Repositório RCAAP

Ultrasound neuromodulation is a promising ultrasound modality since it combines high spatial resolution and high coverage of the brain while remaining minimally invasive. It is performed by exciting a transducer with an alternating pulse signal at its resonance frequency. These pulse signals are typically sent in bursts. The piezoelectric transducer converts this signal into an acoustic wave, resulting in multiple acoustic waves within each burst. Bulk ceramic piezoelectric transducers have a high-quality factor, meaning that for a single pulse excitation, it produces several pulses with decaying amplitude. The main goal of this dissertation was to explore potential power savings in the ultrasound transmitter by removing pulses from a long burst of pulses and bursts from the neuromodulation cycle while minimizing the decay of the acoustic wave amplitude. This goal was accomplished by developing an experimental setup for ultrasound stimulation using two different transducers: High-Intensity Focused Ultrasound and Air-Backing transducers. In this study, it was also simulated two different approaches: removing pulses by short and open circuits. The results showed that using the Air-Backing transducer, it’s possible to save more energy than with the other transducer. The simulations from the Air-Backing transducer, in which only a percentage of the pulse amplitude was removed, showed better results than the total removal of the pulses, and among the results presented, the 30% amplitude removal is the case with the highest efficiency. Another comparison made in this project suggests that performing pulse removal through a short circuit generates very positive results while performing pulse removal through an open circuit was not beneficial to the hypothesis under study. Future work to be done should include experiments and simulations with neurons since the behavior of ultrasound in neurons is still not fully understood, and the obtained results may prove to be quite different from the simulations.

Ultrasound neuromodulation is a promising ultrasound modality since it combines high spatial resolution and high coverage of the brain while remaining minimally invasive. It is performed by exciting a transducer with an alternating pulse signal at its resonance frequency. These pulse signals are typically sent in bursts. The piezoelectric transducer converts this signal into an acoustic wave, resulting in multiple acoustic waves within each burst. Bulk ceramic piezoelectric transducers have a high-quality factor, meaning that for a single pulse excitation, it produces several pulses with decaying amplitude. The main goal of this dissertation was to explore potential power savings in the ultrasound transmitter by removing pulses from a long burst of pulses and bursts from the neuromodulation cycle while minimizing the decay of the acoustic wave amplitude. This goal was accomplished by developing an experimental setup for ultrasound stimulation using two different transducers: High-Intensity Focused Ultrasound and Air-Backing transducers. In this study, it was also simulated two different approaches: removing pulses by short and open circuits. The results showed that using the Air-Backing transducer, it’s possible to save more energy than with the other transducer. The simulations from the Air-Backing transducer, in which only a percentage of the pulse amplitude was removed, showed better results than the total removal of the pulses, and among the results presented, the 30% amplitude removal is the case with the highest efficiency. Another comparison made in this project suggests that performing pulse removal through a short circuit generates very positive results while performing pulse removal through an open circuit was not beneficial to the hypothesis under study. Future work to be done should include experiments and simulations with neurons since the behavior of ultrasound in neurons is still not fully understood, and the obtained results may prove to be quite different from the simulations.

The COVID-19 pandemic caused a rise in preprinting, triggered by the need for open and rapid dissemination of research outputs. We surveyed authors of COVID-19 preprints to learn about their experiences with preprinting their work and also with publishing their work in a peer-reviewed journal. Our research had the following objectives: 1. to learn about authors’ experiences with preprinting, their motivations, and future intentions; 2. to consider preprints in terms of their effectiveness in enabling authors to receive feedback on their work; 3. to compare the impact of feedback on preprints with the impact of comments of editors and reviewers on papers submitted to journals. In our survey, 78% of the new adopters of preprinting reported the intention to also preprint their future work. The boost in preprinting may therefore have a structural effect that will last after the pandemic, although future developments will also depend on other factors, including the broader growth in the adoption of open science practices. A total of 53% of the respondents reported that they had received feedback on their preprints. However, more than half of the feedback was received through “closed” channels–privately to the authors. This means that preprinting was a useful way to receive feedback on research, but the value of feedback could be increased further by facilitating and promoting “open” channels for preprint feedback. Almost a quarter of the feedback received by respondents consisted of detailed comments, showing the potential of preprint feedback to provide valuable comments on research. Respondents also reported that, compared to preprint feedback, journal peer review was more likely to lead to major changes to their work, suggesting that journal peer review provides significant added value compared to feedback received on preprints.

Metagenomic next-generation sequencing (mNGS), the shotgun sequencing of RNA and DNA from clinical samples, has proved useful for broad-spectrum pathogen detection and the genomic surveillance of viral outbreaks. An additional target enrichment step is generally needed for high-sensitivity pathogen identification in low-titre infections, yet available methods using PCR or capture probes can be limited by high cost, narrow scope of detection, lengthy protocols and/or cross-contamination. Here, we developed metagenomic sequencing with spiked primer enrichment (MSSPE), a method for enriching targeted RNA viral sequences while simultaneously retaining metagenomic sensitivity for other pathogens. We evaluated MSSPE for 14 different viruses, yielding a median tenfold enrichment and mean 47% (±16%) increase in the breadth of genome coverage over mNGS alone. Virus detection using MSSPE arboviral or haemorrhagic fever viral panels was comparable in sensitivity to specific PCR, demonstrating 95% accuracy for the detection of Zika, Ebola, dengue, chikungunya and yellow fever viruses in plasma samples from infected patients. Notably, sequences from re-emerging and/or co-infecting viruses that have not been specifically targeted a priori, including Powassan and Usutu, were successfully enriched using MSSPE. MSSPE is simple, low cost, fast and deployable on either benchtop or portable nanopore sequencers, making this method directly applicable for diagnostic laboratory and field use.

Com o desenvolvimento dos mercados financeiros e de capitais, os bancos viram os seus negócios de crédito e depósitos começar a diminuir. Para se tornarem novamente competitivos e obterem uma maior satisfação por parte do cliente, viram-se na necessidade de iniciar e desenvolver novos negócios, nomeadamente o Negócio de Bancassurance. Esta é uma área que tem ganho interesse ao longo dos anos pelos diversos bancos e que continua a crescer. Assim, o presente relatório resulta de um estágio realizado no Banco Caixa Geral de Depósitos, no departamento de Negócio e Bancassurance, para a obtenção do grau de mestre em Matemática Aplicada à Economia e Gestão. Este trabalho consiste em estudar o perfil do Cliente que subscreve um seguro de saúde através do canal bancário, isto é, encontrar as principais características definidoras do perfil desse mesmo cliente, de modo a direcionar eventuais campanhas publicitárias e aumentar a probabilidade de subscrição do seguro de saúde. Para tal será aplicado um Modelo de Regressão Logística onde a variável resposta é a subscrição, ou não, de um seguro de saúde no contexto da atividade bancária, sendo assim possível aferir quais as variáveis que caracterizam um cliente deste tipo.

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As Redes Neuronais Convolucionais (CNNs) são frequentemente utilizadas em medicina para executar diferentes tarefas. Um exemplo desta utilização é a classificação de imagens médicas. Assim, essa classificação pode ser designada de multi-classe ou binária. No primeiro caso, as CNNs conseguem prever, com elevada precisão, se um indivíduo apresenta ou não alguma das doenças pertencente ao conjunto para as quais o modelo foi treinado para reconhecer. No segundo caso, estes modelos permitem verificar e analisar se uma determinada imagem pertence a um indivíduo saudável ou se, por seu lado, são reveladoras de alguma patologia. Outra tarefa para a qual CNNs são frequentemente utilizadas é a segmentação de órgãos em imagens médicas. Estes modelos têm a capacidade de retirar informações complexas de dados pertencentes a milhões de pacientes, e utilizar esse conhecimento para tornar a medicina mais personalizada a cada indivíduo. No entanto, apesar do seu sucesso, estes modelos são caixas negras, extremamente complexos e difíceis de entender. Além disso, também não fornecem explicações ou justificações para as suas decisões. Isto é considerado um problema, especialmente em áreas de elevado risco como é o caso da medicina, principalmente se os modelos tiverem algum defeito inesperado, como por exemplo bias derivadas dos datasets utilizados para treinar os modelos. Numa tentativa de minimizar estes problemas, surgiu a área de estudo da inteligência artificial ‘explicável’ (XAI). Existem vários métodos de XAI os quais permitem obter explicações sobre as previsões realizadas por modelos de inteligência artificial. As ‘explicações’ fornecidas pelos métodos de XAI baseiam-se em características conhecidas dos modelos de inteligência artificial, tais como a propagação pelas diversas camadas do erro entre o esperado e o previsto. Existem vários estudos nesta área, no entanto, estes nem sempre se focam na análise quantitativa das explicações obtidas por métodos de XAI. A falta de investigação neste aspeto deve-se sobretudo à inexistência de uma ground truth que possa ser utilizada para comparar o obtido nas explicações com o que se espera obter por uma explicação ‘correta’. O objetivo deste trabalho passa, assim, por criar uma framework para quantificar a qualidade das explicações obtidas por métodos de XAI e utilizar esta framework para investigar como a transferência de conhecimento (TL) influencia as explicações. A TL consiste em treinar, inicialmente, um modelo numa tarefa para a qual existe uma grande quantidade de dados de treino etiquetados e após o treino utilizar os pesos aprendidos neste treino para classificar um novo problema (para o qual tipicamente se tem menos dados com etiquetas). A vantagem desta técnica é que, após o treino inicial, apenas é necessário ajustar os pesos do modelo para a nova tarefa (fine-tuning do modelo), sendo necessário uma menor quantidade de dados e potencialmente treinar apenas algumas das suas camadas. Por este motivo, a TL é muito utilizada em medicina, área onde as bases de dados existentes têm tendência a ser de reduzida dimensão e a obtenção de novos dados etiquetados difícil, demorada e dispendiosa. O treino inicial destes modelos é tipicamente feito recorrendo a imagens naturais para as quais existem enormes bases de dados, como a ImageNet. No entanto, existe na literatura a discussão sobre se o treino inicial deve ser feito com imagens naturais ou com imagens mais próximas do problema para o qual este modelo será utilizado, ou seja, imagens médicas. O principal argumento desta discussão sugere que o segundo caso é mais benéfico, uma vez que as formas existentes em imagens médicas são muito diferentes das formas que existem nas imagens naturais. Devido a esta diferença, a informação aprendida na primeira tarefa, pode não ser muito relevante para a segunda. A framework criada neste estudo permite gerar uma base de dados de imagens médicas sintéticas para as quais se conhece a ground truth, possibilitando, desta forma, a avaliação quantitativa das explicações que se obtêm com os métodos de XAI. Esta base de dados é composta por diversas imagens axiais de ressonância magnética (MRI) do cérebro às quais se adicionam lesões sintéticas hiperintensas. A quantidade de imagens criadas é variável e, a cada imagem, um número aleatório de lesões (entre 3 e 5) é adicionado em locais aleatórios. As lesões adicionadas à MRI são também criadas com formas aleatórias. O contraste entre as lesões e o cérebro pode também ser ajustada. As imagens do cérebro são obtidas do Human Connectome Program (HCP) e pertencem a indivíduos saudáveis entre os 22 e os 37 anos. A ground truth corresponde às lesões que são adicionadas à imagem de MRI do cérebro. Estas lesões são de dois tipos (regulares ou irregulares) e a tarefa para a qual os modelos em estudo são treinados consiste em distinguir entre estes dois tipos de lesão. As imagens do cérebro da base de dados criadas foram utilizadas para ajustar camada a camada CNNs previamente treinadas para outros problemas. Um destes modelos iniciais foi treinado com várias imagens naturais de 1000 categorias diferentes, pertencentes à base de dados ImageNet. O outro modelo foi treinado com MRIs axiais de cérebros sem lesões com o objetivo de as distinguir entre género feminino e masculino. Ambos os modelos utilizados neste trabalho têm a arquitetura VGG-16, sendo compostos por 16 camadas treináveis, 13 das quais convolucionais e as restantes fully connected. Destas CNNs pré-treinadas foram obtidos diversos modelos com vários graus de fine-tuning (de apenas 1 conjunto de camadas até à totalidade da arquitetura). Cada grau de fine-tuning corresponde às camadas existentes entre duas camadas de max-pooling consecutivas. As explicações foram obtidas por oito métodos de XAI. Após a obtenção das explicações, a ground truth foi utilizada para se calcular a qualidade da explicação, ou seja, qual a percentagem de pixeis mais relevantes da explicação que se encontram na ground truth. Os resultados experimentais deste trabalho, demonstram que existe uma grande dispersão de valores relativos à qualidade das explicações, havendo algumas com uma qualidade muito elevada e outras com uma qualidade mínima. Este comportamento observa-se para todos os métodos de XAI avaliados. Isto acontece mesmo quando apenas se consideram os exemplos corretamente classificados por todos os modelos de inteligência artificial em estudo. Este é o melhor cenário, uma vez que no mundo real, nunca se sabe se o modelo utilizado classificou o exemplo corretamente ou não, pelo que esta dispersão apenas pode aumentar. Destes resultados, observa-se também que a qualidade do modelo e a qualidade da explicação estão correlacionadas. Isto faz sentido uma vez que quanto mais exemplos o modelo conseguir classificar corretamente, mais significativas se espera que sejam as informações aprendidas por este. No entanto, quando apenas se avaliam modelos com precisão semelhante, verifica-se que as explicações dos modelos treinados inicialmente com imagens no mesmo domínio do problema (MRI do cérebro) têm uma melhor qualidade. Verifica-se, ainda assim que, em geral, a qualidade das explicações tende a aumentar com o aumento do grau de fine-tuning do modelo. Este comportamento é mais facilmente verificado para certos métodos de XAI como é o caso de Deconvolution e Guided Backpropagation. Também é possível verificar nos resultados obtidos que modelos inicialmente treinados com MRI de cérebros têm uma qualidade de explicação mais constante dos que os treinados inicialmente com imagens da base de dados ImageNet. No segundo caso, a qualidade das explicações diminui rapidamente com pequenas reduções da qualidade do modelo, o que não é tão visível no primeiro caso. Os resultados obtidos neste trabalho vão de encontro à linha de pensamento de que é mais benéfico utilizar modelos pré-treinados em problemas semelhantes àquele a que o modelo será aplicado. Este é o caso pelo menos para imagens médicas, em particular MRIs do cérebro, que foram o foco deste trabalho. Isto parece ser verdade mesmo quando os modelos obtidos apresentam menor precisão, já que as explicações parecem fornecer informação mais significativa do que quando as imagens utilizadas para treinar inicialmente o modelo pertencem a áreas mais distantes como, neste caso, imagens naturais. Além deste aspeto, os resultados sugerem que é importante continuar a investigar objetivamente e avaliar quantitativamente os métodos de XAI existentes e futuramente criados. Novos estudos que considerem esta avaliação recorrendo a ground truths parecem assim ser cruciais para que seja possível criar métodos melhores e mais robustos. Além disso, estes estudos permitirão ainda avaliar as implicações que a utilização dos métodos de XAI atualmente existentes tem em áreas de alto risco, como é o caso da medicina.

Antibiotics are a very important class of drugs in modern Medicine; its discovery and introduction constituted a major revolution in Medicine. As such, the decrease of their effectiveness due to the rising levels of antibiotic resistance is a great concern to our society. Hospital-Acquired Infections (HAI), also known as nosocomial infections, are infections that a patient acquires in the context of medical treatments. Nosocomial infections are closely related to the problem of resistance to antibiotics, because a large part of these infections are caused by antibiotic resistant bacteria. This aspect motivates the tackling of these two problems jointly. This work was performed in the frame of the RESISTIR project, that aims to develop a Decision Support System for intelligent control of infection and personalized antibiotherapy. The data was collected by a portuguese software company, Maxdata Software, S.A.; then, in the scope of this project, it was pre-processed and inserted into a database. The database contains information generated by clinical episodes with origin in three portuguese hospitals, dated from 2013 to 2016. The available data allowed us to develop predictive models of risk of antibiotic resistance (AMR models) and risk of nosocomial infection (HAI model). For the AMR models, we aggregated the antibiotics into the level 4 of the ATC classification system, and focused on four classes of antibiotics: J01MA (fluoroquinolones), J01CA (penicillins with extended spectrum), J01DC (second-generation cephalosporins) and J01DH (carbapenems). In all predictive models developed, the features generated related to the clinical history of the patients and the health units involved in the episodes were found to be the most significant. We concluded that the main goals of this project were achieved, with the development of prototype predictive models of risk of antibiotic resistance and risk of nosocomial infection. The predictive power of the models, as measured by the ROC-AUC, ranged from 0.720 to 0.857 for the AMR models, and was 0.915 for the HAI model. These prototype predictive models that we were able to develop show that it is possible to deploy in healthcare units a Decision Support System that can help to monitor and reduce the problem of resistance to antibiotics and the nosocomial infections. For the HAI predictive model developed, we made an estimate of its benefits if it would be deployed in production in the three hospitals involved in this project. We drew the conclusion that the following savings would be obtained, in 2007 euros and considering only the hospitalizations: about 20 million euros and a reduction of approximately 60 000 days in the hospital stays, per year.

Particles moving in a fluid interact though flows leading to rich non-linear behaviours. A problem of interest is the synchronisation in biological flows at the microscale, such as the synchronisation of bacteria flagella and the transport of organelles in living organisms by cilia. In this work, we used the lattice Boltzmann method to simulate moving solid particles in a fluid and simulate the fluid-particles interaction. With these simulations, we studied the effect on synchronization of different parameters, such as the fluid viscosity, the distance between oscillators, their natural oscillation frequency, and the initial phase shift. This study is divided in to two parts: systems with particles with the same natural oscillation frequency and systems with particles of different natural oscillation frequencies. This was done with further propose of relating these quantities with the coupling factor of the Kuramoto model. As the simplest Kuramoto model used presented some limitations, we propose a modification to it, where either the natural frequency of the coupling factor is non-constant. With these modified models, we concluded that the necessary coupling factor to synchronize is proportional to the natural frequency and the fluid viscosity, while inversely proportional to the distance between centers of oscillation.

As hemoglobinopatias referem-se a patologias associadas a alterações moleculares nos genes das globinas e podem ser classificadas como variantes da hemoglobina ou talassémias. Os objetivos deste estudo compreenderam a caracterização dos fenótipos hematológicos e bioquímicos típicos dos portadores de β-talassémia e, em casos atípicos, pretendeu-se investigar as suas bases moleculares e a contribuição de fatores genéticos modificadores. O estudo inicial incluiu 133 indivíduos onde a presença de alterações β-talassémicas comuns, em heterozigotia, foi confirmada molecularmente e a coexistência de anemia ferropénica foi excluída. Os seus parâmetros hematológicos e bioquímicos foram tratados estatisticamente e o perfil típico do portador dessa hemoglobinopatia foi estabelecido como possuindo microcitose, hipocromia e HbA2 >3,5%, podendo ser acompanhado de anemia e eritrocitose. Esse conhecimento permitiu-nos selecionar 18 casos suspeitos de hemoglobinopatias relacionadas com as cadeias da β-globina mas apresentando fenótipos atípicos. O estudo desses indivíduos incluiu a análise dos genes HBG2, HBG1, HBD e HBB, e suas regiões regulatórias, e foi realizado através de metodologias de ARMS, ARMS-Multiplex, PCR, Sequenciação de Sanger, MLPA e Gap-PCR. Como resultado foram identificadas as alterações β-talassémicas Cd8 (-AA), IVS-I-1 (G>A), IVS-I-6 (T>C) e IVS-II-1 (G>A), e as variantes de hemoglobina de cadeia β: Hb S, Hb Malmö e Hb O-Arab. Além disso, as variantes de hemoglobina de cadeia δ (HbA2' e Hb A2-Yialousa), a deleção Corfu e uma deleção que remove todo o agrupamento génico da β-globina foram identificadas como justificativas para valores anormalmente baixos de HbA2. Níveis atipicamente elevados de HbF foram explicados pela presença dos polimorfismos -158 (C>T) em HBG2, -195 (C>G) e -179 (T>C) em HBG1, e pelas deleções HPFH-1 e HPFH-2. Concluímos que o conhecimento da base molecular complexa subjacente a casos de hemoglobinopatias de apresentação atípica contribui para o melhor conhecimento da fisiopatologia da doença e de fatores modificadores, e poderá revelar novos alvos terapêuticos.

New antiretroviral drugs are needed to treat HIV-2 infected patients failing therapy. Herein, we evaluate the activity of novel reverse transcriptase inhibitors tenofovir alafenamide (TAF) and OBP-601(2,3-didehydro-3-deoxy-4-ethynylthymidine) against primary isolates from HIV-2 infected patients experiencing virologic failure. TAF and OBP-601 were tested against twelve primary isolates obtained from nine drug-experienced patients failing therapy and three drug naïve patients using a single-round infectivity assay in TZM-bl cells. The RT-coding region of pol was sequenced and the GRADE algorithm was used to identify resistance profiles and mutations. TAF and OBP-601 inhibited the replication of almost all isolates at a median EC50 of 0.27 nM and 6.83 nM, respectively. Two isolates showed moderate-level resistance to OBP-601 or TAF and two other isolates showed high-level resistance to OBP-601 or to both drugs. With one exception, all resistant viruses had canonical nucleoside reverse transcriptase inhibitors (NRTIs)-associated resistance mutations (K65R, N69S, V111I, Y115F, Q151M and M184V). Our results show that TAF has potent activity against most multi-drug resistant HIV-2 isolates and should be considered for the treatment of HIV-2 infected patients failing therapy.

Nesta dissertação procurou-se fazer uma comparação do sistema de hidrogénio (como um todo, desde a produção até ao consumo final) usando células bivalentes de membrana eletrolítica alcalina com os sistemas de maior desenvolvimento atualmente. Alguns exemplos de comparação foram as emissões de GHG, o tamanho e peso destes sistemas para veículos pessoais e de mercadorias, etc. Trabalhou-se para obter uma explicação detalhada dos mecanismos que dão origem à eletrólise e ao funcionamento de uma célula de combustível (HER, OER) e como os podemos melhorar, melhorando os seus constituintes assim como a sua manipulação, tendo como exemplos de manipulação a aproximação da d-band ao nível de Fermi ou a criação de elétrodos aerofóbicos, para facilitar a evolução dos gases. Recorreu-se à ferramenta digital AutoCAD para desenhar uma célula bivalente de membrana alcalina e estudou-se as vantagens e desvantagens deste sistema implementado em larga escala (segurança dos sistemas, interação com outros sectores da economia, etc.) Analisou-se também do ponto de vista global, de forma crítica, o estado atual desta tecnologia (comparando a mesma com outros sistemas que usam o hidrogénio como vetor energético), possíveis desenvolvimentos futuros e caminhos a seguir para esses desenvolvimentos.

A 4-year-old child born to an HIV-1 seronegative mother was diagnosed with HIV-1, the main risk factor being transmission from the child's father who was seroconverting at the time of the child's birth. In the context of a forensic investigation, we aimed to identify the source of infection of the child and date of the transmission event. Samples were collected from the father and child at two time points about 4 years after the child's birth. Partial segments of three HIV-1 genes (gag, pol, and env) were sequenced and maximum likelihood (ML) and Bayesian methods were used to determine direction and estimate date of transmission. Neutralizing antibodies were determined using a single cycle assay. Bayesian trees displayed a paraphyletic–monophyletic topology in all three genomic regions, with the father's host label at the root, which is consistent with father-to-son transmission. ML trees found similar topologies in gag and pol and a monophyletic–monophyletic topology in env. Analysis of the time of the most recent common ancestor of each HIV-1 gene population indicated that the child was infected shortly after the father. Consistent with the infection history, both father and son developed broad and potent HIV-specific neutralizing antibody responses. In conclusion, the direction of transmission implicated the father as the source of transmission. Transmission occurred during the seroconversion period when the father was unaware of the infection and was likely accidental. This case shows how genetic, phylogenetic, and serological data can contribute for the forensic investigation of HIV transmission.

Angola has an extremely diverse HIV-1 epidemic fueled in part by the frequent interchange of people with the Democratic Republic of Congo (DRC) and Republic of Congo (RC). Characterization of HIV-1 strains circulating in Angola should help to better understand the origin of HIV-1 subtypes and recombinant forms and their transmission dynamics. In this study we characterize the first near full-length HIV-1 genomic sequences from HIV-1 infected individuals from Angola. Samples were obtained in 1993 from three HIV-1 infected patients living in Cabinda, Angola. Near full-length genomic sequences were obtained from virus isolates. Maximum likelihood phylogenetic tree inference and analyses of potential recombination patterns were performed to evaluate the sequence classifications and origins. Phylogenetic and recombination analyses revealed that one virus was a pure subtype J, another mostly subtype J with a small uncertain region, and the final virus was classified as a H/U/CRF02_AG recombinant. Consistent with their epidemiological data, the subtype J sequences were more closely related to each other than to other J sequences previously published. Based on the env gene, taxa from Angola occur throughout the global subtype J phylogeny. HIV-1 subtypes J and H are present in Angola at low levels since at least 1993. Low transmission efficiency and/or high recombination potential may explain their limited epidemic success in Angola and worldwide. The high diversity of rare subtypes in Angola suggests that Angola was part of the early establishment of the HIV-1 pandemic.

Microbicides are an important strategy for preventing the sexual transmission of HIV but, so far, the most advanced tenofovir-based microbicides have had modest efficacy. This has been related to adherence problems and high prevalence of tenofovir-resistant HIV-1 strains. P3 is a new peptide with potent activity against HIV that may be a good microbicide candidate. In this work P3 was formulated in a gel of hydroxyethyl cellulose and its activity, stability and safety profile in Balb/c mice were evaluated. HIV infection was fully blocked by a 1.5% gel containing P3 at the IC90 (366.4 nM) concentration. The antiviral activity did not change at 4°C during 4 months and at 25, 37 and 65°C for 1 week. P3 was stable and fully functional at acidic pH up to 24h, under different concentrations of hydrogen peroxide and in the presence of genital fluids up to 48h. P3 had no antibacterial activity and did not affect sperm motility and vitality. Finally, P3 didn’t cause significant alterations in the vaginal epithelium of Balb/c mice at 0.06 (456.8 μM) and 0.2 mg/day (1522.7 μM) doses. These findings indicate that P3 is an excellent candidate for further development as a microbicide gel for the prevention of HIV transmission in women.

Antiretroviral drug nanocarriers hold great promise for developing anti-human immunodeficiency virus (HIV) rectal microbicides. However, challenges remain, namely, concerning which properties are more suited for enhancing colorectal distribution and retention of microbicide compounds. In this work, we developed and assessed the in vitro and in vivo performance of poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA)-based nanoparticles (NPs) as carriers for the model drug efavirenz (EFV). We particularly focused on the effect of noncovalent poly(ethylene glycol) coating of PLGA NPs (PEG–PLGA NPs) conferring a mucus-diffusive behavior on the pharmacokinetics (PK) of EFV following rectal administration to mice. Drug-loaded PLGA NPs and PEG–PLGA NPs (200–225 nm) were obtained by nanoprecipitation. Both types of systems were able to retain native antiretroviral activity of EFV in vitro, while featuring lower cytotoxicity against different epithelial cell lines and HIV target cells. Also, PLGA NPs and PEG–PLGA NPs were readily taken up by colorectal cell lines and mildly reduced EFV permeation while increasing membrane retention in Caco-2 and Caco-2/HT29-MTX cell monolayer models. When administered intrarectally to CD-1 mice in phosphate-buffered saline (pH 7.4), EFV-loaded PEG–PLGA NPs consistently provided higher drug levels in colorectal tissues and lavages, as compared to free EFV or drug-loaded PLGA NPs. Mean values for the area-under-the-curve between 15 min and 12 h following administration were particularly higher for PEG–PLGA NPs in distal and middle colorectal tissues, with relative bioavailability values of 3.7 and 29, respectively, as compared to free EFV (2.2 and 6.0 over PLGA NPs, respectively). Systemic exposure to EFV was reduced for all treatments. NPs were further shown safe after once-daily administration for 14 days, as assessed by histological analysis of colorectal tissues and chemokine/cytokine assay of rectal lavages. Overall, PEG–PLGA NPs demonstrated to be safe carriers for rectal microbicide drug delivery and able to provide enhanced local PK that could be valuable in preventing rectal HIV transmission.

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Desde o início da civilização, o Oceano tem tido um papel fundamental para o desenvolvimento da mesma. Foi criada a Convenção das Nações Unidas sobre o Direito do Mar (CNUDM), para que todos os países pudessem usufruir do direito de soberania das suas áreas marítimas. A partir daí, surgiu o Crescimento Azul e a Economia Azul, a nível global. No entanto, o aumento exponencial do uso do espaço marítimo, nomeadamente com o advento do designado Crescimento Azul, levou ao surgimento de novos instrumentos de política e governança do espaço marítimo, como planos de ordenamento do espaço marítimo e, sobretudo, as estratégias nacionais para o mar. O presente trabalho tem como objetivo principal comparar as Estratégias Nacionais para o Mar dos Estados-Membros da Comunidade dos Países de Língua Portuguesa: Angola, Brasil, Cabo Verde, Guiné-Bissau, Guiné Equatorial, Moçambique, Portugal, São Tomé e Príncipe e Timor-Leste. Foi realizada a análise das mesmas, sendo verificado o seu alinhamento com os objetivos e diretrizes da “Estratégia da CPLP para os Oceanos” e com as áreas de intervenção das Estratégias de Economia e Crescimento Azuis regionais, assim como o seu enquadramento nos Objetivos para o Desenvolvimento Sustentável (ODS) da Agenda 2030 e nos desafios-chave da Década das Ciências Oceânicas para o Desenvolvimento Sustentável. Foi avaliado também o estado de implementação do Ordenamento do Espaço Marítimo de cada país. Os resultados desta análise identificaram que Portugal é o país com a ENM mais completa, e cujos objetivos vão ao encontro da grande maioria das metas dos ODS e de todos desafios-chave da Década das Oceanos. Enquadrou na sua ENM todas as Áreas de Potencial Cooperação da “Estratégia CPLP para os Oceanos” e todas as Áreas de Intervenção da Estratégia “Crescimento Azul” europeia.

A graph is an abstract structure that is frequently used to model interpersonal relationships and/or social interactions. Since relationships between individuals are frequently represented by graphs, it makes sense to utilise graphs to look for groups of those individuals. These clusters are best modelled as cliques, however when it is necessary to represent the underlying issues when the amount of cohesion required is less than the level imposed by a clique, relaxed versions of those clusters may be taken into consideration. The k-plex relaxation is the one being examined in this project. Most of the formulations proposed in the literature aim to solve the Maximum Clique Problem or the Graph Partitioning Problem. The Cluster Partitioning Problem is known as the problem of partitioning a graph’s nodes into distinct clusters. This problem can be viewed as a specific case of the general Graph Partitioning Problem, where each set within the partition must respect certain requirements depending on the type of cluster being considered. In the present project, three formulations were proposed to solve the Cluster Partitioning Problem when the clusters being considered are k-plexes. These formulations were based on formulations proposed for the Maximum K-plex Problem and for the K-Plex Partitioning Problem taking into consideration different objective functions. Furthermore, improvements and extended formulations were presented for these models. Three sets of instances were considered to evaluate the performance of each model. Computational results show that when comparing the three base formulations, the Coneighbourhood Model presents the best results for the first objective function studied and the Complementary Edge Model and the Cluster Representative Model present the best solutions for the second objective function studied. However, when enhancements and extended formulations are introduced, it can be concluded that for both objective functions the Linearised Extended Cluster Representative Model is the one that produces the overall best results for the instances studied.