Effectiveness of Treatment Modalities for Those With Diagnosed Opioid Use Disorder and Co-occurring Disorders

Substance abuse has always been an issue in society. As time has passed, the adverse consequences of substance abuse have become more evident. These consequences include physical and mental addiction, disruption of purposeful and productive everyday life, disruption of the family unit, spread of diseases, and death. Recently, the rate of overdose has rapidly increased due to the potency and accessibility of illicit opiates. Fentanyl and carfentanyl have been added to many opioid and non-opioid substances to provide a more euphoric experience, to intensify the addiction of the client, and for economic reasons because they are much more potent than heroin. Unfortunately, these products are often deadly, and the number of overdoses has increased 500 percent over the past ten years in the United States. Individuals with substance addiction are very likely to have a co-occurring mental illness. In 2017, 7.9 million patients had diagnosed with co-occurring disorders. Treatments for those with substance use disorders and co-occurring disorders are under constant scrutiny for their effectiveness. This study investigates the effectiveness of methadone maintenance treatment comparatively with non-methadone treatments for those with opioid use disorder and co-occurring disorders. The data was gathered from an anonymous behavioral health treatment facility that specialized in substance use disorders in southern Massachusetts. The study analyzed archival data from 1,000 clients’ treatment episodes over 1 year. The clients were randomly chosen, and treatment choices were identified. The length of time in treatment help to determine whether the treatment is successful or unsuccessful

The Role of Autophagy in the Maintenance of Mitochondrial Quality and Adaptations to Contractile Activity

Autophagy is a critical survival mechanism facilitating protein turnover and pathogen defense in post-mitotic cells. More recently, mitophagy has been identified for the selective recognition and targeting of mitochondria for degradation. Mitochondrial availability is the net result of organelle catabolism via mitophagy and mitochondrial biogenesis. Although the latter process has been well described, mitophagy in skeletal muscle is less understood, and it is unknown how these two opposing mechanisms converge during contractile activity. We employed an in vitro model of chronic contractile activity (CCA) of myotubes in cell culture in the presence of autophagy inhibitor Bafilomycin A1 (BafA) and assessed the implications of defective autophagy on the adaptations to contractile activity. BafA lead to severe deficits to mitochondrial respiration and enhanced reactive oxygen species. CCA ameliorated this defective phenotype, reverting levels back towards untreated controls. Thus, contractile activity normalizes mitophagy flux and maintains a healthier mitochondrial profile during autophagy deregulation

ΑΝΩΝΥΜΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό την αποτελεσματική ανωνυμοποίηση τηλεπικοινωνιακών δεδομένων και ιδιαίτερα των γεωγραφικών συντεταγμένων, με τέτοιο τρόπο ώστε μετά την ανωνυμοποίησή τους, να μην είναι εφικτό να ανακτηθούν ευαίσθητα προσωπικά δεδομένα από τρίτους αλλά ταυτόχρονα τα ανωνυμοποιημένα δεδομένα να μην έχουν χάσει την χρήσιμη προς μελέτη πληροφορία τους δηλαδή, να είναι μελετίσιμα. Επίσης, υλοποιήθηκε μια πλήρης διαδικτυακή πλατφόρμα για την ανωνυμοποίηση και προσπέλαση των δεδομένων αυτών. Τα κύρια βήματα που ακολουθήθηκαν ήταν: 1) η μελέτη των προς ανωνυμοποίηση δεδομένων και η εύρεση αλγορίθμων για την αποτελεσματική ανωνυμοποίησή τους, 2) η υλοποίηση των αλγορίθμων αυτών καθώς και της διαδικτυακής πλατφόρμας γενικότερα και 3) η αποθήκευση των δεδομένων. Τα κύρια αποτελέσματα της εργασίας είναι: 1) Η δημιουργία και η υλοποίηση ενός αλγορίθμου για την αποτελεσματική ανωνυμοποίηση γεωγραφικών συντεταγμένων, 2) η υλοποίηση της διαδικτυακής πλατφόρμας που μέσω αυτής: ανωνυμοποιούνται όλα τα δεδομένα και επιστρέφονται πλήρως ανωνυμοποιημένα και έτοιμα για μελέτη στον χρήστη και 3) η υλοποίηση ενός τρόπου κατηγοριοποίησης των δεδομένων κατά την αποθήκευσή τους στην βάση δεδομένων που ως σκοπό έχει την γρήγορη προσπέλασή τους.The main goal of this thesis is to effectively anonymize telecommunication data and especially geographic coordinates in such a way as to be impossible to retrieve sensitive data after their anonymization and not to lose useful researchable information at the same time. Moreover, an online platform for the anonymization and access of the data has been developed. The basic steps that have been followed for this project were: 1) The study of the – to be anonymized – data and the research of algorithms for the effective anonymization of them, 2) the development of those algorithms as long as the online platform and 3) the data saving. The basic results of this project are: 1) The creation and development of an algorithm for the effective anonymization of geographic coordinates, 2) the development of the online platform that through this: all the data are anonymized, and they are returned fully anonymized and research-ready and 3) the development of a classification method of the data during their saving in the database for a quick access of them

Physical activity and exercise: Strategies to manage frailty

Frailty, a consequence of the interaction of the aging process and certain chronic diseases, compromises functional outcomes in the elderly and substantially increases their risk for developing disabilities and other adverse outcomes. Frailty follows from the combination of several impaired physiological mechanisms affecting multiple organs and systems. And, though frailty and sarcopenia are related, they are two different conditions. Thus, strategies to preserve or improve functional status should consider systemic function in addition to muscle conditioning. Physical activity/exercise is considered one of the main strategies to counteract frailty-related physical impairment in the elderly. Exercise reduces age-related oxidative damage and chronic inflammation, increases autophagy, and improves mitochondrial function, myokine profile, insulin-like growth factor-1 (IGF-1) signaling pathway, and insulin sensitivity. Exercise interventions target resistance (strength and power), aerobic, balance, and flexibility work. Each type improves different aspects of physical functioning, though they could be combined according to need and prescribed as a multicomponent intervention. Therefore, exercise intervention programs should be prescribed based on an individual's physical functioning and adapted to the ensuing response.pre-print2.493 K

Preparation and characterization of protective antifouling coatings for marine applications

105 σ.Η βιορύπανση στα ύφαλα των πλοίων αποτελεί ένα μείζον θέμα για τη ναυτιλία και οι επιπτώσεις της είναι οικονομικές και περιβαλλοντικές. Για την αντιμετώπιση της βιορύπανσης χρησιμοποιούνται διαφορετικών ειδών αντιρρυπαντικές επιστρώσεις. Με την αύξηση, όμως, των περιβαλλοντικών περιορισμών η έμφαση για τεχνολογικές καινοτομίες εστιάζεται στα μη τοξικά υφαλοχρώματα τα οποία εκμεταλλεύονται τις φυσικοχημικές ιδιότητες της επιφάνειας τους, είτε για να αποτρέψουν τους οργανισμούς να εγκατασταθούν στην επιφάνεια, είτε για να μειώσουν την πρόσφυση τους σε αυτήν. Στην παρούσα διπλωματική διατριβή πραγματοποιήθηκε σύνθεση και χαρακτηρισμός προστατευτικών επιστρώσεων με αντιρρυπαντικές (antifouling) ιδιότητες για θαλάσσιες εφαρμογές. Συγκεκριμένα παρασκευάστηκαν επιστρώσεις πολυδιμεθυλοσιλοξάνης (PDMS) με διαφορετικές περιεκτικότητες σε νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs), ως εγκλείσματα με στόχο να ενισχυθούν οι ιδιότητες (επιφανειακές και μηχανικές) του PDMS. Η επιλογή του συγκεκριμένου συστήματος υλικών πραγματοποιήθηκε καθώς παρουσιάζεται ως μία πιθανή καινοτόμα λύση στο τομέα των αντιρρυπαντικών επιστρώσεων. Η προσθήκη των CNTs στο PDMS πραγματοποιήθηκε σε μορφή διαλύματος. Διαλύτες διαφορετικής πολικότητας (απιονισμένο νερό, αιθανόλη, 2-προπανόλη, μεθύλισοβουτυλκετόνη, διμεθυλοβενζόλιο) μελετήθηκαν ως προς την συμβατότητα με το PDMS και τη διασπορά των CNTs. Η 2-προπανόλη εμφάνισε τα βέλτιστα αποτελέσματα στα επιθυμητά κριτήρια. Επίσης, για τη βελτίωση της διασποράς επιλέχθηκε η χρήση των εμπορικών διαπορέων Disperbyk 2150, Disperbyk 2152 και Byk 9077. Για το χαρακτηρισμό της μορφολογίας των δειγμάτων διεξήχθησαν μετρήσεις με παχύμετρο για να μετρηθεί το τελικό πάχος των επιστρώσεων. Επίσης, τα δείγματα μελετήθηκαν με ψηφιακό μικροσκόπιο και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης, ώστε να προσδιοριστεί η μορφολογία και η διασπορά των CNTs στη δομή των επικαλύψεων. Στη συνέχεια, ελέγχθηκε η υδροφοβικότητα των δειγμάτων μέσω του υπολογισμού της γωνίας επαφής. Τέλος, πραγματοποιήθηκε έλεγχος των μηχανικών ιδιοτήτων της επίστρωσης μέσω της μεθόδου της νανοσληρομέτρησης και της νανοεγχάραξης. Οι MWCNTs έχουν την τάση να δημιουργούν συσσωματώματα κατά τη διαδικασία διασποράς τους σε μία μήτρα. Η αύξηση της περιεκτικότητας των νανοσωλήνων αυξάνει την πιθανότητα δημιουργίας συσσωματωμάτων με αποτέλεσμα να παρουσιάζεται μία οριακή συγκέντρωση ( 0.1% κ.β. ) πέρα από την οποία η αύξηση της περιεκτικότητας αντιτίθεται σε αντίστοιχη βελτίωση των επιφανειακών και μηχανικών ιδιοτήτων της επίστρωσης. Επίσης η προσθήκη του εμπορικού διασπορέα Disperbyk 2152 μειώνει την τάση δημιουργίας συσσωματωμάτων και συμβάλει στην ομοιόμορφη διασπορά των νανοσωλήνων στη μήτρα του πολυμερούς. Το μικρό μέγεθος των συσσωματωμάτων και η ομοιόμορφη διασπορά των νανοσωλήνων στη μήτρα του πολυμερούς συμβάλει καθοριστικά στη βελτίωση των ιδιοτήτων του υλικού. Παρόλα αυτά, προσδιορίστηκε ότι η προσθήκη των MWCNTs επηρέασε ελάχιστα την υδροφοβικότητα της επιφάνειας. Ελάχιστα αυξημένη γωνία επαφής, υποδηλώνοντας βελτίωση της υδροφοβικότητας του υλικού παρουσίασε η οριακή περιεκτικότητα (0.1% κ.β.). Οι μηχανικές ιδιότητες του υλικού όγκου των σύνθετων επιστρώσεων παραμένουν κατά κύριο λόγο σταθερές, ανεξάρτητα από την ενσωμάτωση των νανοσωλήνων άνθρακα. Σημαντική διαφοροποίηση παρατηρείται στα επιφανειακά βάθη, έως 500nm, στα οποία οι σύνθετες επιστρώσεις παρουσιάζουν αυξημένη σκληρότητα (Η) και μέτρο ελαστικότητας (Ε). Επίσης, παρουσιάζουν καλύτερη αντίσταση στη φθορά και υψηλότερη ελαστική απόκριση στα επιβαλλόμενα φορτία σε σύγκριση με το PDMS. Το γεγονός αυτό καθιστά τα δείγματα κατάλληλα για θαλάσσιες εφαρμογές καθώς συνδυάζουν την επιφανειακή σκληρότητα που αυξάνει το χρόνο ζωής της επίστρωσης, με την ελαστικότητα που επιδρά θετικά στην απομάκρυνση της βιορύπανσης. Η αντίσταση στη φθορά σχολιάζεται και μέσω των τριβολογικών ιδιοτήτων. Ο μικρός συντελεστής τριβής υποδηλώνει ότι το σύστημα παρουσιάζει μειωμένη αντίσταση και συνεπώς μειωμένη φθορά. Την ελάχιστη φθορά εμφανίζει η οριακή συγκέντρωση η οποία κρίνεται συνολικά ως καταλληλότερη για εφαρμογή σε πλοία. Η ενσωμάτωση 0.1% κ.β CNTs στο PDMS βελτίωσε τις ιδιότητες (επιφανειακές και μηχανικές) του PDMS καθιστώντας τη σύνθετη επίστρωση μία βελτιωμένη λύση σε σύγκριση με το PDMS. Για την εμπορική εφαρμογή σύνθετων επιστρώσεων PDMS με CNTs είναι αναγκαία η περαιτέρω μελέτη της τοξικότητας τους, καθώς η ανάπτυξη ενός προϊόντος μη φιλικού προς το περιβάλλον δεν εμπίπτει στους κανονισμούς της παγκόσμιας κοινότητας (οικολογικό, μη-τοξικό και νανοδομημένα υλικά).The development of biofouling on ships hulls is a major problem for marine industry due to its economic and environmental impacts. Different types of antifouling coatings are used to prevent biofouling. However, with the increasing environmental regulations, the emphasis on technological innovations focuses on non-toxic antifouling coatings, which exploit the physicochemical properties of the surface, either to prevent the organisms from settling onto the surface or to reduce the adhesion with it. The present work reports on the preparation and characterization of protective antifouling coatings for marine applications. Silicone – based coatings (PDMS) filled with different percentage of multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) were prepared. The CNTs were added in order to enhance the properties (surface and mechanical) of PDMS. These coatings present advantages in the field of antifouling paints, hence, they are thought as potential candidates in marine paint industry. The coatings were prepared by adding to the PDMS a solution of MWCNTs. Solvents of different polarities (deionized water, ethanol, 2-propanol, xylen, methyl-isobutil-ketone (MIBK)) were examined for their compatibility with the PDMS and the dispersion of CNTs. 2-propanol exhibited the optimal results in the desired criteria. The commercial dispersers Disperbyk 2150, Disperbyk 2152 and Byk 9077 were selected for the improvement of dispersion. The morphology of the samples was studied using a coating thickness gauge, to measure the thickness of the final coating. In addition to this, the coatings’ morphology and the dispersion of CNTs in their structure were studied by digital microscopy and scanning electron microscopy. Furthermore, hydrophobicity was tested by measuring the contact angle of the samples. Finally, the mechanical properties of the coatings were studied through nanoindentation and nanoscratch tests. The MWCNTs tend to create agglomerates during the process of dispersion. The increase of nanotubes percentage increases the likelihood of agglomerates creation, thus a threshold concentration (0.1 wt%) is presented beyond which the increase in content of CNTs, opposes corresponding improvement of the surface and mechanical properties of the coating. Furthermore, the use of Disperbyk 2152 reduces the agglomeration tendency and significantly contributes to the uniform dispersion of the nanotubes in the polymer matrix. Consequently, it was observed that the agglomerates size reduction and the uniform distribution of CNTs in the PDMS matrix enhances the properties (surface and mechanical) of the composite. Nevertheless, it was determined that the addition of MWCNTs slightly affected the hydrophobicity of the surface. The threshold concentration (0.1 wt%) showed minimally increased contact angle, indicating improvement of the hydrophobicity of the surface of the material. The mechanical properties of the bulk material remain primarily unchangeable, regardless of the incorporation of CNTs. The results showed a significant change in the surface area, up to 500 nm, in which the composite coatings exhibited increased hardness (H) and elastic modulus (E). They also exhibited better wear resistance and higher elastic response to imposed loads compared to PDMS. These characteristics make the samples suitable for marine applications, as they combine the surface hardness which increases the life performance of the coating, in combination with elasticity that positively influences the removal of biofouling. Wear resistance is also studied through tribology test. The low friction coefficient values indicated that the system has reduced resistance and thus reduced wear. The threshold concentration displayed minimal wear and rendered this sample more appropriate for marine applications. The incorporation of 0.1 wt% MWCNTs in the PDMS matrix showed improved (surface and mechanical) properties indicating a better performance behavior in respect of their mechanical properties, compared to PDMS coating. However, for the commercial application of these composite coatings it is necessary to further study their toxicity, as development of materials that are not eco-friendly do not abide with the international community regulations (ecological, non-toxic and nanostructure materials)Θεμιστοκλής Π. Παρούση

Evolutionary algorithms in complex networks

This doctoral thesis is a research on the fields of complex networks and genetic algorithms. Open problems were studied in the section of epidemiology, network analysis and the combination of complex networks with evolutionary processes. An algorithmic library was created that provided the material for the exploration of various aspects of the fields described above.More specifically, in the section of epidemic spreading (or information diffusion) in complex networks, various techniques of immunization and vaccination were explored, in order to control the disease or the information flow in them. Also, in the same spectrum, a genetic algorithm was created for the establishment of the optimal immunization technique in different types of networks.As part of the complex network analysis, correlations between the nodes' degrees were explored, with the use of a general equation, as well as with the use of the concept of roles in complex networks. This concept constitutes a radical approach in explaining certain phenomena that the bibliography can only cover partially, if so. In an other approach of exploring the field of complex networks, certain evolutionary models were created, that constitute an innovative proposal for the creation of networks, are based in random walks and encapsulate two separate optimal stopping strategies. Here as well, the networks that are generated show interesting results.Finally, the procedure of locating extrema is analyzed, with the use of evolutionary processes in spatially structured populations on complex networks. The results that emerge from the application of the algorithm in problems such as spin - glass systems and the comparisons with simple genetic algorithms, indicate the possibility of achievement of a better exploration - exploitation tradeoff.Η διδακτορική διατριβή με τίτλο "Εξελικτικοί Αλγόριθμοι σε Πολύπλοκα Δίκτυα" αποτελεί έργο της έρευνας πάνω στους τομείς των πολύπλοκων δικτύων και των γενετικών αλγορίθμων. Μελετήθηκαν ανοιχτά προβλήματα στο κομμάτι της επιδημιολογίας, της ανάλυσης πολύπλοκων δικτύων και του συνδυασμού των με εξελικτικές διαδικασίες. Δημιουργήθηκε μια αλγοριθμική βιβλιοθήκη η οποία παρείχε το υλικό για την εξερεύνηση διαφόρων πτυχών των παραπάνω πεδίων.Πιο συγκεκριμένα, στο κομμάτι της εξάπλωσης επιδημίας (ή διάδοσης πληροφορίας) σε πολύπλοκα δίκτυα, εξερευνήθηκαν διάφορες τεχνικές ανοσοποίησης και εμβολιασμού, με σκοπό τον έλεγχο της διάδοσης της ασθένειας ή της πληροφορίας σε αυτά. Επίσης, στο ίδιο φάσμα, δημιουργήθηκε ένας γενετικός αλγόριθμος για την εύρεση της βέλτιστης τεχνικής ανοσοποίησης σε διάφορα είδη δικτύων.Στα πλαίσια της ανάλυσης πολύπλοκων δικτύων, ερευνήθηκαν οι συσχετίσεις μεταξύ των βαθμών των κόμβων σε ένα δίκτυο, με τη χρήση μίας γενικής εξίσωσης, καθώς και με τη χρήση της έννοιας των ρόλων σε πολύπλοκα δίκτυα.Η έννοια των ρόλων των κόμβων, αποτελεί μια ριζοσπαστική προσέγγιση ερμηνείας ορισμένων φαινομένων που η μέχρι τώρα βιβλιογραφία αδυνατεί να καλύψει μερικώς ή ολικώς. Σε μία άλλη οπτική εξερεύνησης του πεδίου των πολύπλοκων δικτύων, δημιουργήθηκαν κάποια μοντέλα ανάπτυξης που αποτελούν μία καινούργια πρόταση για τη δημιουργία δικτύων, βασίζονται στους τυχαίους περιπάτους και ενσωματώνουν δύο ξεχωριστές στρατηγικές βέλτιστης στάσης. Και εδώ, τα δίκτυα που δημιουργούνται παρουσιάζουν έντονο ενδιαφέρον.Τέλος, αναλύεται η διαδικασία εύρεσης ακρότατων με τη χρήση εξελικτικών διαδικασιών με τοπολογικά δομημένους πληθυσμούς σε πολύπλοκα δίκτυα. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από την εφαρμογή του αλγορίθμου σε προβλήματα όπως συστήματα spin - glass και η σύγκριση που γίνεται με απλούς γενετικούς αλγόριθμους, δείχνουν την πιθανότητα επίτευξης βέλτιστου ισοζυγίου εξερεύνησης - αξιοποίησης

Market segmentation using data mining and multi-criteria analysis

Διπλωματική ΕργασίαΠερίληψη: Στις επιχειρήσεις δίνεται ιδιαίτερη σημασία στην δύναμη των πληροφοριών. Το τμήμα που είναι υπεύθυνο με την ανάλυση δεδομένων πρέπει να εκμεταλλεύεται κάθε πληροφορία που μπορεί να προκύψει από τα δεδομένα που συλλέγονται. Στόχος είναι η ανακάλυψη νέων ευκαιριών, η αντιμετώπιση προβλημάτων και ο εντοπισμός των περιοχών που χρήζουν βελτίωση. Αντίστοιχα το τμήμα του μάρκετινγκ είναι υπεύθυνο για την επιλογή της καλύτερης δυνατής στρατηγικής για την εισαγωγή νέων προϊόντων και υπηρεσιών και την τροποποίηση ή την απόσυρση υπαρχόντων προϊόντων και υπηρεσιών. Η τμηματοποίηση της αγοράς αποτελεί πολύ σημαντική πρακτική για τον στρατηγικό σχεδιασμό μιας ομάδας μάρκετινγκ, με σκοπό τη βελτιστοποίηση μιας στοχευμένης διαφημιστικής καμπάνιας σε ένα τμήμα του καταναλωτικού κοινού με παρόμοια χαρακτηριστικά συμπεριφοράς. Η επιτυχίας μιας επιχείρησης έρχεται και από την ικανότητα της να προσαρμόζει τα προϊόντα της σε αυτά τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους ώστε να μπορεί να ικανοποιήσει τις αντίστοιχες ομάδες των πελατών που απευθύνεται. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μια μεθοδολογία για την ανάλυση και τμηματοποίηση της αγοράς. Η μεθοδολογία συνδυάζει μια πολυκριτήρια μέθοδο και έναν αλγόριθμο Νευρωνικών Δικτύων. Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιείται η μεθοδολογία UTASTAR σε συνδυασμό με τα Self Organizing Maps.Summarization: In businesses special emphasis is placed in the power of information. The department that is responsible for data analysis should use every piece of information that can be derived from the collected data. The goal is to discover new opportunities, address problems, and identify areas that require improvement. Similarly, the marketing department is responsible for selecting the best possible strategy for introducing new products and services and modifying or withdrawing existing products and services. Market segmentation is a crucial practice for the strategic planning of a marketing team, aiming to improve a targeted advertising campaign for a segment of the consumer audience with similar behavioral characteristics. The success of a business comes from its ability to tailor its products to these specific characteristics, allowing it to meet the needs of the respective customer groups it targets. This paper presents a methodology for market analysis and segmentation. The methodology combines a multi-criteria method with Neural Networks algorithm. More specifically, the Utastar methodology is used in combination with Self Organizing Maps

Stem cells derived from burned skin - The future of burn careResearch in context

Background: Thermal injuries affect millions of adults and children worldwide and are associated with high morbidity and mortality. The key determinant for the survival of burns is rapid wound healing. Large wounds exceed intrinsic wound-healing capacities, and the currently available coverage materials are insufficient due to lack of cellularity, availability or immunological rejection. Methods: Using the surgically debrided tissue, we isolated viable cells from burned skin. The isolated cells cultured in tissue culture dishes and characterized. Findings: We report here that debrided burned skin, which is routinely excised from patients and otherwise considered medical waste and unconsciously discarded, contains viable, undamaged cells which show characteristics of mesenchymal skin stem cells. Those cells can be extracted, characterized, expanded, and incorporated into created epidermal-dermal substitutes to promote wound healing in immune-compromised mice and Yorkshire pigs without adverse side effects. Interpretation: These findings are of paramount importance and provide an ideal cell source for autologous skin regeneration. Furthermore, this study highlights that skin contains progenitor cells resistant to thermal stress. Fund: Canadian Institutes of Health Research # 123336. CFI Leader's Opportunity Fund: Project # 25407 National Institutes of Health 2R01GM087285-05A1. EMHSeed: Fund: 500463, A generous donation from Toronto Hydro. Integra© Life Science Company provided the meshed bilayer Integra© for porcine experiments. Keywords: Mesenchymal stem cells, Wound healing, Skin, Burn, Trauma, Cell therapy, Autologous, Skin regeneratio

Burn Induces Browning of the Subcutaneous White Adipose Tissue in Mice and Humans

Burn is accompanied by long-lasting immuno-metabolic alterations referred to as hypermetabolism that are characterized by a considerable increase in resting energy expenditure and substantial whole-body catabolism. In burned patients, the length and magnitude of the hypermetabolic state is the highest of all patients and associated with profoundly increased morbidity and mortality. Unfortunately, the mechanisms involved in hypermetabolism are essentially unknown. We hypothesized that the adipose tissue plays a central role for the induction and persistence of hypermetabolism post-burn injury. Here, we show that burn induces a switch in the phenotype of the subcutaneous fat from white to beige, with associated characteristics such as increased mitochondrial mass and UCP1 expression. Our results further demonstrate the significant role of catecholamines and interleukin-6 in this process. We conclude that subcutaneous fat remodeling and browning represent an underlying mechanism that explains the elevated energy expenditure in burn-induced hypermetabolism