Investigation of the potential of concomitant radiation therapy with gold nanoparticles for pancreatic cancer

Tese de Mestrado, Engenharia Biomédica e Biofísica, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasIntrodução: O cancro pancreático é considerado a sétima causa de morte por cancro a nível mundial. O diagnóstico tardio da patologia e a inexistência de um tratamento eficaz justificam as taxas de sobrevivência a 5 anos inferiores a 9%. Os doentes com cancro do pâncreas localmente avançado e não ressecável, cerca de 30% a 40% dos doentes, podem ser considerados para quimioterapia ou quimiorradioterapia, resultando numa sobrevivência global média de 15 a 16 meses. A radioterapia (RT) visa melhorar o controlo local ou retardar a progressão da doença. Contudo, apesar das novas técnicas de RT, continua a ser problemática a administração de doses de prescrição de radiação mais elevadas sem causar toxicidade grave nos tecidos saudáveis mais próximos. Nanopartículas constituídas por um material de número atómico (Z) elevado, especialmente nanopartículas de ouro (AuNPs, Z = 79), têm sido cada vez mais estudadas no contexto da RT devido à possibilidade de aumentarem os efeitos da radiação quando introduzidas em células tumorais. Este aumento está relacionado com um acréscimo na libertação de fotoeletrões, eletrões de Auger e fotões de fluorescência, após eventos de ionização associados ao efeito fotoelétrico. Contudo, o tamanho, o revestimento, a forma, entre outras características das AuNPs, são altamente reveladores para um potencial aumento dos efeitos da RT. Para além disso, as células tumorais em causa e as características do feixe que irradia estas células podem também exercer um papel importante. Assim, encontram-se reportadas inúmeras formulações de AuNPs, bem como diferentes conclusões em relação ao sucesso do efeito combinado da RT concomitante com AuNPs. O presente trabalho consistiu num estudo exploratório com o intuito de avaliar o potencial in vitro das AuNPs durante o tratamento com RaiosX de 6 MV de células de adenocarcinoma pancreático humano BxPC-3, através de ensaios de viabilidade celular (ensaios MTT). Materiais e Métodos: Neste estudo foram utilizadas AuNPs com ácidos hialurónico e oleico (HAOA-AuNPs) e AuNPs com bombesina (BBN-AuNPs). Recorreu-se às técnicas de Dispersão de Luz Dinâmica (Dynamic Light Scattering – DLS) e Microscopia de Força Atómica (Atomic Force Microscopy – AFM) para caracterizar as AuNPs em termos do seu tamanho e morfologia. A citoxicidade induzida por ambas as formulações de AuNPs nas células BxPC-3 foi avaliada recorrendo a incubação por 24 e 48 h com concentrações baseadas em ouro de 50, 200, e 400 μM. Foram realizados testes iniciais para avaliar o impacto que o transporte até ao local de irradiação teve nas células; bem como para selecionar a concentração celular e o tempo de incubação pós-irradiação ótimos a utilizar nos ensaios subsequentes. Foi construído um fantoma dedicado a este trabalho que maximizasse a reprodutibilidade do setup de irradiação e minimizasse o tempo de irradiação. Para estabelecimento das condições de irradiação, definiu-se como standard o seguinte setup: as células foram colocadas no isocentro a 10 cm de profundidade e irradiadas com um feixe fornecido por um acelerador linear Varian Edge de 6 MV com uma direção de irradiação posterior-anterior, um tamanho de campo de 20x20 cm2, e taxa de dose de 600 MU/min. Nos ensaios que pretenderam avaliar o efeito de RT+AuNPs, as células BxPC-3 foram semeadas em placas de 96 poços a uma concentração de 8x104 células/poço e após 24 h foram incubadas com 50, 200, e 400 μM de HAOA-AuNPs, e 50 e 200 μM de BBN-AuNPs por 4 h. Findo esse tempo, as placas de células foram irradiadas com doses que variaram de 2 a 10 Gy, dependendo do ensaio. Após irradiação, as células foram incubadas por 48 e 72 h até serem realizados os ensaios MTT. O impacto do espectro do feixe de radiação na RT com HAOA-AuNPs também foi testado através de duas condições: 1) variando os tamanhos de campo de 8x8 a 30x30 cm2, e 2) para um feixe sem filtro aplanador (free flattening filter – FFF). Por fim, foi realizada uma análise dosimétrica da distribuição de dose dos planos de RT utilizados durante as irradiações. Também foram testadas as distribuições de dose obtidas por dois planos baseados em múltiplos segmentos, com o intuito de avaliar o seu potencial para irradiação de cada placa de células com vários valores de dose. Resultados: Ambas as formulações de AuNPs apresentaram uma forma esférica. As HAOAAuNPs possuem um diâmetro médio de aproximadamente 120 nm para as duas técnicas usadas e as BBN-AuNPs um diâmetro médio de 690 e 47 nm obtidos com DLS e AFM, respetivamente. O transporte revelou um impacto negativo na viabilidade celular e os ensaios de citoxicidade revelaram que ambas as formulações de AuNPs induziram citoxicidade dependente da concentração testada. Para além disso, as BBN-AuNPs induziram citoxicidade dependente do tempo de incubação. Os ensaios posteriores revelaram que, às 48 h após irradiação, houve perdas significativas na viabilidade celular de 20 a 30% com o tratamento combinado de 2 Gy com 50 ou 200 μM de HAOA-AuNPs em comparação com o controlo (ausência de qualquer tratamento). No entanto, este tempo de incubação pós-irradiação revelou-se demasiado curto para avaliar os efeitos da RT. Às 72 h pós-irradiação, uma perda significativa na viabilidade celular de aproximadamente 40% em média foi obtida com o tratamento combinado de RT com 200 μM de HAOA-AuNPs comparando com o controlo (p < 0.0001). Em relação às BBN-AuNPs, uma perda significativa na viabilidade celular de aproximadamente 45% em média foi obtida com o tratamento combinado de RT com 50 μM destas NPs (p < 0.0001). Para ambas as formulações, os efeitos do tratamento combinado 72 h após irradiação, parecem ter origem num comportamento aditivo dos efeitos da RT e das AuNPs. Não foi obtida uma relação entre o aumento do tamanho de campo e a perda de viabilidade celular para o tratamento de RT com AuNPs. Quando as células BxPC-3 foram irradiadas com um feixe FFF, às 72h pós-irradiação obteve-se uma perda significativa na viabilidade celular de aproximadamente 40% em média para o tratamento combinado de RT com 200 μM de HAOA-AuNPs comparando com o controlo (p < 0.0001). Visto que foi obtida, em média, a mesma perda na viabilidade celular na situação com filtro aplanador (standard setup), a utilização do feixe FFF parece não ter originado um impacto diferente na viabilidade celular. Por fim, a análise dosimétrica confirmou que o plano standard de RT irradiou de forma homogénea todas as células incluídas nos vários poços da placa. Para além disso, os planos constituídos por múltiplos segmentos permitem uma irradiação homogénea com vários valores de dose das células em determinados grupos de poços cuidadosamente selecionados. Conclusão: Com base nos resultados obtidos no presente estudo é de apontar que o tempo de incubação após irradiação é extremamente relevante para avaliação da viabilidade celular com ensaio MTT. Para este tipo de ensaios, um tempo de incubação de 72 h revelou ser o mais adequado para avaliar os efeitos da RT nas células. O tratamento combinado de RT quer com HAOA-AuNPs a 200 μM, quer com BBN-AuNPs a 50 μM, levou a perdas de viabilidade celular médias significativas quando comparado com o grupo de controlo que não recebeu qualquer tratamento. Este efeito pareceu ter tido origem num comportamento aditivo entre RT e as AuNPs. Assim, para ambas as formulações de AuNPs, parece haver um potencial benefício do tratamento combinado. Dado o carácter exploratório deste estudo, é recomendada a validação destes resultados, por exemplo, recorrendo a outro tipo de ensaios ou para outras condições experimentais. Seria também de grande valor realizar futuros testes para avaliar as possíveis razões químicas e/ou biológicas do efeito do tratamento combinado. Uma avaliação da distribuição celular das células BxPC-3 ao longo das fases do ciclo celular, por exemplo, seria bastante interessante. Assim como testar o potencial das AuNPs na irradiação de outras linhas celulares de células tumorais pancreáticas humanas.Introduction: Pancreatic cancer is considered the seventh leading cause of cancer deaths worldwide. The lack of an effective treatment justifies the 5-year survival rates of less than 9%. Gold nanoparticles (AuNPs) may represent an opportunity to improve the quality of radiotherapy (RT) for pancreatic cancer patients. The present work consisted of an exploratory study aiming to evaluate the in vitro potential of concomitant RT with AuNPs in human pancreatic adenocarcinoma cells. Materials and Methods: In this study, AuNPs with hyaluronic and oleic acids (HAOAAuNPs) and AuNPs with bombesin (BBN-AuNPs) were used, and the cytotoxic effect of both formulations in BxPC-3 cells was assessed. Cells, with and without AuNPs at concentrations ranging from 50 to 200 μM, were irradiated with 6 MV X-rays at a 10 cm depth. Loss in cell viability induced by the combined treatment was evaluated 48 and 72 h after irradiation by MTT assay. Results: Both HAOA-AuNPs and BBN-AuNPs alone induced cytotoxicity in a dosedependent manner. At 72 h post-irradiation, a loss in cell viability of approximately 40% on average was obtained with RT plus 200 μM of HAOA-AuNPs when compared to the absence of any treatment (control) (p < 0.0001). Similar results were obtained for RT with BBN-AuNPs at 50 μM. In both situations, the effect of the combined treatment was seemed to be caused by an additive behaviour. Conclusion: The post-irradiation incubation time is extremely relevant for the evaluation of cell viability by MTT assay. Here, the 72-h post-irradiation time proved to be the most appropriate to evaluate the effects of RT. As RT with AuNPs led to cell viability loss significantly different from the control, there appears to be a potential benefit from the combined treatment. Given the exploratory nature of this study, it is recommended to validate these results for other experimental conditions

Studies on pharmaceuticals removal from water potential use of constructed wetlands systems

Pharmaceutical residues in the environment and their potential toxic effects have been recognized as one of the emerging research areas in environmental chemistry. Many reports are available in the literature about the detection of several of the most consumed pharmaceuticals, their metabolites and transformation products in effluents of domestic wastewater treatment plants (WWTPs) as well as surface and ground waters and even, in drinking waters worldwide. This situation can be attributed to the general inadequacy of conventional treatment processes used. in WWTPs in dealing with trace pollutants. An option for removal of organic xenobiotics from WWTPs effluents is the implementation of constructed wetlands systems (CWS). In comparison with other tertiary or advanced treatment technologies, CWS present the advantage of being an essentially low-cost and low-maintenance technology. CWS have been already applied with success for the treatment of other organic xenobiotics, but their use for pharmaceuticals removal has been only scarcely tested. Moreover, these systems have been approached primarily as a "black-box", without a thorough understanding of the processes involved. The efficiency of CWS in the removal of pollutants can be significantly enhanced by using adequate support matrices with a greater capacity to retain contaminants by sorption phenomena, ionic exchange or other physico-chemical processes and plant species with high capacity to tolerate and remove pollutants froco contaminated waters. The main goal, of this work was to evaluate the ability of a microcosm CWS to remove selected pharmaceuticals from domestic wastewater that has received secondary treatment. The selection of the pharmaceuticals to be studied was based on the following criteria: data on consumption and presence in the environment, behavior in. WWTPs, and characteristics such as biodegradability, acid-base character, hydrophobicity and water solubility. Four pharmaceuticals were selected, in particular two acidic substances (ibuprofen, IB, and clofibric acid, CA), a neutral one (carbamazepine, CB) and another with an alkaline character (atenolol, AT). These are moderately lipophilic compounds, with the exception of AT, which is a somewhat hydrophilic substance. Among these, one of the compounds is biodegradable (IB), another one is only moderately biodegradable (AT), whereas the other two (CA and CB) are hardly biodegradable. /RESUMO - A qualidade da água é uma das grandes preocupações actuais em química analítica ambiental. Em particular, a ocorrência e destino de fármacos no ambiente aquático tem vindo a ser reconhecido como um dos problemas emergentes nesta área. De facto, a frequente detecção de fármacos utilizados em medicina humana, seus metabolitos e produtos de transformação em efluentes de estações de tratamento de águas residuais urbanas (ETARs) bem como em águas naturais, superficiais e subterrâneas, e até mesmo em águas para consumo, tem demonstrado a existência de um problema real devido à crescente quantidade e diversidade de substâncias deste tipo que são excretadas e libertadas nos sistemas de recolha de efluentes líquidos urbanos. Como consequência da geralmente baixa eficiência de remoção destes contaminantes pelos processos de tratamento convencionais utilizados na maioria das ETARs, resulta que muitas destas substâncias acabam por ser descarregadas com os efluentes nos meios receptores hídricos e disseminadas pelos meios aquáticos. As implicações resultantes desta descarga de fármacos no ambiente aquático sugerem a urgente necessidade de encontrar processos complementares ou alternativos para a sua remoção dos efluentes antes de alcançarem os cursos de água. A utilização de processos de tratamento terciário ou de afinação nas ETARs, como por exemplo a utilização de processos de membranas ou oxidação química, podem permitir o aumento das eficiências de remoção obtidas. No entanto, a implementação e manutenção deste tipo de processos têm custos elevados e são dificeis de adaptar para uma utilização em larga escala em ETARs. Os leitos construídos de macrófitas (LCMs) têm surgido ultimamente como sistemas complementares ou, nalguns casos, alternativos de tratamento de águas residuais urbanas. Os LCMs, ou zonas húmidas construídas, são sistemas artificiais projectados e construidos para tirar partido do mesmo tipo de processos que ocorrem nas zonas húmidas naturais, utilizando vegetação, solos e colónias de microorganismos típicas destes sistemas, mas actuando de uma forma controlada e optimizada com o propósito de aplicação para tratamento de efluentes. Os mecanismos de tratamento nos LCMs são extremamente diversificados, caracterizados por uma interacção complexa de processos fisicos, químicos e biológicos, que ocorrem ao nível das plantas, da matriz de suporte e dos microrganismos adaptados à toxicidade do efluente

Thermal, mechanical, morphological and aesthetical properties of rotational molding PE/pine wood sawdust composites

This research addresses the importance of pine wood sawdust granulometry on the processing of medium-density polyethylene (MDPE)/wood composites by rotational molding and its effects on the morphological, mechanical and aesthetical properties of parts, aiming to contribute for the development of sustainable wood polymer composites (WPC) for rotational molding applications. Pine wood sawdust was sieved (1000 µm) and analyzed for its physical, morphological and thermal characteristics. Rotational molded parts were produced with matrix/wood ratios from 90/10 to 70/30 wt% considering different wood granulometries. As a natural material, wood changed its color during processing. Granulometries below 500 µm presented better sintering, homogeneity and less part defects. Furthermore, 300–500 µm favored the impact resistance (1316 N), as irregular brick-shaped wood was able to anchor to PE despite the weak interfacial adhesion observed. The increase of wood content from 10 to 30% reduced the impact properties by 40%, as a result of a highly porous structure formed, revealing sintering difficulties during processing. WPC parts of differentiated aesthetics and functionalities were achieved by rotational molding. A clear relationship between wood granulometry and WPC processing, structure and properties was identified.Financial support of the Project RoTMI-Rotomolding Technology and Materials Innovations (POCI-01-0247-FEDER-33095), cofinanced by the European Regional Development Fund (FEDER) through the Operational Program for Competitiveness and Internationalization (POCI) under the “Portugal 2020” framework; to the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) through the National Funds References UIDB/05256/2020 and UIDP/05256/2020 provided to IPC

O papel do fator masculino nos programas de reprodução assistida: uma revisão narrativa da literatura

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências da Saúde. Farmácia.A infertilidade é uma condição prevalente que afeta cerca de 15% dos casais em idade reprodutiva em todo o mundo. Aproximadamente 30% da infertilidade do casal pode ser atribuída exclusivamente ao homem, e, um fator masculino pode contribuir, pelo menos parcialmente, para as dificuldades de engravidar em até 50% dos casais inférteis. Uma variedade de fatores incluindo estilo de vida e questões genéticas têm sido relacionadas a essa condição. A análise do sêmen recomendada pela Organização Mundial da Saúde é a base para a avaliação da fertilidade masculina. Nela, através de avaliações macro e microscópicas, são realizados testes de contagem, morfologia, motilidade e função espermática que contribuem para o diagnóstico e o tratamento dos casos de infertilidade. Evidências na área de reprodução sugerem que a qualidade do sêmen humano está em declínio, e, nesse contexto, as técnicas em reprodução assistida entram com o objetivo de auxiliar no manejo do casal infértil e facilitar o processo reprodutivo natural. O presente trabalho apresentará, através de uma revisão narrativa e descritiva da literatura, as principais causas envolvidas na infertilidade masculina e as técnicas utilizadas para o diagnóstico desta condição, bem como, apresentará as principais técnicas em reprodução assistida utilizadas na atualidade.Infertility is a prevalent condition affecting about 15% of couples of reproductive age worldwide. Approximately 30% of couple infertility can be attributed solely to men, and a malefactor may contribute, at least partially, to the difficulties of pregnancy in up to 50% of infertile couples. A variety of factors including lifestyle and genetic issues have been linked to this condition. The semen analysis recommended by the World Health Organization is the basis for the evaluation of male fertility. In it, through macro and microscopic evaluations, sperm count, morphology, motility and function tests are performed, contributing to the diagnosis and treatment of infertility cases. Evidence in the area of reproduction suggests that the quality of human semen is declining. In this context, assisted reproduction techniques come in to help in the management of the infertile couple and facilitate the natural reproductive process. The present literature will show, through a narrative and descriptive literature review, the main causes involved in male infertility and the techniques used for its diagnosis, as well as show the main techniques used in assisted reproductio

A Pós-Graduação e sua Relação com o Custo das Universidades Federais Brasileiras

Neste estudo analisou-se a relação entre a pós-graduação e os custos das 68 universidades federais brasileiras, entre 2000 e 2019. A pós-graduação foi representada pelo número de alunos e pelo número de cursos, em cada nível de formação (especialização, mestrado profissional, mestrado acadêmico e doutorado), e os custos pelo total do orçamento executado. As análises ocorreram por meio das técnicas de estatísticas descritivas, frequência, gráficos de evolução temporal e coeficientes de correlação de Pearson, para traçar um panorama e identificar a relação entre os eixos de pesquisa. Para a pós-graduação aprofundou- se as buscas literárias, a fim de identificar fatores/eventos que pudessem condicionar o seu comportamento. Os resultados indicam relação positiva forte ou moderada da pós-graduação com os custos, o que permite concluir que, quanto maior o número de cursos e de alunos da pós-graduação, também, tende a ser maior o custo das universidades. Ademais, denotou-se crescimento de todas as variáveis ao longo dos 20 anos, com poucos períodos de decréscimo, sendo estes mais frequentes para o número de cursos de especialização. A magnitude de crescimento dos custos, em termos percentuais, foi inferior a magnitude de crescimento da pós-graduação. Pode-se elencar alguns possíveis motivadores do crescimento da pós- graduação: Prouni; FIES; rankings e indicadores de desempenho; requisitos para enquadramento como universidade; valores e quantidade de bolsas concedidas; e cobranças de mensalidades e de taxas de matrícula para alguns cursos. Esses achados trazem insights importantes para que se possa evoluir na temática e, assim, auxiliar na criação de políticas públicas, respaldar a gestão e a alocação eficiente de recurso

Criptomoedas: principais práticas contábeis aplicáveis

A presente pesquisa objetiva identificar quais as políticas contábeis mais adequadas ao tratamento de criptomoedas e, em específico, verificar a contabilidade no registro, mensuração, divulgação e regulação de transações que envolvem criptomoedas. Metodologicamente, para atender ao questionamento da pesquisa, a investigação foi exploratória e descritiva em relação aos fins, quanto aos meios foi bibliográfica e possuiu abordagem qualitativa. Os resultados permitiram entender que, no âmbito contábil e jurídico aplicável às criptomoedas, as pesquisas acadêmicas, normas contábeis e regulamentação jurídica são escassas. No entanto, é possível identificar políticas contábeis para se reconhecer, mensurar e divulgar criptomoedas, contudo tais métodos apresentam falhas, vieses e fraquezas, no que tange à qualidade da informação contábil gerada, o que indica a potencial necessidade de novas normas associadas a criptoativos

Relatório final da prática pedagógica supervisionada

Dissertação de mest., Ensino de Línguas no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário (Ensino de Inglês e Espanhol), Faculdade de Ciências Humanas e Sociais, Univ. do Algarve, 2012O presente relatório pretende retratar de modo reflexivo a Prática Pedagógica Supervisionada (PPS) de uma professora estagiária. Essa pática foi desenvolvida no âmbito do Mestrado em Ensino de Línguas do ensino do 3º ciclo e ensino secundário, nas especialidades de Inglês e de Espanhol e realizado na Escola Secundária Pinheiro e Rosa, em Faro, no ano letivo de 2010/2011. A metodologia posta em prática durante a PPS teve por base a abordagem por tarefas, que visa promover a aprendizagem da competência comunicativa dos aprendentes. Neste relatório é feita, em primeiro lugar, uma contextualização do processo de formação, no qual o estágio teve lugar. Em segundo lugar, apresenta-se uma descrição, análise e reflexão sobre as estratégias pedagógicas desenvolvidas nas turmas onde se realizou o estágio. Por último, conclui-se com uma análise crítica relacionada com o percurso de formação profissional. O relatório inclui ainda, em anexo, todo o trabalho desempenhado ao longo do ano letivo

Os jogos eletrônicos e sua influência no sistema nervoso central / Electronic games and their influence on the central nervous system

Os jogos eletrônicos estão inseridos no cotidiano da sociedade digitalizada, tornando importante a discussão sobre as possíveis alterações que esta prática estimula nos indivíduos. Este trabalho de revisão teve como objetivo analisar a literatura em busca da influência dos jogos eletrônicos na Neuroplasticidade do sistema nervoso central de seus usuários, classificados como dependentes ou não. Foram encontradas alterações anatômicas em áreas específicas do sistema nervoso central na maioria dos indivíduos submetidos aos testes de imagem (Ressonância magnética), com indícios de proporcionalidade ao tempo de exposição aos jogos.