-67 b. tumor suppressor gene p53 c. anti-apoptotic oncogene Bcl-2 d. pro-apoptotic gene Bax 3. Immune surveillance mechanisms evaluation: a. locally (esophageal epithelium and gastric mucosa) by immunohistochemical evaluation of expression of B-lymphocytes (Β-Λ, CD20), T-lymphocytes (TLs, CD45RO) and Fas antigen (CD95) b. systemically (peripheral blood) by flow cytometry evaluation of natural killer cells [CD3-/CD(16/56)+], helper (CD4+) T-Lymphocytes(TLs), cytotoxic (CD8+) T-Lymphocytes (TLs) and total (CD3+) T-Lymphocytes (TLs) 4. Presence of microsatellite instability (MSI). From the data analysis in this series we concluded: 1. H. pylori infection was present in a great proportion of our patients (BE and GERD), implying that the bacterium may be responsible for the pathogenesis of GERD-BE-EA sequence. This finding is in accordance with recent literature. 2. Increased expression of oncogene Ki-67 was observed in esophageal epithelium of BE patients compared to GERD controls indicating intense cell proliferation leading to oncogenesis. 3. Absence of difference of tumor suppressor gene p53 expression in BE patients and GERD controls suggesting a minor role of this oncogene in the GERD-BE-EA sequence in this particular population. 4. Overexpression of Bax was noticed in esophageal epithelium and gastric mucosa of BE patients compared to GERD controls, indicating intense activation of pro-apoptotic mechanisms. This finding is inconsistent with the worldwide literature data. 5. Absence of difference of antiapoptotic Bcl-2 protein expression in BE patients and GERD controls and moreover complete absence in ~55% and ~76% of BE and GERD patients, respectively. 6. MSI presence in only 1 BE patient with H. pylori infection. This finding is in accordance with worldwide literature data showing that only the minority of BE associated EA expresses DNA-MMR damage. 7. Overexpression of T-lymphocytes (TLs) in esophageal epithelium and gastric mucosa of BE patients compared to GERD controls. 8. Overexpression of helper (CD4+) T-Lymphocytes (TLs) in peripheral blood of BE patients attributed to H. pylori (+) subgroup of these patients and natural killer cells [CD3-/CD(16/56)+] in GERD controls; the latter parameter, however, did not differ between the subgroups of H. pylori (+) BE and GERD patients. 9. Overexpression of Fas antigen (CD95) in the mucosa of gastric body and antrum, respectively, of BE patients and GERD controls. Considering the above-mentioned data we can speculate that, in the presence of H. pylori infection, a possible existence of a balance between cell proliferation (indicated by oncogene Ki-67 increased expression) and apoptosis (indicated by Bax protein overexpression) or a trend of a pro-apoptotic mechanisms predominance in BE patients (indicated by Bax protein overexpression and Bcl-2 expression in ~ 94% and only ~45%, respectively) may partly explain the low EA incidence in Greece. Moreover the results of this series suggest the presence of a cellular immune response that might inhibit the induction of a malignant phenotype in GERD-BE-EA sequence, thereby providing an additional protective mechanism that could explain the low EA incidence in Greece. We also observed comparable data in Greek patients with inflammatory bowel disease (IBD) related low incidence of colorectal cancer. Contrary to the data of other countries, the incidence of cancer in Greek patients with IBD also appears to be low, although as yet there is no possible explanation for this observation. However, in a recent pilot study involving Greek patients with Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC), an increased mucosal expression of Bax protein was noticed in 62% and 50% of the patients, respectively. In addition, Bcl-2 protein was overexpressed in 25% and 50% patients with CD and UC, respectively. Moreover, an elevated expression of oncogene Ki-67 was also observed in 3/4 of the patients. These preliminary results suggest a possible existence of a balance between: a) cell pro-apoptotic and anti-apoptotic mechanisms in UC, indicated by Bax and Bcl-2 overexpression in 50% of the patients, with a great propensity of pro-apoptotic mechanisms in CD, indicated by Bax and Bcl-2 overexpression in 62% and 25% of the patients respectively, and b) between cell proliferation (indicated by Ki-67 overexpression) and apoptosis (indicated by Bax protein overexpression), thereby reflecting a coherent apoptotic process that might explain, at least in part, the low incidence of cancer development in Greek IBD patients. In view of the pathogenetic importance of H. pylori infection in GERD-BE-EA sequence, the findings of the present study remain to be elucidated and confirmed by other large cohort studies.Ο Οισοφάγος Barrett’s (ΟΒ) αντιπροσωπεύει σοβαρή ιστολογική επιπλοκή της γαστροοισοφαγικής παλινδρομικής νόσου (ΓΟΠΝ) του οποίου ο επιπολασμός φαίνεται ότι προοδευτικά αυξάνει. Ο ΟΒ ως προνεοπλασματική βλάβη, ενέχει αυξημένο κίνδυνο αναπτύξεως ΟΑ, το οποίο απαντά σε αναλογία 0,5-5% ετησίως, με ποσοστά που ποικίλουν αναλόγως του μεγέθους του εξεταζομένου πληθυσμού. Επιπλέον, η ΓΟΠΝ ως υποκείμενη νόσος του ΟΒ, αποτελεί καθαυτή ομάδα κινδύνου για ανάπτυξη OA. Ο σχετικός κίνδυνος αναπτύξεως ΟΑ είναι 5-7 φορές μεγαλύτερος σε ασθενείς με ΓΟΠΝ και 43 φορές μεγαλύτερος σε ασθενείς με μακροχρόνια ΓΟΠΝ. Η σοβαρότητα της αλληλουχίας ΓΟΠΝ-ΟΒ-ΟΑ, ενισχύεται επιπλέον από επιδημιολογικά δεδομένα που δείχνουν ότι τo OA αναδεικνύεται ως κακοήθεια της γαστρεντερικής οδού που παρουσιάζει υψηλή και προοδευτικά αυξανόμενη συχνότητα παγκοσμίως, αποτελεί δε το συχνότερο οισοφαγικό νεόπλασμα σχετιζόμενο άμεσα με τη ΓΟΠΝ, το οποίο ταχέως εξελίσσεται και συνοδεύεται από υψηλή θνητότητα. Τα ποσοστά θνητότητας που καταγράφονται από οισοφαγικό καρκίνο ανά 100.000 πληθυσμού είναι περίπου 8 στις ΗΠΑ, 13 στην Ιαπωνία, 17 στη Γαλλία και 36 στην Κίνα. Εντούτοις, σε αντίθεση με τα αναφερόμενα διεθνή δεδομένα θνητότητας του οισοφαγικού καρκίνου, η αντίστοιχη θνητότητα στην Ελλάδα είναι από τις χαμηλότερες στον κόσμο (3,5 ανά 100.000, WHO 1995) χωρίς να υφίσταται σαφής εξήγηση του φαινομένου αυτού. Έχει υποστηριχτεί η άποψη ότι οι πληθυσμοί με ιδιαίτερα χαμηλή συχνότητα εμφάνισης συγκεκριμένων ασθενειών, όπως ΟΑ, δίνουν το έναυσμα σχετικής έρευνας εις βάθος που δυνατόν να παράσχει χρήσιμα στοιχεία αναφορικά με τις παθογενετικές και αιτιολογικές διαδικασίες. Η σχετική έρευνα εστιάζεται κατά κύριο λόγο στην αναφερόμενη αλληλουχία ΟΒ-δυσπλασία-ΟΑ που, όπως στην περίπτωση του καρκίνου του παχέος εντέρου, είναι το αποτέλεσμα προοδευτικής συσσωρεύσεως μοριακών γενετικών μεταβολών και περιλαμβάνουν κυρίως τρεις βασικούς παράγοντες: ενεργοποίηση ογκογονιδίων (Ki-67), αδρανοποίηση ογκοκατασταλτικών γονιδίων (p53) και μεταβολές των επιδιορθωτικών του DNA γονιδίων που οδηγούν στο χαρακτηριστικό φαινότυπο της μικροδορυφορικής αστάθειας (microsatellite instability, MSI). Επίσης, η έρευνα εστιάζεται στις διαταραχές της αποπτωτικής διεργασίας και ανοσιακής απόκρισης που πιθανόν να εμπλέκονται στην αναφερόμενη αλληλουχία ογκογενέσεως του ΟΒ. Οι πολύπλοκοι παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί πρόκλησης ΓΟΠΝ, ΟΒ και ΟΑ στους οποίους εμπλέκονται οι αναφερόμενοι παράγοντες, παρουσιάζουν σε πολλά σημεία αρκετές ομοιότητες με παθοφυσιολογικούς μηχανισμούς επαγωγής βλάβης λόγω λοίμωξης από Hp, που αποτελεί καρκινογόνο 1ης κλάσης σύμφωνα με την WHO. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει πιθανή εμπλοκή του Hp στην πρόκληση της αλληλουχίας ΓΟΠΝ-ΟΒ-ΟΑ, η δε συσχέτιση αυτή αποτελεί αντικείμενο έντονης επιστημονικής μελέτης με σχετικές αντιπαραθέσεις. Παρά την ύπαρξη αντιφατικών δεδομένων, η Hp-λοίμωξη επηρεάζοντας ογκογονίδια και διεργασίες αποπτώσεως ή ανοσιακής απόκρισης πιθανόν να εμπλέκεται στην αλληλουχία ΓΟΠΝ-ΟΒ-ΟΑ, η δε εκρίζωση του βακτηριδίου πιθανόν να επιδρά ανασταλτικά στην ογκογένεση της περιοχής αυτής της άνω πεπτικής οδού. Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν η προσπάθεια διερεύνησης της εμπλοκής της Hp-λοίμωξης στην εξελικτική διεργασία ΓΟΠΝ-ΟΒ-ΟΑ και πιθανής επεξήγησης της χαμηλής επίπτωσης ΟΑ στον Ελλαδικό χώρο. Για τον σκοπό αυτό η σχετική έρευνα εστιάστηκε στα ακόλουθα: 1. Ενδοσκοπικός και ιστολογικός έλεγχος ασθενών με ΟΒ και μαρτύρων με ΓΟΠΝ για ανίχνευση παρουσίας Hp-λοιμώξεως 2. Ανοσοϊστοχημικός προσδιορισμός έκφρασης στο οισοφαγικό επιθήλιο και γαστρικό βλεννογόνο: α) ογκογονιδίου Ki-67 β) ογκοκατασταλτικού γονιδίου p53 γ) αντιαποπτωτικού ογκογονιδίου Bcl-2 δ) αποπτωτικού γονιδίου Βax 3. Έλεγχος και εκτίμηση της ανοσιακής απόκρισης: α) σε τοπικό επίπεδο (οισοφαγικό επιθήλιο και γαστρικό βλεννογόνο) με ανοσοϊστοχημικό προσδιορισμό των Β-Λεμφοκυττάρων (Β-Λ, CD20), των Τ-Λεμφοκυττάρων (Τ-Λ, CD45RO) και του Fas υποδοχέα (CD95) β) σε συστηματικό επίπεδο (περιφερικό αίμα) με προσδιορισμό των ολικών (CD3+) Τ-Λεμφοκυττάρων (Τ-Λ), των βοηθητικών (CD4+) Τ-Λεμφοκυττάρων (Τ-Λ), των κυτταροτοξικών (CD8+) Τ-Λεμφοκυττάρων (Τ-Λ) και των φυσικών κυτταροκτόνων κυττάρων [CD3-/CD(16/56)+] με κυτταρομετρία ροής 4. Παρουσία μικροδορυφορικής αστάθειας (ΜSI) 5. Συσχέτιση των μελετούμενων παραμέτρων με την παρουσία ή μη του Hp. Στην παρούσα μελέτη συμπεριελήφθησαν συνολικά 31 ασθενείς με ΟΒ και 21 ασθενείς με ΓΟΠΝ οι οποίοι απετέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Οι εξεταζόμενοι υποβλήθηκαν σε ενδελεχή ενδοσκοπικό και ιστολογικό έλεγχο του ανωτέρου πεπτικού με συνοδό λήψη δειγμάτων περιφερικού αίματος για την εκτίμηση των αναφερθέντων παραμέτρων. Από την ανάλυση των ευρημάτων διαπιστώσαμε: Ι. Παρουσία Η. pylori λοιμώξεως σε μια σημαντική αναλογία των ασθενών μας με ΓΟΠΝ και ΟΒ, υποδηλώνοντας ότι το βακτηρίδιο ευθύνεται στην αιτιοπαθογένεια της αναφερόμενης αλληλουχίας, εύρημα που έρχεται σε συμφωνία με ένα μεγάλο αριθμό σύγχρονων τυχαιοποιημένων μελετών. ΙΙ. Συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου, υπερέκφραση του ογκογονιδίου Ki-67 στο οισοφαγικό επιθήλιο των ασθενών με ΟΒ, το οποίο έχει δειχθεί ότι επάγει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την ογκογένεση. ΙΙΙ. Απουσία διαφοράς εκφράσεως του ογκοκατασταλτικού γονιδίου p53 στο οισοφαγικό επιθήλιο στους ασθενείς με ΟΒ και τους μάρτυρες με ΓΟΠΝ, υποδηλώνοντας πιθανή έλλειψη ουσιώδους συμμετοχής του ογκοκατασταλτικού αυτού γονιδίου στην αλληλουχία ΓΟΠΝ-ΟΒ-ΟΑ στο συγκεκριμένο δείγμα πληθυσμού. IV. Υπερέκφραση της αποπτωτικής Bax πρωτεΐνης στο οισοφαγικό επιθήλιο και γαστρικό βλεννογόνο στη συντριπτική πλειοψηφία των ασθενών με ΟΒ συγκριτικά με τους μάρτυρες, εύρημα που βρίσκεται σε αντίθεση με αντίστοιχα διεθνή δεδομένα, είναι δε ενδεικτικό έντονης ενεργοποίησης των αποπτωτικών μηχανισμών. V. Απουσία διαφοράς εκφράσεως της αντιαποπτωτικής Bcl-2 πρωτεΐνης στο οισοφαγικό επιθήλιο στους ασθενείς με ΟΒ και τους μάρτυρες με ΓΟΠΝ και έλλειψη της παρουσίας της στο ~55% και ~76% των ασθενών με ΟΒ και ΓΟΠΝ, αντίστοιχα. VΙ. Παρουσία MMR μόνο σε μία περίπτωση ασθενούς με ΟΒ και συνοδό Ηp-λοίμωξη, επιβεβαιώνοντας διεθνή δεδομένα που δείχνουν ότι μόνο η μειονότητα των ΟΒ-σχετιζόμενων ΟΑ εκδηλώνουν MMR βλάβη. VΙΙ. Αυξημένη παρουσία Τ-Λ στον οισοφαγικό και γαστρικό βλεννογόνο καρδίας και σώματος των ασθενών με ΟΒ σε σύγκριση με την ομάδα των μαρτύρων. VΙΙΙ. Αυξημένη αναλογία των βοηθητικών (CD4+) Τ-Λ στο περιφερικό αίμα των ασθενών με ΟΒ που αφορούσε κατεξοχήν την υποομάδα των Ηp θετικών ασθενών με ΟΒ και αυξημένη αναλογία των φυσικών κυτταροκτόνων κυττάρων [CD3-/CD(16/56)+] στην συνολική ομάδα των μαρτύρων χωρίς όμως η τελευταία αναλογία να διαφέρει μεταξύ των 2 υποομάδων Ηp θετικών ασθενών με ΟΒ και μαρτύρων. ΙX. Αυξημένη έκφραση του σχετιζόμενου με απόπτωση Fas αντιγόνου (CD95) στον βλεννογόνο του σώματος και άντρου του στομάχου, αντίστοιχα, των ασθενών με ΟΒ και των μαρτύρων με ΓΟΠΝ. Τα ευρήματα αυτά δείχνουν ότι κυρίως σε έδαφος Ηp-λοιμώξεως, η παρουσία πιθανής ισορροπίας μεταξύ του κυτταρικού πολλαπλασιασμού (υποδηλούμενης από την ανευρεθείσα αυξημένη έκφραση του ογκογονιδίου Ki-67) και της αποπτώσεως (υποδηλούμενης από την ανευρεθείσα υπερέκφραση της Bax πρωτεΐνης) ή τάσης επικράτησης των αποπτωτικών μηχανισμών στον ΟΒ (υποδηλούμενη από την υπερέκφραση της Bax και έκφραση της Bcl-2 στο ~94% και μόνον στο ~45% των ασθενών με ΟΒ, αντίστοιχα) πιθανόν να εξηγεί, τουλάχιστον εν μέρει, τη χαμηλή επίπτωση ΟΑ στην Ελλάδα. Επιπλέον, τα ευρήματα αυτά πιθανολογούν υφιστάμενη επαρκή κυτταρική ανοσία που πιθανόν να παρεμποδίζει την επαγωγή κακοήθους φαινοτύπου και εξαλλαγής της σχετιζόμενης με Ηp αλληλουχίας ΓΟΠΝ-ΟΒ-ΟΑ, δίνουν δε μια επιπλέον εξήγηση για το χαμηλό επιπολασμό του ΟΑ στον Ελλαδικό χώρο. Εντούτοις, απαιτούνται μελέτες σε μεγάλο αριθμό ασθενών για να διευκρινίσουν εις βάθος, αυτό το πεδίο της ογκογένεσης του οισοφάγου

Significance of Salmonella enterica subsp. diarizonae in the diarrhoeic syndrome of lambs

The present thesis focuses in the study of infection of lambs by Salmonella enterica subsp. diarizonae, by performing work in the field and in an experimental setting. The general objective of the thesis is to increase available knowledge regarding gastrointestinal infections of lambs, particularly caused by S. enterica subsp. diarizonae. Specific objectives of the thesis are as follows: (i) the investigation of the extent of infection of lambs by S. enterica subsp. diarizonae in sheep farms with the clinically evident diarrhoeic syndrome in lambs and (ii) the evaluation of the potential pathogenicity of S. enterica subsp. diarizonae for lambs. The thesis is divided into three chapters followed by the General Discussion. In Chapter I, the relevant literature is reviewed. The Chapter is subdivided into three Parts. In Part A, the literature about the taxonomy and nomenclature of Salmonella is briefly reviewed. In Part B, the literature about Salmonella infections of sheep is presented. In Part C, the literature about the clinical conditions caused by S. enterica subsp. diarizonae in animals is appraised. In Chapter II, after a brief note regarding S. enterica subsp. diarizonae in field studies in sheep farms (Part A), an outbreak of diarrhoeic syndrome in lambs caused by the organism (Part B) and a field investigation of its occurrence in sheep farms in Central Greece (Part C) are presented. An outbreak of diarrhoeic syndrome in lambs was investigated in a sheep farm. Specifically, frequent cases of diarrhoea in 5 to 15-day old lambs were reported by the farmer within a period of 7 days. In total, 25 lambs had been ill with diarrhoea (incidence rate: 0.156). Among these, 10 had already died when the investigation started (case fatality: 0.400). Clinical examination revealed severe diarrhoea in lambs. A detailed post-mortem examination was performed in two lambs, with salient findings being: evidence of inflammation in jejunum and ileum in the small intestine and presence of petechiae in the intestinal wall, which was thinner than normal. From live animals, faecal samples were collected for laboratory investigations by bacteriological, virological and parasitic techniques. The tests revealed only abundant growth of S. enterica in pure culture from small intestine and liver tissue samples. Complete identification of the isolates indicated these as Salmonella enterica subsp. diarizonae 61:k:1,5,(7) isolates. Enrofloxacin was prescribed for administration to lambs. Further faecal samples were collected for up to 42 days post-treatment. The organism was reisolated 22 days after the end of the treatment course. An investigation was performed in 21 sheep farms in central Greece through faecal sample collection from diarrhoeic lambs (n = 119). Samples were processed for potential recovery of Salmonella, using also enrichment techniques. In no case, any Salmonella spp. organism was isolated. In Chapter III, an experimental study regarding the potential role of S. enterica subsp. diarizonae for the diarrhoeic syndrome of lambs is presented (Parts B and C). In total, 12 lambs were challenged with the S. enterica subsp. diarizonae isolate recovered during the field study (Chapter II). The lambs were challenged orally on the first day after birth, with a dose ranging from 0.75 × 109 to 1.80 × 109 c.f.u. Sequential blood samples, faecal samples and buccal swabs were collected at regular intervals after challenge from lambs. Sequential faecal and milk samples were collected from the dams of the lambs. Lambs were sequentially euthanised 1, 2, 4, 7, 10, 14 and 21 days after challenge. Samples were processed by bacteriological techniques for isolation of the challenge organism; they were also subjected to examination by molecular techniques (PCR) for detection of the invA gene. Tissue samples (small intestine, abomasum, liver, gallbladder) harvested from all euthanised lambs were also subjected to bacteriological and molecular examinations and were processed for histopathological examination. Salmonella was isolated from faecal samples of all lambs (1.000) at least once and in total from 45/77 (0.584) postinoculation samples; median duration of bacterial isolation was 2.4 days post-inoculation. Salmonella was isolated from buccal samples from 7 lambs (0.583) at least once and in total from 10/77 (0.130) post-inoculation samples; median duration of bacterial isolation was 0.8 day post-inoculation. Salmonella was not isolated from any faecal sample from any dam of inoculated lambs; it was isolated from two milk samples, collected from the same ewe, dam of an inoculated lamb, on two consecutive sampling occasions. Finally, Salmonella was isolated from tissue samples of 9 lambs: small intestine of 6 (0.500), abomasum of 4 (0.333), liver of 3 (0.250) and gallbladder of 2 (0.167) lambs. The invA gene was detected in samples from all inoculated lambs and from 3 of their dams. In all samples, of all tissues, that had yielded Salmonella at the microbiological examination, the invA gene was also detected (1.000). Median duration of post-challenge detection of the gene was 5.5 days in faecal samples and 1.3 days in buccal samples. Histopathological examination revealed abomasitis with subepithelial presence of eosinophils, lymphocytes and plasma cells, consistently observed in all lambs. In the small intestine, salient lesions included initially distension and oedema of intestinal villi, leucocytic infiltration and hyperplasia of lymphoid nodules with apparent germinal centres, which were followed at later stages by atrophy and/or degeneration of the lymphoid tissue of the intestine with marked subepithelial infiltration of lymphocytes, plasma cells and eosinophils. General and more specific conclusions derived from the results of the present thesis are as follows. (a) S. enterica subsp. diarizonae is an opportunistic gastrointestinal pathogen in lambs. The bacterium can cause a mild infection, with faecal shedding and definite histopathological changes in the gastrointestinal tract; the bacteria can be isolated from internal organs of infected animals. The bacterium can be a causal agent of the diarrhoeic syndrome of lambs. Faecal shedding of the bacterium is intermittent. Horizontal transmission of the bacterium between animals can be possible; it can be transmitted from lambs to ewes during sucking. Isolation of the organism from the milk of the dams of infected lambs is possible. (b) Differences in severity of infection can be observed among animals and farms. Immunological condition of animals might be a determinant of the severity of the disease.Η παρούσα διατριβή εστιάζεται στην αξιολόγηση του ρόλου του βακτηρίου Salmonella enterica subsp. diarizonae στην αιτιολογία του διαρροϊκού συνδρόμου των αρνιών και αποσκοπεί ειδικότερα: (α) στη μελέτη της έκτασης της μόλυνσης από S. enterica subsp. diarizonae σε εκτροφές προβάτων με κλινικά περιστατικά διαρροϊκού συνδρόμου των αρνιών και (β) στη μελέτη της παθογένειας της μόλυνσης από S. enterica subsp. diarizonae για τα αρνιά. Η διατριβή χωρίζεται σε τρία κεφάλαια και ακολουθεί η Γενική Συζήτηση. Στο Κεφάλαιο Ι, ανασκοπείται η σχετική βιβλιογραφία. Το Κεφάλαιο υποδιαιρείται σε τρία τμήματα. Στο τμήμα Α, ανασκοπείται συνοπτικά η βιβλιογραφία σχετικά με την ταξινόμηση και της ονοματολογία του γένους Salmonella. Στο τμήμα Β, ανασκοπείται η βιβλιογραφία η σχετική με τις λοιμώξεις από Salmonella στα πρόβατα. Στο τμήμα Γ, ανασκοπείται η βιβλιογραφία η σχετική με τις λοιμώξεις από Salmonella enterica subsp. diarizonae σε ζώα. Στο Κεφάλαιο II, μετά από σύντομη παρουσίαση του βακτηρίου S. enterica subsp. diarizonae στο πλαίσιο του διαρροϊκού συνδρόμου των αρνιών σε εκτροφές προβάτων (Τμήμα Α), παρουσιάζονται αρχικά ένα περιστατικό φυσικής μόλυνσης σε αρνιά που οφειλόταν στο εν λόγω βακτήριο (Τμήμα Β) και στη συνέχεια μία μελέτη στο πεδίο σχετικά με την έκταση της φυσικής μόλυνσης σε εκτροφές προβάτων στην Κεντρική Ελλάδα (Τμήμα Γ). Σε μία εκτροφή προβάτων παρατηρήθηκαν αυξημένα κρούσματα διαρροϊκού συνδρόμου σε νεαρά αρνιά. Τα κρούσματα διάρροιας αφορούσαν σε αρνιά ηλικίας 5 έως 15 ημερών σε περίοδο 7 ημερών. Συνολικά εκδήλωσαν διάρροια 25 νεαρά αρνιά, ποσοστό που αντιστοιχούσε σε 15,6% των αρνιών που είχαν γεννηθεί στην εκτροφή (n = 160). Από αυτά, 10 είχαν ήδη πεθάνει πριν από την επίσκεψη στην εκτροφή (θνησιμότητα: 0,400). Κατά την επίσκεψη, πραγματοποιήθηκε κλινική εξέταση σε ασθενή αρνιά, τα οποία παρουσίαζαν έντονη διάρροια και νεκροτομική εξέταση σε πτώματα δύο αρνιών, με κυριότερα παθολογικά ευρήματα την απουσία περιεχομένου στον γαστρεντερικό σωλήνα, την παρουσία φλεγμονωδών αλλοιώσεων στον πυλωρό, τον ειλεό και το λεπτό έντερο και την παρουσία πολυάριθμων πετεχειών στο τοίχωμα του εντέρου, το οποίο φαινόταν πιο λεπτό από το φυσιολογικό. Ελήφθησαν δείγματα κοπράνων από τα ασθενή ζώα, για βακτηριολογική, ιολογική και παρασιτολογική εξέταση, τα αποτελέσματα των οποίων έδειξαν μόνον παρουσία S. enterica σε καθαρή καλλιέργεια. Το βακτήριο απομονώθηκε επίσης από ιστοτεμάχια λεπτού εντέρου και ήπατος από τα νεκροτομηθέντα αρνιά μετά από βακτηριολογική εξέταση. Τα στελέχη ταυτοποιήθηκαν πλήρως ως Salmonella enterica subsp. diarizonae με τον αντιγονικό συνδυασμό 61:k:1,5,(7). Συνταγογραφήθηκε η θεραπευτική χορήγηση ενροφλοξακίνης στην εκτροφή. Μετά το τέλος της χορήγησης της αγωγής, πραγματοποιήθηκε συλλογή δειγμάτων κοπράνων από τα ζώα της εκτροφής επί 42 ημέρες, από τα οποία απομονώθηκε το βακτήριο 22 ημέρες μετά το τέλος της αγωγής. Ακολούθως, πραγματοποιήθηκε διερεύνηση της παρουσίας του βακτηρίου σε δείγματα κοπράνων αρνιών (n = 119) με διάρροια σε 21 εκτροφές προβάτων στην Κεντρική Ελλάδα. Όλα τα δείγματα εξετάζονταν για την παρουσία Salmonella με βακτηριολογικές τεχνικές. Το βακτήριο δεν απομονώθηκε από κανένα δείγμα από καμία από τις 21 εκτροφές Στο κεφάλαιο ΙΙΙ της παρούσας διατριβής παρουσιάζονται τα αποτελέσματα πειραματικής μόλυνσης για μελέτη της σημασίας του βακτηρίου S. enterica subsp. diarizonae στο διαρροϊκό σύνδρομο των αρνιών. Συνολικά, 12 αρνιά ενοφθαλμίστηκαν με S. enterica subsp. diarizonae, ένα στέλεχος το οποίο είχε απομονωθεί από κλινικό περισταιτκό της μόλυνσης. Ο ενοφθαλμισμός πραγματοποιήθηκε με χορήγηση από το στόμα εναιωρήματος με 0,75 × 109 έως 1,8 × 109 c.f.u. του βακτηρίου. Ως αρνητικοί μάρτυρες χρησιμοποιήθηκαν 4 αρνιά. Σε τακτικά χρονικά διαστήματα, συλλέχθηκαν διαδοχικά δείγματα κοπράνων, αίματος και επιχρίσματος στοματικού βλεννογόνου από όλα τα αρνιά στη μελέτη. Στα ίδια χρονικά σημεία συλλέχθηκαν δείγματα κοπράνων και γάλακτος από όλες τις προβατίνες, μητέρες των ανωτέρω αρνιών. Τα αρνιά θανατώθηκαν διαδοχικά 1, 2, 4, 7, 10, 14 και 21 ημέρες μετά την έναρξη της μελέτης και συλλέχθηκαν δείγματα ιστών από το λεπτό έντερο, το ήνυστρο, το ήπαρ και τη χοληδόχο κύστη, για εξέταση με βακτηριολογικές τεχνικές για απομόνωση και ταυτοποίηση Salmonella και με μοριακές τεχνικές (αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης - PCR) για ανίχνευση του γονιδίου invA του βακτηρίου, καθώς και για ιστοπαθολογική αξιολόγηση. Συνολικά, απομονώθηκε Salmonellla από όλα τα ενοφθαλμισμένα αρνιά (1,000) και συνολικά από 45/77 σχετικά δείγματα κοπράνων (0,584), με διάμεση διάρκεια απομόνωσης 2,4 ημέρες μετά τον ενοφθαλμισμό. Tο βακτήριο απομονώθηκε επίσης από επιχρίσματα στοματικού βλεννογόνου από 7 αρνιά (0,583) και συνολικά από 10/77 (0,130) σχετικά δείγματα, με διάμεση διάρκεια απομόνωσης 0,8 ημέρες μετά τον ενοφθαλμισμό. Salmonella απομονώθηκε επίσης από 2 διαδοχικά δείγματα γάλακτος από μία προβατίνα. Το βακτήριο απομονώθηκε από ιστοτεμάχια συνολικά 9 αρνιών: από το λεπτό έντερο 6 (0,500), το ήνυστρο 4 (0,333), το ήπαρ 3 (0,250) και τη χοληδόχο κύστη 2 (0,167) αρνιών. Το γονίδιο invA ανιχνεύτηκε σε δείγματα από όλα τα ενοφθαλμισμένα αρνιά, με διάμεση διάρκεια ανίχνευσης στα δείγματα κοπράνων 5,5 ημέρες και στα επιχρίσματα στοματικού βλεννογόνου 1,3 ημέρες. Το γονίδιο ανιχνεύτηκε επίσης σε 3 δείγματα γάλακτος από τις μητέρες των ενοφθαλμισμένων αρνιών. Κατά την ιστοπαθολογική εξέταση, παρατηρήθηκε ηνυστρίτιδα με υποεπιθηλιακή συσσώρευση λευκοκυττάρων. Στο λεπτό έντερο, οι αλλοιώσεις αφορούσαν σε διάταση και οίδημα των επιθηλιακών κυττάρων, λευκοκυτταρική διήθηση και υπερπλασία των λεμφοειδών οζιδίων με εμφανή βλαστικά κέντρα αρχικά και ατροφία ή / και εκφύλιση του λεμφοειδούς ιστού του εντέρου με παρουσία λεμφοκυττάρων, πλασμοκυττάρων και εωσινόφιλων κυττάρων υποεπιθηλιακά σε επόμενο στάδιο. Τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τα ευρήματα αυτής της διατριβής, είναι τα παρακάτω. (α) Το βακτήριο S. enterica subsp. diarizonae είναι ευκαιριακό παθογόνο του πεπτικού συστήματος σε αρνιά. Το βακτήριο μπορεί να προκαλέσει ήπιας βαρύτητας νόσο, με αποβολή του στα κόπρανα και σαφείς ιστολογικές αλλοιώσεις στα όργανα του γαστρεντερικού σωλήνα. Επίσης, μπορεί να απομονωθεί από εσωτερικά όργανα των προσβεβλημένων αρνιών. Το βακτήριο μπορεί να προκαλέσει διαρροϊκό σύνδρομο σε νεαρά αρνιά. Το βακτήριο μπορεί να μεταδοθεί μεταξύ ζώων, π.χ., μεταδίδεται από τα αρνιά στις προβατίνες κατά το θηλασμό. Η αποβολή του στα κόπρανα είναι διαλείπουσα. Το βακτήριο μπορεί να απομονωθεί από το γάλα προβατίνων με μολυσμένα αρνιά. (β) Παρατηρούνται διαφορές στη βαρύτητα της λοίμωξης από S. enterica subsp. diarizonae μεταξύ ζώων και εκτροφών. Η ανοσοεπάρκεια των μολυσμένων ζώων μπορεί να είναι παράγοντας που επηρεάζει τη βαρύτητα της νόσου

This Website Uses Nudging : MTurk Workers' Behaviour on Cookie Consent Notices

Digital tools for collocated synchronous communication, like backchannels and question management systems, are increasingly used in events and education to support interaction between performer(s) and audience. Discussions in the communication tool are prone to various unexpected interruptions which violate against the communication tools' original purpose, i.e. violating performers' expected norms. We study such norm violations and related performers' coping approaches in two 15-week-long field experiments in two elementary schools. Our results demonstrate how the collocated synchronous tools form dual-channel communication environment where both physical and digital channel are in use at the same time. We show how norm violations 'spill over' from their onset in one channel to continue in the other. However, we observed performers coping approaches were primarily focused in the physical channel. This resulted in an asymmetry of presence and delayed the performers' ability to act on violations. Our findings show that the channels in dual-channel communication are tightly interwoven and must be considered as an integrated communication space instead of two co-occurring but separate channels. We provide a framework to study norm violations and discuss implications of this framework on the design of these systems.Peer reviewe