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Development of a phage-based biosensor to detect Salmonella in food stuff
Tese de doutoramento Programa Doutoral em Engenharia Química e BiológicaFood- and waterborne illnesses are a serious public health concern worldwide and have stimulated
research aiming at a rapid and accurate detection of pathogens by applying biosensing
technologies. Salmonella, Campylobacter and E. coli are some examples of pathogens that
have an enormous impact on public health. Many publications have mentioned different type
of biosensors for a broad range of bacteria. These methods may circumvent the limitations
that conventional microbiological techniques have. Pathogens of interest need culture enrichment
steps to reach the detection limit, a process that requires time, as well as laboratory
technicians with expertise skills. Detection of pathogens at a very early stage is not as easy as
it seems, due to the necessity to unite a set of characteristics that enable the development of
an inexpensive and robust biosensor. The ideal biosensing system should be rapid and accurate
and should combine specificity and sensitivity, leading to a marginal amount of false
positive or negative results. As the biosensor is composed of two parts, a biological and a
sensor element, the biorecognition element of choice plays a crucial role when creating the
perfect biosensor. Bacteriophages (or simply phages) are viruses that specifically recognize
bacteria and this characteristic can be used as a potential "key" to solve problems related with
bacterial detection. Moreover, the easy and low cost production of these viruses combined with their stability in harsh environmental conditions make them excellent competitors with
other biological elements (e.g. antibodies, enzymes). The use of phages as a therapeutic agent
and as an interface in detection systems has gained special interest of the research community.
In many laboratories, phage-based platforms have been developed; however only a few
have broken the barrier and went to the market as a clinical diagnostic tool. Nowadays, the
food sector still uses conventional methods to detect Salmonella in food stuff that, as mentioned
before, take times and requires expert skills. Notwithstanding the great improvements
in the detection area, biosensing systems still lack sensitivity and give erroneous results. Furthermore,
problems related to the detection of bacteria in a viable but nonculturable (VBNC)
state is one of the concerns that can give false negatives. VBNC bacteria are not able to grow on standard bacteriological media, but are metabolically active, albeit very low, maintaining
the capacity to cause diseases and therefore remain a potential risk in several health facilities
and the food industry. The use of standard microbiological methods to detect if the bacterium
is dead or alive is no practicable, since the presence of VBNC state is not detectable. Therefore,
novel technologies that can overcome this barrier are imperative. The prevalence of this
problem and the necessity of finding a detection technology that can fulfill the Salmonella
detection needs, led to the proposal of the present work that explores phages as an interface in
a magnetoresistive and magnetoelastic biosensor. The work presented herein describes the
characterization of a broad host range lytic phage. PVP-SE1, is able to discriminate between
cell viability states, including the VBNC condition. This phage was combined with highly
sensitive magnetoresistive sensors originating a powerful detection system with highstandard
performance at the accuracy, specificity but also sensitivity level, detecting bacteria
concentrations in the order of 100 cells/μL (3-4 cells/sensor). Another strategy followed, aiming
at circumventing the limitations of using whole phages in a biosensing interface, was the utilization of recognition peptides of phage origin, responsible for the identification of the
hosts. The proof-of-concept was demonstrated with a model phage selected from landscape
library as a streptavidin binder. The results showed that the streptavidin binding peptides extracted
from the phage bind to streptavidin with the same or better affinity than the native
phage. The same was demonstrated with the tail fibre proteins of phage PVP-SE1,
heterologously expressed, which showed equal binding affinities compared to their parental
phage. This work demonstrates how phages can be explored in the development of a biosensor,
opening the possibility of using an accurate, sensitive, specific and cheaper device that
can be applied to an emergent concern: foodborne pathogens.As doenças transmitidas através de alimentos e água contaminada são uma preocupação
mundial e têm estimulado o desenvolvimento de métodos rápidos e precisos na área dos biossensores
para a deteção de agentes patogénicos. Salmonela, Campylobacter e a E. coli são
exemplos de espécies bacterianas patogénicos que tem um enorme impacto na saúde pública.
Atualmente já existem diferentes tipos de biossensores desenvolvidos para uma ampla variedade
de bactérias, que contornam as limitações das técnicas convencionais, tais como tempo
de medida, devido à amplificação do microrganismo de interesse no seu adequado meio de
cultura, e pela necessidade de técnicos com competências específicas. No entanto, a deteção
de agentes patogénicos não é assim tão fácil como parece devido à necessidade de combinar
um conjunto de características que permita o desenvolvimento de um biossensor robusto e
pouco dispendioso. Um sistema de deteção ideal deve ser rápido, preciso e combinar características
como especificidade e sensibilidade, de forma a conduzir a resultados livres de falsos
positivos/negativos. Como o biossensor é composto por duas partes, i.e. um elemento biológico
e um sensor, o elemento biológico escolhido tem um papel crucial no momento da criação
de um biossensor perfeito. Bacteriófagos (ou simplesmente fagos) são vírus que infetam
especificamente bactérias podendo essa característica ser utilizada como uma “chave” para
solucionar problemas relacionados com a deteção de bactérias. Para além disso, a produção simples e económica destes vírus juntamente com a sua estabilidade em condições ambientais
adversas, torna-os excelentes ferramentas de deteção, podendo competir com outros elementos
biológicos (e.g. anticorpos, enzimas). A sua utilização como agentes terapêuticos e como
interface em sistemas de deteção tem recebido uma atenção especial por parte da comunidade
científica. Muitos laboratórios têm desenvolvido plataformas de deteção à base de fagos, no
entanto, somente algumas conseguiram quebrar a barreira e entrar no mercado para serem
usadas como ferramenta deteção para uso clinico. Hoje em dia, indústrias alimentares ainda
usam métodos convencionais para detetar Salmonela na alimentação que, tal como previamente
referido, são morosas e exigem mão de obra especializada. Mesmo utilizando diversas estratégias de deteção com diferentes plataformas e bio recetores, problemas com resultados
falsos positivos e negativos permanecem difíceis de resolver. Bactérias viáveis, mas não cultiváveis
são uma preocupação, porque estão relacionadas com resultados falsos negativos.
Bactérias viáveis, mas não cultiváveis, não têm capacidade de crescer em meios de cultura
convencional, mas encontram-se metabolicamente ativas, conservando a sua capacidade de
causar doenças e de serem um potencial perigo em várias setores da saúde e na industria alimentar.
Assim, a utilização de métodos de cultura padronizados para detetar se a bactéria está
viva ou morta torna-se inviável, já que a presença de bactérias num estado viável, mas não
cultivável não é detetada. Portanto, novas tecnologias que possam ultrapassar essa barreira
são fundamentais. A prevalência deste problema e a necessidade de encontrar uma tecnologia
de deteção que possa satisfazer as necessidades de deteção da Salmonela conduziu à proposta
deste trabalho que explora os fagos como uma possível interface a usar em biossensores
magneto-resistivos e magneto-elásticos. O trabalho presentado aqui descreve a caracterização
de um fago lítico com um amplo espectro lítico, PVP-SE1. Este fago provou capacidade em
discriminar os estados de viabilidade celular incluindo o estado viável, mas não cultivável. O fago foi combinado com sensores magneto-resistivos, que têm mostrado uma elevada sensibilidade.
Esta combinação originou um poderoso sistema de deteção com um padrão de desempenho
elevado, quer em termos de precisão e especificidade, quer em termos de sensibilidade,
detetando concentrações de bactérias na ordem de 100 células/μL (3-4 células/sensor). Uma
outra estratégia adotada, tendo por objetivo contornar as limitações da utilização dos fagos
inteiros numa interface de um biossensor, passou pela utilização dos recetores dos fagos responsáveis
pela identificação dos hospedeiros. Como prova de conceito um fago com especificidade
de ligação à streptavidin foi selecionado a partir de uma biblioteca de fagos e usado
como modelo. Os resultados demonstraram que os recetores do fago ligam-se à streptavidin
com a mesma ou melhor afinidade do que o fago inteiro (original). O mesmo foi demonstrado
com os recetores do fago PVP-SE1, demonstrando igualmente afinidades de ligação, comparativamente,
com o seu fago parental. Este trabalho demonstrou como os fagos podem ser
explorados no desenvolvimento de um biossensor abrindo a possibilidade de desenvolver um
dispositivo preciso, sensível, específico e económico que possa ser aplicado a uma preocupação
emergente: os patogénicos de origem alimentar
Comportamentos perturbados de vinculação em crianças em acolhimento institucional : contribuição das características da criança e dos cuidados
Dissertação de mestrado integrado em Psicologia (área de especialização em Psicologia Clínica)Os estudos têm revelado, com frequência, a manifestação de comportamentos perturbados de
vinculação por crianças institucionalizadas. Ao mesmo tempo, têm apontado diversos riscos
associados a estas crianças que justificam a procura sistemática de entendimento deste fenómeno.
Neste âmbito, há variáveis que carecem de estudo e outras que despoletam controvérsia no que
concerne ao seu papel na explicação das formas atípicas de vinculação. Assim, definiu-se como
objetivo principal desta investigação a procura de fatores etiológicos dos comportamentos perturbados
de vinculação, com destaque para a contribuição das caraterísticas da crianças e dos cuidados. Para tal,
recorreu-se a uma amostra de 60 crianças portuguesas, em idade pré-escolar, que vivem em meio
institucional e respetivas cuidadoras. Para classificação da qualidade do vínculo entre ambas, os
técnicos institucionais responderam ao Questionário de Identificação do Cuidador, sendo esta
informação averiguada e validada, de seguida, pelos investigadores com base em observações
naturalísticas. Utilizou-se, também, a Disturbances of Attachment Interview (Smyke & Zeanah, 1999)
para a exploração da presença de sinais de comportamentos perturbados de vinculação na criança. As
cuidadoras, para além de responderem a esta entrevista, preenchiam o Children’s Behavior
Questionnaire (Rothbart, 2000) para avaliação do temperamento da criança e o Questionário ao
Prestador de Cuidados que permitiu conhecer caraterísticas relativas aos cuidados e crenças das
cuidadoras. Uma tarefa semi-estruturada (Soares et al., 2010) permitiu averiguar a qualidade da
interação da cuidadora com a criança. Os resultados revelaram que as crianças que têm cuidador
preferido apresentam menos comportamentos inibidos. Estes comportamentos também se associaram
negativa e marginalmente à sensibilidade da cuidadora e à dimensão do temperamento controlo por
esforço. Os comportamentos desinibidos encontraram-se negativamente associados à sensibilidade e
negativa e marginalmente correlacionados com o número de dias de trabalho por semana da cuidadora.
Ademais, menor afetividade negativa e maior extroversão associaram-se a menos comportamentos do
tipo desinibido. Verificou-se, ainda, que as crianças do sexo masculino manifestavam mais distorções
de base segura do que as do sexo feminino. Estas formas atípicas de vinculação encontraram-se
marginalmente correlacionadas com a idade das crianças na avaliação, e significativamente
relacionadas com o rácio e negativamente associadas à sensibilidade da cuidadora. A sensibilidade da
cuidadora mostrou-se correlacionada com algumas das suas crenças, mas não com o temperamento da
criança. Os resultados sugerem que os comportamentos perturbados de vinculação têm diferentes
fatores etiológicos que envolvem caraterísticas dos cuidados e da criança.Studies frequently reveal the manifestation of attachment disordered behaviors by institutionalized
children. At the same time, they have been described many risks associated with these children that
justify the systematic search for the understanding of this phenomenon. In this context, there are
variables that require study and others that, concerning its role on explaining the atypical forms of
attachment, are controversial. So, the main purpose of this investigation was to search the etiologic
factors of attachment disordered behaviors, highlighting the characteristics of children and care’s
contribution. To achieve it, we used a sample of 60 Portuguese children in preschool age, who live in
institutions and respective caregivers. To classify the quality of the bond between them, the
institutional technicians responded to the Identification Caregiver Questionnaire, and then, this
information was investigated and validated by researchers based on naturalistic observations. We also
used the Disturbances of Attachment Interview (Smyke & Zeanah, 1999) to explore the signs of
attachment disordered behaviors in the child. The caregivers, in addition of responding to this
interview, also answered the Children's Behavior Questionnaire (Rothbart, 2000) to assess the child's
temperament and the Caregiver Questionnaire, providing knowledge concerning the characteristics of
the care and caregivers’ beliefs. An interactive task (Soares et al., 2010) allowed the access to the
quality of close care. The results revealed that children who have preferred a certain caregiver
presented less inhibited behaviors. These behaviors were also negative and marginally associated to
the caregiver’s sensitivity and the dimension of behavior effortful control. Disinhibited behaviors were
negatively associated with the sensitivity, and negative and marginally correlated with the number of
working days per week of the caregiver. Furthermore, smaller negative affectivity and higher
extraversion were associated with less disinhibited behavior type. It was also found that male children
manifested more secure base distortions than the female. These atypical forms of attachment were
found positive and marginally correlated in the evaluation with the age of children, positively and
significantly related to the ratio and negatively associated with caregiver’s sensitivity. The sensitivity
of the caregiver was significantly correlated with some of their beliefs, but not with the child's
temperament. The results suggest that attachment disordered behaviors have different etiological
factors related to characteristics of the child and of the institutional care.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Bolsa de Investigação PTDC/PSIPCL/
101506/2008; P.I.: Isabel Soare
Pre- and postsynaptic interactions between afferents supplying lamina I projection neurons in the lumbar and cervical spinal cord: impact for somatic pain and migraine
Transition of young people with special needs to post-school life, in Finland
Este trabalho foi financiado por fundos da Agência Portuguesa Erasmus+ Educação e Formação, no
âmbito do Projeto “Investir hoje na escola do amanhã” (contrato 2015-1-PT01-KA101-012661), do
Programa ERASMUS+Esta comunicação tem por base uma experiência de Job Shadowing, que ocorreu no âmbito
da Ação-Chave 1 – Mobilidade Individual para fins de aprendizagem, do Programa
Erasmus+, da Comissão Europeia. Observámos as práticas relativas à Transição para a
Vida Pós-Escolar de alunos com necessidades educativas especiais, que beneficiam de um
Currículo Específico, na Finlândia. Recolhemos dados através de visitas a escolas públicas
de uma região do sul da Finlândia, entrevistas a diretores (liderança de topo) e professores
(liderança intermédia), e observação de alunos em contexto de experiência em local de
trabalho. Os dados são analisados considerando aspetos como: a busca de respostas
diversificadas para o encaminhamento profissional destes jovens na comunidade e mercado
de trabalho, a atitude colaborativa dos professores face à inclusão, as parcerias entre a
escola, o município e a comunidade, e a empregabilidade. Espera-se que esta esta
experiência educativa contribua para a discussão sobre a adequada gestão das situações
de aprendizagem conducentes à efetivação de uma escola para todosThis communication is based on Job Shadowing experience, which took place under the
European Commission’s Key Action 1 – Individual Mobility for Learning, ERASMUS+
Programme. We have observed the practices of transition to post-school life for special
needs students, who benefit of a specific curriculum, in Finland. We have collected data
through visits to public schools in a region of southern Finland, interviews with
headmasters (top leadership) and teachers (intermediate leadership), and observation of
students in the context of workplace experience sessions. The data are analysed,
considering aspects such as: the search for diversified answers for the professional
integration of these young people in community and labour market, the collaborative
attitude of the teachers in school life regarding inclusion, the partnerships between school,
municipality and community, and employability. It is expected that this educational
experience will contribute to the discussion about the adequate management of learning
situations in order to get a school for al
Mining digital treasures : text and data mining interfering with copyrights in the EU and in the US : which legal system is more favourable to TDM users?
Towards Cooperative Organometallic and Enzymatic Catalysis to Develop New Value Chains from Organic Wastes
"The procurement of sustainable technologies is the major driving force for current industrial development. The 12 principles of Green Chemistry are important guidelines for their development and the first one directs towards waste reduction instead of remediation. (...)
Children’s right to participate in early childhood education: From rights to empirical evidence
Children’s right to participate has gained recognition in society in general, and in various areas of scientific research in particular. Children’s right to participate refers to children’s right to be heard, and to have their perspectives considered, influencing decisions affecting them. The promotion of children’s participation is recommended from an early age, namely in early childhood education (ECE) settings, and it is considered an important criterion for assessing the quality of these settings. Nonetheless, little empirical evidence exists on children’s right to participate in ECE. Therefore, our goal was to provide new insights on this topic. For this purpose, we first conducted a systematic review of the literature on children’s right to participate in ECE, mapping research conducted in this field. Further, we developed measures to assess children’s ideas, and ECE teachers’ ideas and practices towards the promotion of participation. Finally, we documented children’s and teachers’ ideas about children’s participation in ECE, and investigated associations between teachers’ ideas and practices, and children’s perceptions of their participation. Our findings highlight the associations between teachers’ ideas and practices, and children’s perceived participation, suggesting the importance of both objective and subjective properties of ECE settings in promoting children’s participation. We provide an integrative discussion of the theoretical, practical, and policy implications of our findings.O direito de participação das crianças ganhou reconhecimento na sociedade, em diversas áreas do conhecimento e na investigação. A participação das crianças refere-se ao direito de serem ouvidas e terem as suas perspectivas consideradas, influenciando as decisões que lhes dizem respeito. A participação é recomendada desde cedo, nomeadamente em contextos de educação de infância, sendo descrita como um importante critério para a avaliação da qualidade destes contextos. No entanto, existe pouca evidência sobre o direito de participação das crianças em contextos de educação de infância. Com base em quatro estudos, procurou-se investigar e expandir o conhecimento sobre este tema. Realizou-se uma revisão sistemática de literatura sobre o direito de participação das crianças em contextos de educação de infância, mapeando a investigação existente. Desenvolveram-se medidas para avaliar as ideias das crianças bem como as ideias e práticas dos/as educadores/as de infância sobre o direito de participação. Foram documentadas as ideias de crianças e de educadores/as de infância sobre a participação, e investigadas as associações entre as ideias e práticas dos/as educadores/as e as percepções das crianças sobre a sua participação. Os resultados salientam o papel crucial das ideias e das práticas dos/as educadores/as para a participação das crianças, realçando a importância das propriedades objetivas e subjetivas dos contextos. Os resultados são discutidos atendendo às suas implicações teóricas, práticas e políticas
Avaliação externa das escolas em Portugal: relações entre o referencial de avaliação da IGE e as classificações atribuídas às escolas
Towards an orientation enhanced astar algorithm for robotic navigation
This paper presents an algorithm capable of generating smooth, feasible paths for an any-shape non-holonomic mobile robot, taking into account orientation restrictions, with the aim of navigating close to obstacles. Our contribution consists in an extension of the A∗ algorithm in a cell decomposition, where besides its position, the orientation of the platform is also considered when searching for a path. This is achieved by constructing 16 layers of orientations and only visiting neighbor layers when searching for the lowest cost. To simplify collision checking, the robot's footprint is used to inflate obstacles, yet, to allow the robot to find paths close to obstacles, the actual footprint of the robot must used. By discretizing the orientation space into layers and computing an oriented footprint for each layer, the actual footprint of the robot is used, increasing the configuration space without becoming computationally expensive. The path planning algorithm was developed under the EU-funded project CARLoS 1 and was implemented in a stud welding robot simulated within a naval industry environment, validating our approach.The authors would like to thank everyone involved in
the CARLoS Project. This project has received funding from
the European Commission Seventh Framework Programme
for Research and Technological Development under the grant
agreement number 606363 and from the national project
”NORTE-07-0124-FEDER-000060”.info:eu-repo/semantics/publishedVersio
Musculoskeletal chronic complications in women survivors of breast cancer
As mulheres com cancro da mama obtiveram, nos últimos anos, um aumento significativo da esperança média de vida; contudo, muitas destas mulheres vivem com as complicações crónicas resultantes do tratamento. O objetivo deste estudo é caracterizar as complicações músculo-esqueléticas (CME) nas sobreviventes de cancro da mama e enfatizar a necessidade de desenvolver terapêuticas preventivas para estas complicações. Métodos – Noventa e quatro mulheres sobreviventes de cancro da mama responderam a um questionário sobre potenciais CME. Resultados – Foi detetada associação significativa entre idade e linfedema (p=0,004), dor no braço (DB) (p=0,000), dor no ombro (DO) (p=0,004), dificuldade em elevar o braço (DEB) (p=0,022) e cervicalgia (p=0,000), verificando-se uma maior incidência nas mulheres com mais de 50 anos. Uma associação significativa foi detetada entre linfadenectomia e linfedema (p=0,000), DB (p=0,000), DO (p=0,008), verificando-se que as mulheres sujeitas a linfadenectomia apresentam maior incidência de linfedema, de DB e de DO. Quanto à sobrevivência constatou-se que as mulheres com mais de 10 anos de sobrevivência têm mais CME. Relativamente à mastectomia foi detetada associação significativa com o linfedema (p=0,012), DB (p=0,020), DO (p=0,003), DEB (p=0,037) e cervicalgia (p=0,020). Verificou-se que as mulheres mastectomizadas têm maior tendência para apresentar linfedema, DB, DO, DEB e cervicalgia. Conclusão – No nosso estudo, as mulheres acima dos 50 anos, as que realizaram a linfadenectomia, as com mais de 10 anos de sobrevivência e as mastectomizadas apresentaram maior incidência de CME.ABSTRACT: Women diagnosed with breast cancer, have seen a significant increase in life expectancy in recent years. However, many of these women are living with chronic complications resulting from treatment. The aim of this study is to characterize musculoskeletal complications (MC) in breast cancer survivors, and emphasize the need to develop preventive therapies for these complications. Methods – Ninety four women survivors of breast cancer answered a questionnaire about potential MC. Results – The association between age and lymphedema (p=0.004), arm pain (AP) (p=0.000), shoulder pain (SP) (p=0.004), difficulty in raising the arm (DRA) (p=0.022) and neck pain (NP) (p=0.000) showed a higher incidence in women over 50 years. Women whith lymphadenectomy showed higher incidence of lymphedema (p=0.000), AP (p=0.000), SP (p=0.008). Regarding survival, it was found that women over 10 years of survival have more MC. Mastectomized women are more likely to have lymphedema (p=0.012), AP (p=0.020), SP (p=0.003), DRA (p=0.037) and NP. Conclusion – In our study women over 50 years, women with lymphadenectomy and with over 10 years of survival after treatment of breast cancer and mastectomized had a higher incidence of MC
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