- / -

Αντικρουόμενα συμπεράσματα παρουσιάζονται στη βιβλιογραφία σχετικά με την υγεία των καλλιεργητών. Στην παρούσα μελέτη η επίδραση της ενασχόλησης με τις αγροτικές καλλιέργειες διερευνήθηκε με κλινικά και εργαστηριακά ευρήματα, συγκρίνοντας αγρότες με μη αγρότες που διαμένουν στις ίδιες αγροτικές περιοχές. Δείγμα 328 αγροτών και 347 μη αγροτών, σταθμισμένα κατά ηλικία και φύλο, επελέγησαν με τυχαίο τρόπο σε αγροτικές περιοχές του νομού Αιτωλοακαρνανίας στη Δυτική Ελλάδα. Στα μέλη και των δύο ομάδων έγινε αιμοληψία για διενέργεια γενικής εξέτασης αίματος και βιοχημικών εξετάσεων ενώ εφαρμόστηκαν δύο νευροψυχιατρικές δοκιμασίες, η MMSE και η MADRS για την εκτίμηση της μνήμης και της διάθεσης αντίστοιχα και δύο νευρομυϊκές δοκιμασίες, η MRCS και η MAS για την εκτίμηση του μυϊκού τόνου και της μυϊκής κινητικότητας αντίστοιχα. Έγινε καταγραφή των δημογραφικών στοιχείων, διατροφικών και άλλων συνηθειών και του ατομικού ιατρικού ιστορικού. Από τους αγρότες ζητήθηκαν πληροφορίες σχετικά με τις καλλιέργειες, τα χρησιμοποιούμενα φυτοφάρμακα και τα λαμβανόμενα προστατευτικά μέσα. Οι αγρότες ανέφεραν συχνότερα αρτηριακή υπέρταση και κάποιες καρδιαγγειακές νόσους, ορθοπεδικά και ΩΡΛ προβλήματα. Στους αγρότες παρατηρήθηκαν χαμηλότερες τιμές αιματοκρίτη, αιμοσφαιρίνης και χολινεστεράσης πλάσματος και υψηλότερες τιμές καλίου, ασβεστίου, SGOT, LDH, χολερυθρίνης, ολικών λευκωμάτων, CRP και τριγλυκεριδίων. Στους αγρότες νεότερων ηλικιών παρατηρήθηκαν χαμηλότερες τιμές αρτηριακής υπέρτασης και καλύτερες επιδόσεις στις δοκιμασίες MMSE και MADRS σε σχέση με τους μη αγρότες, ενώ στις μεγαλύτερες ηλικίες συνέβαινε το αντίθετο. Κανένας νέος αγρότης δεν εμφάνιζε παθολογικά αποτελέσματα στις δοκιμασίες MRCS και MAS, ενώ οι ηλικιωμένοι αγρότες είχαν μεγαλύτερη συχνότητα παθολογικών αποτελεσμάτων σε σχέση με τους ηλικιωμένους μη αγρότες. Οι αγρότες είναι περισσότερο ευάλωτοι σε διάφορα προβλήματα υγείας. Οι παράγοντες που σχετίζονται με αυτή την τάση δεν είναι απολύτως σαφείς. Χρειάζονται περισσότερες αποδείξεις για να συνδεθεί η έκθεση στα φυτοφάρμακα με τα παρατηρούμενα προβλήματα υγείας. / Contradictory outcomes concerning the farmers’ health are reported in the literature. In this study the effect of “farming” is investigated by comparing farmers versus non-farmers living in the same rural area with regard to certain clinical and neurobehavioral health outcomes. 328 farmers and 347 non-farmers, matched per age and sex, were selected randomly in an agricultural area in West Greece. Both groups underwent haematological and biochemical examinations and were administered two neurobehavioral tests, namely the Mini-Mental State Examination (MMSE) and the Montgomery-Åsberg Depression Rating Scale (MADRS) as well as two neuromuscular tests, the Medical Research Council Scale (MRCS) and the Modified Ashworth Scale (MAS). Sociodemographic, personal medical, nutritional data and lifestyle were recorded. Farmers also gave details concerning cultivations, application of pesticides and protective measures taking. According to personal statements, farmers suffered from hypertension, cardiovascular, orthopaedic and ENT problems in higher frequency. Haematocrit, haemoglobin and serum cholinesterase’s activity were found to be lower among farmers. Potassium, calcium, SGOT, LDH, bilirubin, albumin, CRP and triglycerides levels are higher among farmers. Lower prevalence of hypertension and better performances on MMSE and MADRS tests were recorded in young farmers in relation to young non farmers, while these findings were reversed in older ages. Noone young farmer has abnormal results in MRCS and MAS tests, while in older ages farmers present abnormal results in higher frequency than non farmers in those scales. Farmers are susceptible to potential impairments on their health status. Factors affecting these impairments remain to be clarified. The pesticides’ exposure needs further investigation and evidence in order to be correlated with the observed effects.

Σκοπός της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι η εξαγωγή πληροφορίας για τη βιοχημική αντίδραση που συμβαίνει στην επιφάνεια ενός βιοαισθητήρα μέσω της ανάλυσης του φάσματος της ηλεκτρικής ποσότητας εξόδου. Αυτό γίνεται με τη διάσπαση του τελευταίου στα βασικά του συστατικά, ήτοι τη ΦΠΙ (Φασματική Πυκνότητα Ισχύος) της στοχαστικής διαδικασίας που λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια –και την οποία θα αντιμετωπίσουμε ως διαταραχή- και τον ενδογενή θόρυβο της συσκευής. Αρχικά γίνεται μια παρουσίαση της βασικής αρχής λειτουργίας των βιοαισθητήρων και διαμορφώνεται ένα μοντέλο που συνδέει την αντίδραση με το ρεύμα εξόδου του αισθητήρα. Στη συνέχεια παρουσιάζονται δύο βασικά είδη διαταραχών (RTS και 1/f θόρυβος), η σύνδεσή τους με την περίπτωσή μας καθώς και προκύπτοντα πρακτικά ζητήματα. Έπειτα παρουσιάζεται ένα μακροσκοπικό μοντέλο της αντίδρασης από τη βιοχημεία και διαμορφώνεται ένα μικροσκοπικό μοντέλο από τη σκοπιά της στοχαστικής διαδικασίας μέσω του οποίου εξάγεται και η ΦΠΙ των βιοχημικών διαταραχών. Η τελευταία συγκρίνεται με την παρατηρούμενη στη βιβλιογραφία και με τη χρήση εργαλείων που ερμηνεύουν διαταραχές γίνεται μια προσπάθεια ερμηνείας . Τέλος, υλοποιούμε, προσομοιώνουμε και αξιολογούμε έναν εκτιμητή που ανιχνεύει είδη και ποσότητες αναλυτών αναλύοντας την απόκριση του αισθητήρα και εκμεταλλευόμενος το μοντέλο που έχει παρουσιαστεί. / The goal of this diploma thesis is to infer data about the biochemical reaction taking place on the surface of a biosensor through analyzing the spectrum of the electrical output quantity. This is achieved through decomposing the aforementioned spectrum to its constituents, namely the PSD (Power Spectral Density) of the stochastic process that takes place on the sensor surface (treated as a fluctuation) and the inherent device noise. We initially describe the basic principles by which biosensors operate and we formulate a model that relates reaction quantities to the sensor output current. Two basic kinds of fluctuations (namely RTS and 1/f noise) are then presented and related to our case. Some practical aspects are addressed as well. A macroscopic model of the reaction which is commonly used in biochemistry is then described. Moreover, we describe a microscopic model of the reaction treating it as a stochastic process and we subsequently obtain the PSD of the biochemical fluctuations. The aforementioned PSD is then compared to PSDs extracted from experimental data and an attempt is made to interpret the latter using fluctuation analysis concepts. Finally, we develop, simulate and evaluate an estimator which detects analyte species as well as analyte concentrations through processing of the biosensor response and making use of our model.

Προτείνεται στη διατριβή ένα περιβάλλον ανάλυσης και μελέτης ενδεχόμενων διαταραχών με τη χρήση μεθόδων μηχανικής μάθησης για ηλεκτρικά δίκτυα. Δομείται ένα ελεγμένο σύνολο πιθανών λειτουργικών καταστάσεων πάνω στο οποίο ορίζεται και μελετάται ένα σύνολο από ενδεχόμενες διαταραχές. Βάσει προτεινόμενων στη βιβλιογραφία δεικτών κατάστασης, οι οποίοι υπολογίζονται ανά λειτουργική κατάσταση, εκπαιδεύονται ανά ενδεχόμενη διαταραχή μέθοδοι μηχανικής μάθησης οι οποίες για μη γνωστές καταστάσεις του δικτύου είναι δυνατό να παράγουν προγνώσεις σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις μιας ενδεχόμενης διαταραχής. Στα πλαίσια της διατριβής έχει σχεδιαστεί ένα πρωτότυπο υπολογιστικό περιβάλλον ανάλυσης και εκτίμησης της επικινδυνότητας ενός προκαθορισμένου συνόλου διαταραχών απώλειας συνδυασμού γραμμών και ζυγών, ενώ παράλληλα προτείνεται μια μεθοδολογία ανάλυσης ενδεχόμενων διαταραχών η οποία εφαρμόζεται στο ηλεκτρικό δίκτυο της νήσου Κρήτης. Το περιβάλλον μελέτης είναι ανεξάρτητο του ηλεκτρικού δικτύου και εκπαιδεύει αλγόριθμους μηχανικής μάθησης με προγενέστερη γνώση με σκοπό την εκτίμηση του αποτελέσματος εφαρμογής μιας ενδεχόμενης διαταραχής σε μια τυχαία λειτουργική κατάσταση του δικτύου. Η προγενέστερη γνώση αποκτάται με προσομοίωση, δηλαδή με την εφαρμογή μιας διαταραχής σε διαφορετικές μεταξύ τους ελεγμένες λειτουργικές καταστάσεις. Έτσι, είναι δυνατή η εκτίμηση της επικινδυνότητας μιας ενδεχόμενης διαταραχής με παράκαμψη της υπολογιστικά δαπανηρής διαδικασίας ανάλυσης ροής φορτίου. / Within thesis an environment implementing machine learning techniques for the analysis and study of electrical network contingencies is proposed. A set of contingencies is defined and studied on a filtered set of simulated possible operating points. Machine learning methods based on proposed in bibliography indices are calculated per simulated operating point and are trained per contingency. They are capable to generate a prediction for an unknown network state about the possible outcome of a contingency. In the scope of thesis a novel computing environment has been developed for the analysis and risk assessment of a predefined set of contingencies comprising line outage combinations. In parallel, a general methodology for contingency analysis is proposed that is in particular implemented on the electrical network of the island of Crete. The environment of study is electrical network independent and trains machine learning algorithms based on previous knowledge. It aims at the estimation of the application result of a contingency to a certain network operating state. Previous knowledge is acquired through simulation, that is the application of a contingency to different filtered operating states. Thus, the risk estimation of a contingency is achieved, bypassing the computer intensive procedure of power flow analysis.

Τα τελευταία χρόνια στον χώρο της Κλινικής Ογκολογίας πέρα από την εκτίμηση του θεραπευτικού αποτελέσματος των αντικαρκινικών θεραπειών, της ανταπόκρισης της νόσου και της συνολικής επιβίωσης των ασθενών, άρχισε να προσελκύει όλο και περισσότερο το ενδιαφέρον η εκτίμηση παραμέτρων της Ποιότητας Ζωής. Μια από τις σημαντικές παραμέτρους της ΠΖ είναι η σεξουαλική λειτουργικότητα που συνδέεται άμεσα και με την σεξουαλικότητα του ατόμου. Η σεξουαλικότητα αντιστοιχεί σε ένα φαινόμενο με διαστάσεις βιολογικές, διαπροσωπικές και ψυχολογικές. Αποτελεί τομέα που αρκετές φορές παραμελείται από τους θεράποντες ιατρούς, με αποτέλεσμα οι ασθενείς να μην ενημερώνονται για όλες τις παραμέτρους που αφορούν συνολικά την ανθρώπινη λειτουργικότητα. Η σεξουαλική λειτουργικότητα των καρκινοπαθών αποτελεί σημαντική παράμετρο της Ποιότητας-Ζωής η οποία πολλές φορές υποεκτιμάται. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση της σεξουαλικής λειτουργικότητας σε ασθενείς με καρκίνο που υποβάλλονται σε ριζική ακτινοθεραπεία σε συνδυασμό με την εκτίμηση της ποιότητας ζωής, του άγχους και της κατάθλιψης για πιθανές συσχετίσεις μεταξύ τους. Υλικό και μέθοδοι: Η μελέτη ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2006 και περατώθηκε τον Σεπτέμβριο του 2008. Ζητήθηκε από 174 ασθενείς να συμμετάσχουν στη μελέτη. Τελικά 138(79.3%) ασθενείς δέχτηκαν να ενταχθούν μετά από έγγραφη συγκατάθεση. Η μέση ηλικία αυτών ήταν 58.2 (29-84). Το δείγμα αφορούσε 48(34.8%) άνδρες και 90(65.2%) γυναίκες, με καρκίνο μαστού ή όγκους πυέλου. Ο σχεδιασμός της μελέτης περιλάμβανε την αξιολόγηση της σεξουαλικής λειτουργικότητας και της κατάθλιψης σε 3 χρονικές φάσεις, προ της έναρξης της ακτινοθεραπείας (Φάση 1), στο πέρας αυτής (Φάσης 2) και 12 μήνες μετά (Φάση 3) με τη χρήση των ερωτηματολογίων Female Sexual Function Index(FSFI), International Index of Erectile Function(IIEF), EORTC-QLQ C30 και Hamilton Depression Scale(HDS). Αποτελέσματα: Η πλειοψηφία των ασθενών κατέγραφε υψηλά ποσοστά σεξουαλικών διαταραχών και στις 3 χρονικές φάσεις της μελέτης. Τα ποσοστά της στυτικής δυσλειτουργίας στους άνδρες ήταν 79.2% στη Φάση 1 και 82.2% στη Φάση 3. Στη Φάση 1 το ποσοστό των γυναικών που παρουσίαζαν σεξουαλικές διαταραχές αγγίζει το 80%. Γυναίκες που υποβλήθηκαν σε ακτινοθεραπεία πυέλου κατέγραφαν υψηλότερα ποσοστά σεξουαλικών διαταραχών σε σύγκριση με αυτές που έλαβαν ακτινοθεραπεία στο μαστό. Στο σύνολο των ασθενών παρατηρήθηκε ότι υπήρχε συσχέτιση της ηλικίας με την σεξουαλική λειτουργικότητα με αυξημένη επίπτωση σε ασθενείς > 65 ετών. Ασθενείς με PS=0 παρουσίαζαν καλύτερη σεξουαλική λειτουργικότητα σε σύγκριση με αυτούς που είχαν PS=1 ή 2. Το 25% των ασθενών παρουσίασε υψηλά ποσοστά κατάθλιψης. Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση της κατάθλιψης με την σεξουαλική λειτουργικότητα σε στατιστικώς σημαντικό επίπεδο. Ανεξάρτητα σταδίου νόσου, η μέση τιμή συνολικής ΠΖ για τις ασθενείς με καρκίνο μαστού ήταν 77.4, και για τους ασθενείς με όγκους πυέλου 73. Αγχώδεις διαταραχές παρατηρήθηκαν στο 10% των ασθενών και για τις δύο ομάδες. Επίσης παρατηρήσαμε ότι υψηλότερα επίπεδα άγχους συνδέονταν με χαμηλότερα επίπεδα ΠΖ (p<0.05). Ασθενείς με αρχικό στάδιο νόσου παρουσίαζαν υψηλότερα επίπεδα αγχωδών διαταραχών (p<0.05). Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση μεταξύ ΠΖ / άγχους / κατάθλιψης με προηγηθείσα χημειοθεραπεία, την ηλικία, το φύλο και την κατάσταση λειτουργικότητας. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι η συντριπτική πλειοψηφία των ασθενών ανέφερε στην αρχή της ακτινοθεραπείας υψηλά επίπεδα ΠΖ με καλή λειτουργικότητα και σχεδόν απουσία συμπτωμάτων. Μεταξύ των δυο ηλικιακών ομάδων, μικρότεροι ή μεγαλύτεροι των 65 ετών δεν παρατηρήθηκε καμία διαφορά στατιστικά σημαντική στην ΠΖ. Συμπεράσματα: Θα λέγαμε συμπερασματικά ότι το ποσοστό των ασθενών που υποβάλλονται σε ακτινοθεραπεία βιώνει κάποιας μορφής και σημαντικού βαθμού σεξουαλικές διαταραχές τις οποίες οφείλει ο Ακτινοθεραπευτής-Ογκολόγος να μην τις αγνοεί. Η σεξουαλική λειτουργικότητα επηρεάζεται αρνητικά σε μεγαλύτερο βαθμό σε ασθενείς που ακτινοβολούνται στην πύελο σε σύγκριση με το μαστό. Κρίνεται αναγκαία η εκπαίδευση των νέων γιατρών σε θέματα σεξουαλικής συμβουλευτικής. Η εκτίμηση και η αντιμετώπιση των διαταραχών αυτών θα πρέπει να συμπεριληφθεί στη καθιερωμένη προσέγγιση των καρκινοπαθών. Η παράμετρος της σεξουαλικότητας στα πλαίσια της συγκεκριμένης αυτής νόσου αποτελεί πεδίο που χρήζει περαιτέρω έρευνας με προοπτικές και τυχαιοποιημένες μελέτες. / Quality of life (QoL) is now regarded important not only in oncology research, but in the daily clinical practice as well. QoL is composed of many parameters, including sexuality. Sexuality is a complex phenomenon that incorporates biologic, psychologic, interpersonal, and behavioral dimensions. Cancer diagnosis and treatments often cause physical and psychological disruptions to sexual health. The main objective of this study was to delineate the rates and clinical course of sexual function and depression in cancer patients undergoing radical radiotherapy. Patients and methods: The evaluation included the completion of patients’ self-reported questionnaires. Forty-eight male and 90 female RT-naive outpatients with breast cancer or pelvic tumors completed the Female Sexual Function Index (FSFI), the International Index of Erectile Function (IIEF), the EORTC-QLQ C30 and the Hamilton Depression Scale (HDS) prior to (Phase 1), at the end (Phase 2) and 12 months post-RT (Phase 3). Results: Out of the 174 patients initially assessed, 138 agreed to participate in the study. Overall, the majority of patients (93.8% of males and 80% of females) experienced intense sexual dysfunction. At presentation, males reported severe erectile dysfunction (ED) that was significantly associated with age. However, only in sexual desire (SD), was the difference between baseline and Phase 3 significant. Although the incidence of severe ED in all three Phases of the study was impressive, it remained stable over time (severe ED: 79.2% Phase 1 - 82.2% Phase 3). However, only in sexual desire, was the difference statistically significant, particularly at Phase 1 and 3 (p<0.05). For all women, an improvement was observed in all parameters of the FSFI over the course of the study. FSFI total scores at Phase 3 were higher compared to Phase 1 and 2 (p<0.05). It appeared that females who underwent pelvic radiotherapy scored lower than those who underwent breast radiotherapy. The differences were significant at all three Phases of the study (p<0.001). As to the primary site, the differences were statistically significant among females with breast cancer (p<0.05). Pts with ECOG PS=0 presented higher total FSFI scores at Phase 3 compared to those with PS 1 (p<0.05). 53% of all patients reported some kind of depressive symptomatology at Phase 1. Finally, depression was not related to sexual function. In general, the majority of patients reported high levels of quality of life. The global quality of life in breast cancer patients’ was 74 and in pelvic tumors group was 73. Conclusions: Overall, the current study showed that the majority of patients with cancer treated with radiotherapy experienced intense sexual dysfunction. We conclude that cancer patients undergoing radiotherapy, mainly in the pelvic region, experience an important degree of sexual dysfunction and depression, which the Radiation-Oncologist should not ignore. Pelvic radiotherapy affected sexual function to a higher degree than breast radiotherapy. The evaluation and the confrontation of these dysfunctions should be included in the standard routine approach of cancer patients offering them holistic care. In modern Oncology, sexuality constitutes a promising field for further research with the aim to devise proper interventions to enhance patients’ total function.

Αυτή η εργασία με θέμα «Οι αντιλήψεις των δασκάλων ως προς την ετοιμότητα τους να αναγνωρίζουν και να αντιμετωπίζουν ζητήματα ψυχικής υγείας των μαθητών» πραγματοποιήθηκε για να μελετήσει, να αναλύσει και να καταγράψει πόσο έτοιμοι, προετοιμασμένοι νιώθουν οι δάσκαλοι που εργάζονται στα σχολεία να αναγνωρίζουν και να αντιμετωπίζουν τις ανησυχίες ψυχικής υγείας που εκδηλώνουν οι μαθητές. Με δεδομένο το γεγονός ότι στο σύγχρονο σχολικό περιβάλλον παρουσιάζονται συνεχώς ποικίλα προβλήματα ψυχικής υγείας από τους μαθητές, έχει ως αποτέλεσμα να αυξάνονται οι αρμοδιότητες και ευθύνες των δασκάλων και να δημιουργείται εντονότερη η ανάγκη για μια πιο συστηματική παροχή βοήθειας στους μαθητές τους αλλά κυρίως προβάλλει επιτακτικότερη η ανάγκη ενίσχυσης της ετοιμότητας, γνώσης/προετοιμασίας των δασκάλων για την έγκαιρη αναγνώριση και την κατάλληλη αντιμετώπιση των δυσκολιών ψυχικής υγείας των παιδιών. Η έρευνα διεξήχθη το σχολικό έτος 2013-2014 με συγκέντρωση ερωτηματολογίων σε δείγμα 193 δασκάλων μονίμων και αναπληρωτών. Από την στατιστική ανάλυση και επεξεργασία των δεδομένων προκύπτουν στοιχεία που αποδεικνύουν διαφορετικά επίπεδα ετοιμότητας, αυτοπεποίθησης των δάσκαλων για τα ποικίλα ζητήματα ψυχικής υγείας και της προετοιμασία τους μέσω της εκπαίδευση τους σχετικά με αυτά. Επίσης από τα αποτελέσματα παρατηρούμε συμφωνία και διαφωνία μεταξύ των απόψεων των συμμετεχόντων για την ετοιμότητα, προετοιμασία και εκπαίδευση τους για τον εντοπισμό και την αποτελεσματική διαχείριση/επίλυση των διαφορετικών προβλημάτων ψυχικής υγείας των μαθητών. Ακόμη δίνονται στοιχεία για το ποιοι παράγοντες (π.χ. φύλο, έτη υπηρεσίας κ.τ.λ.) επηρεάζουν ή όχι, διαφοροποιούν ή όχι τις αντιλήψεις των δασκάλων μεταξύ τους για το υπό μελέτη θέμα μας. Τα αποτελέσματα της παρούσας έρευνας μπορούν να αξιοποιηθούν από τους αρμόδιους φορείς, ώστε να βελτιωθεί η εκπαίδευση των δασκάλων και να τους εφοδιάζει με την κατάλληλη προετοιμασία, ώστε να ανταπεξέλθουν ικανοποιητικά στις σύγχρονες απαιτήσεις του ρόλου τους ως εκπαιδευτικών και στον τομέα ανάπτυξης/στήριξης της ψυχικής ευεξίας των παιδιών. / This study on "Perceptions of teachers regarding their readiness to recognize and treat mental health issues of students” conducted to study, analyze and record how ready they feel prepared teachers who work in schools to recognize and deal with mental health concerns that students exhibit. Given the fact that the modern school environment is constantly varied mental health of students, the effect of that has led to increased powers and responsibilities of teachers and creating a stronger need for a more systematic assistance to students but rather raises the urgent a need enhancing preparedness, knowledge / preparation of teachers for early recognition and appropriate treatment of mental health problems of children The survey was conducted during the school year 2013-2014 with questionnaires concentration in sample 193 permanent teachers and substitutes. From the statistical analysis and processing of data obtained evidence of different levels of readiness, confidence of teachers for a variety of mental health issues and prepare them by educating them about these. Also from the results observed agreement and disagreement between the participants' perceptions of readiness, preparation and training them to identify and effectively manage / resolve differences of mental health of students. Even given of what factors (e.g., gender, years of service, etc.) affect or not, differentiate or not the perceptions of teachers together to study our subject. The results of this research can be used by the responsible bodies in order to improve the training of teachers and to equip them with the proper preparation to cope well in the modern demands of their role as teachers and in development / support mental wellness of children.

Διάφορες ρεολογικές διαταραχές των ερυθροκυττάρων, μεταξύ των οποίων η αυξημένη συσσωμάτωση και η μειωμένη ικανότητα ελαστικής παραμόρφωσης, έχουν παρατηρηθεί στο σακχαρώδη διαβήτη και πιστεύεται ότι εμπλέκονται στην ανάπτυξη της διαβητικής μικροαγγειοπάθειας. Δομικές μεταβολές των πρωτεϊνών της μεμβράνης των ερυθρών αιμοσφαιρίων, ως αποτέλεσμα της διαβητικής διαδικασίας, μπορεί να βρίσκονται πίσω από αυτές τις ρεολογικές διαταραχές. Στην παρούσα μελέτη, διερευνήθηκε η ύπαρξη μεταβολών των πρωτεϊνών της μεμβράνης των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε ασθενείς με διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια. Εξετάστηκαν δείγματα περιφερικού αίματος 40 ασθενών με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 και διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια ποικίλης βαρύτητας (19 άνδρες και 21 γυναίκες με μέση ηλικία 66,8 έτη: Ομάδα Α) και συγκρίθηκαν με δείγματα από 19 ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 χωρίς αμφιβληστροειδοπάθεια (13 άνδρες και 6 γυναίκες με μέση ηλικία 66,5 έτη: Ομάδα Β) και από 16 υγιείς μάρτυρες (8 άνδρες και 8 γυναίκες με μέση ηλικία 65,6 έτη: Ομάδα Γ). Ερυθροκυτταρικές μεμβράνες από όλα τα δείγματα απομονώθηκαν και υποβλήθηκαν σε ηλεκτροφόρηση πηκτώματος γέλης SDS – πολυακρυλαμίδης και, σε κάθε δείγμα, έγινε μελέτη της ηλεκτροφορητικής κινητικότητας των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών και των πρωτεϊνών του υπομεμβρανικού σκελετού. Η ποσοτική ανάλυση κάθε ηλεκτροφορητικής ζώνης επιτεύχθηκε με σάρωση και ψηφιακή ανάλυση. Στις Ομάδες Β και Γ παρατηρήθηκαν μη σημαντικές αποκλίσεις από τη φυσιολογική ηλεκτροφόρηση, εκτός από μια αύξηση στη ζώνη 8 σε δύο δείγματα της Ομάδας Β (11%). Αντίθετα, σε 14 δείγματα της Ομάδας Α (35%) διαπιστώθηκε αύξηση της πρωτεϊνικής ζώνης 8 ή/και της αιμοσφαιρίνης της συνδεδεμένης με τη μεμβράνη παράλληλα με μείωση της σπεκτρίνης. Επιπρόσθετα, σε 10 δείγματα της Ομάδας Α (25%) παρατηρήθηκαν αυξημένη κινητικότητα της ζώνης 3, μια παθολογική ζώνη υψηλού μοριακού βάρους (>255 kDa) και μια παθολογική ζώνη χαμηλού μοριακού βάρους (42 kDa). Οι γλυκοφορίνες εμφάνισαν αλλοιώσεις στο 46% των ασθενών της Ομάδας Α έναντι 38% των ασθενών της Ομάδας Β. Οι γυναίκες και οι ασθενείς με μεγάλη διάρκεια του διαβήτη εμφάνισαν τις περισσότερες ηλεκτροφορητικές διαταραχές. Δομικές μεταβολές των πρωτεϊνών της μεμβράνης των ερυθρών αιμοσφαιρίων σε συσχέτιση με διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια παρουσιάζονται για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία. Η ανίχνευση των μεταβολών αυτών θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως αιματικός δείκτης για την ανάπτυξη διαβητικής μικροαγγειοπάθειας. Περαιτέρω μελέτες είναι απαραίτητες ώστε να διερευνηθεί αν ενδεχόμενη φαρμακευτική παρέμβαση στη ρεολογία των ερυθρών αιμοσφαιρίων μπορεί να προλάβει ή να μετριάσει τις επιπλοκές της διαβητικής μικροαγγειοπάθειας. / Several rheological disorders of the erythrocytes, such as increased aggregation and decreased deformability, have been observed in diabetes mellitus and have been implicated in the development of diabetic microangiopathy. Structural alterations of the erythrocyte membrane proteins caused by the diabetic process may be at the origin of these observations. In the present study, we searched for erythrocyte membrane protein alterations in diabetic retinopathy. We examined peripheral blood samples from 40 type-2 diabetic patients with diabetic retinopathy of variable severity (19 males and 21 females, mean age 66.8 years, Group A) and we compared them with samples from 19 type-2 diabetic patients without diabetic retinopathy (13 males and 6 females, mean age 66.5 years, Group B) and 16 healthy volunteers (8 males and 8 females, mean age 65.6 years, Group C). Erythrocyte membrane ghosts from all samples were subjected to SDS-PAGE, and the electrophoretic pattern of transmembrane and cytoskeletal proteins was analysed for each sample. The protein quantification of each electrophoretic band was accomplished through scanning densitometry. No significant deviations from normal electrophoresis were observed in Groups B and C, apart from an increase in band 8 in two samples from Group B (11%). In contrast, in 14 samples from Group A (35%) we detected increases in protein band 8 and/or membrane-bound haemoglobin along with a decrease in spectrin. Moreover, increased mobility of band 3, an aberrant high molecular weight (>255 kDa) band and a low molecular weight (42 kDa) band were evident in 10 samples from Group A (25%). Glycophorins were altered in 46% of Group-A patients versus 38% of Group-B patients. Females and patients with long duration of diabetes presented more electrophoretic abnormalities. Structural alterations of the erythrocyte membrane proteins are shown for the first time in association with diabetic retinopathy. Their detection may serve as a blood marker for the development of diabetic microangiopathy. Further studies are needed to assess whether pharmaceutical intervention to the rheology of erythrocytes can prevent or alleviate microvascular diabetic complications.

Στην παρούσα εργασία επιχειρούμε να διερευνήσουμε το βαθμό στον οποίο οι οικονομικοί κύκλοι μεταξύ των χωρών-μελών στη διευρυμένη Ευρωπαϊκή Ένωση των 25 χωρών εμφανίζονται ή όχι συγχρονισμένοι και επιπλέον εξετάζουμε την πιθανότητα ύπαρξης ασυμμετριών. Το θεωρητικό πλαίσιο της ανάλυσής μας στηρίζεται στη Θεωρία της Άριστης Νομισματικής Περιοχής, στην οποία αναφερόμαστε εκτενώς, παρουσιάζοντας τόσο την παραδοσιακή όσο και τη σύγχρονη προσέγγισή της, ενώ παράλληλα θίγουμε και το ζήτημα της ενδογένειας των κριτηρίων. Στη συνέχεια, παραθέτουμε αναλυτικά ένα σημαντικό μέρος της σύγχρονης εμπειρικής βιβλιογραφίας που εξετάζει το ζήτημα που μας απασχολεί, ενώ παρουσιάζουμε και ορισμένες από τις μεθοδολογικές προσεγγίσεις που έχουν υιοθετηθεί από τους ερευνητές. Στο υπόδειγμα που αναπτύσσουμε, χρησιμοποιούμε στοιχεία χρονολογικών σειρών που αφορούν σε δυο μακροοικονομικές μεταβλητές, το πραγματικό ΑΕΠ και το επίπεδο τιμών και διερευνούμε σε πρώτη φάση το βαθμό συγχρονισμού των οικονομικών κύκλων στην ΕΕ-25. Ως σημείο αναφοράς ορίζουμε τις 15 χώρες-μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ-15), ενώ στο δείγμα μας μεταξύ των υπόλοιπων χωρών συμπεριλαμβάνουμε και τις υποψήφιες για ένταξη στην ΕΕ χώρες. Στόχος μας είναι να προσδιορίσουμε την έκταση στην οποία η πραγματική οικονομική δραστηριότητα σε κάθε μία από τις χώρες αυτές κινείται ή όχι προς την ίδια κατεύθυνση με την ΕΕ-15. Αναλογιζόμενοι τους μηχανισμούς μέσω των οποίων μπορεί να προκαλείται αυτή η κυκλική συσχέτιση, προχωρούμε την ανάλυσή μας ένα βήμα πιο πέρα και εξετάζουμε την πιθανότητα ύπαρξης ασυμμετριών στις διαταραχές. Ακολουθώντας τη μεθοδολογία SVAR, εκτιμούμε για κάθε μία χώρα τα σχετικά υποδείγματα, επιδιώκοντας αρχικά να αναγνωρίσουμε τις διαρθρωτικές διαταραχές με τις οποίες έρχονται αντιμέτωπες οι εξεταζόμενες οικονομίες. Στη συνέχεια, υπολογίζουμε το βαθμό της συμμετρίας που παρουσιάζουν οι διαταραχές συνολικής ζήτησης και συνολικής προσφοράς ξεχωριστά για κάθε μία χώρα σε σχέση με τις αντίστοιχες διαταραχές στην ΕΕ-15. Όσον αφορά στα αποτελέσματα της ανάλυσής μας, εστιάζουμε κυρίως στη συμπεριφορά που επιδεικνύουν τόσο τα νέα κράτη-μέλη όσο και οι υποψήφιες χώρες, ενώ επιχειρούμε και μια πρόβλεψη για το τι μέλλει γενέσθαι σε σχέση με την πολυσυζητημένη ευρωπαϊκή διεύρυνση. / This paper seeks to explore the extent to which economic cycles between member states in the enlarged European Union of 25 countries appear or not synchronized and further examines the possible existence of asymmetries. The theoretical framework of our analysis is based on the Theory of Optimum Currency Area, to which we refer extensively, presenting both traditional and modern approach, while addressing the question of endogeneity criteria. Then, we present in detail an important part of modern empirical literature examining the issue before us, while also highlighting some of the methodological approaches adopted by researchers. In our model we use time-series data related to two macroeconomic variables, real GDP and price level and explore initially the degree of synchronization between business cycles in EU-25. As a point of reference we define the 15 member countries of the European Union (EU-15), whereas in our sample among the remaining countries we include the candidate countries for EU membership. Our goal is to determine the extent to which real economic activity in each of these countries is moving or not in the same direction with the EU-15. Considering the mechanisms by which this cyclic correlation can be caused, we proceed our analysis a step further and examine the possible existence of asymmetries in shocks. Following the SVAR methodology, we estimate for each country relevant models, seeking initially to identify the structural shocks experienced by the economies concerned. Then, we calculate the degree of symmetry of aggregate demand and aggregate supply shocks separately for each country in relation to the respective shocks in the EU-15. Regarding the results of our analysis, we focus mainly on the behaviour shown by both the new member states and candidate countries, while attempting a prediction about what happens next in relation to the much-discussed EU enlargement.

Ιστορικά, τα ευρήματα των C.B. Huggins (Huggins and Hodges, 1941; Huggins, 1963) και A.V. Schally (Schally et al., 1984) αποτέλεσαν την απαρχή μιας ερευνητικής πορείας με αφετηρία το πεδίο της νευροενδοκρινολογίας και προορισμό εκείνα της γυναικολογίας και της ογκολογίας. Η γνώση αναφορικά με τη φυσιολογία της ενδογενούς ορμόνης (LHRH) και το ρόλο της στην παθοβιοχημεία των ασθενειών (ενδοκρινικών διαταραχών και ορμονο – εξαρτώμενων καρκίνων) και υπό το πρίσμα της πρωτεύουσας ή υποστηρικτικής θεραπευτικής προσέγγισης, κατέστησε τον ιατρικό ευνουχισμό μέσω της δράσης στον υποδοχέα της LHRH – Ι στρατηγική επιλογής για την καταπολέμηση των ενδοκρινικών διαταραχών και των ορμονο – εξαρτώμενων καρκίνων (καρκίνος του μαστού, καρκίνος των ωοθηκών, καρκίνος του ενδομητρίου, καρκίνος του προστάτη). Μια πληθώρα αναλόγων της LHRH έδωσε και δίνει το παρόν σε προκλινικό και κλινικό επίπεδο, με τη συστηματική έρευνα, σύνθεση και ανάπτυξη να αποδίδουν μόρια – αγωνιστές ή – ανταγωνιστές του υποδοχέα της LHRH – Ι, πεπτιδικής (γραμμική ή κυκλική δομή, stapled peptides) ή μη φύσης ως μοναδιαίες οντότητες ή σε σύζευξη με ένα ευρύ φάσμα κυτταροτοξικών μορίων (Αnderes et al., 2003; Keramida et al., 2006; Persson et al., 2009; Kritzer, 2010; Mezo and Manea, 2010). Η παρούσα διδακτορική διατριβή αποσκοπεί στην in vitro και in vivo αξιολόγηση και φαρμακοκινητική μελέτη καινοτόμων αναλόγων της LHRH – κυκλικής και γραμμικής δομής – στη βάση του ορθολογικού μοριακού σχεδιασμού και αποσκοπώντας σε εναλλακτικές προσεγγίσεις για την καταπολέμηση του καρκίνου του προστάτη (και έτερων ενδοκρινικών διαταραχών), συγκριτικά με το leuprolide (εμπορικά διαθέσιμος αγωνιστής του υποδοχέα της LHRH – Ι). Η παρούσα διδακτορική διατριβή θέτει ως υπόθεση εργασίας πως καινοτόμα ανάλογα της LHRH των ήδη υπάρχοντων στην κλινική με βελτιωμένο φαρμακοκινητικό προφίλ δύναται να αποτελέσουν τη βάση βέλτιστων εναλλακτικών θεραπευτικών προσεγγίσεων με ενισχυμένη αποτελεσματικότητα και μειωμένη τοξικότητα, δρώντας in situ ή/ και προσφέροντας νέες δυνατότητες χορήγησης, εστιάζοντας στην οδό ή/ και τη μείωση της συχνότητας αυτής. Η εν λόγω ερευνητική προσέγγιση εστιάζει στον καρκίνο του προστάτη, μια νόσο που χρήζει εναλλακτικής θεραπευτικής στρατηγικής, δεδομένης της χαμηλής αποτελεσματικότητας αυτής (η νόσος προοδευτικά γίνεται ανεξάρτητη των ορμονών και συνεπώς, μεταστατική), αλλά και της χαμηλής ποιότητας ζωής των ασθενών στη βάση του «συμβιβασμού» με τις οδούς χορήγησης που εφαρμόζονται σήμερα στην κλινική (depot formulations). Επιπρόσθετα και κατά την εκπόνηση της εν λόγω ερευνητικής προσέγγισης αναπτύχθηκαν, επικυρώθηκαν και βελτιστοποιήθηκαν καινοτόμες μεθοδολογίες υγρής χρωματογραφίας – φασματομετρίας μάζας (LC – MS/ MS) σε βιολογικά υγρά – ηπατικά μικροσώματα (μύα, επίμυα, ανθρώπου), νεφρικές μεμβράνες μύα, πλάσμα και όρχεις μύα – και έτερα υποστρώματα (κυτταρικά εκχυλίσματα, υδάτινο περιβάλλον ιχθύων Danio rerio), οι οποίες, εν συνεχεία, συζεύχθηκαν με in vitro ή/ και in vivo βιοδοκιμασίες. Τα πειραματικά ευρήματα συγκρίθηκαν με εκείνα των εμπορικά διαθέσιμων αναλόγων της LHRH, με αγωνιστική (leuprolide) ή ανταγωνιστική δράση (antide, cetrorelix). Πιο αναλυτικά και λαμβάνοντας υπόψην το «νοσηρό» φαρμακοκινητικό προφίλ των αναλόγων της LHRH που χρησιμοποιούνται σήμερα στην κλινική, διερευνήθηκε η in vitro (ηπατικά μικροσώματα μύα, επίμυα και ανθρώπου – νεφρικές μεμβράνες μύα) και in vivo (πλάσμα μύα) πεπτιδική σταθερότητα των υπό μελέτη αναλόγων, συγκριτικά με την LHRH και εμπορικά διαθέσιμα ανάλογα αυτής (antide, leuprolide). Τα ευρήματα επέτρεψαν την αξιολόγηση και ταξινόμηση των αναλόγων του ενδιαφέροντος βάσει πεπτιδικής σταθερότητας (δοκιμασία σάρωσης). Ταυτόχρονα, προσδιορίστηκε το μεταβολικό τους προφίλ, αποκαλύπτοντας τους ευάλωτους πεπτιδικούς δεσμούς, καθώς και τις εμπλεκόμενες ενδοπεπτιδάσες (NEP – EC 3.4.24.11, ACE – EC 3.4.15.1). Τα ευρήματα επιβεβαιώθηκαν περαιτέρω με τη χρήση ειδικών ενζυμικών αναστολέων (ενδεικτικά: DL – Thiorphan). Ο νεφρός βρέθηκε να είναι το πρωτεύον μεταβολικό όργανο. Η ανίχνευση και η ημι – ποσοτικοποίηση των μεταβολικών προϊόντων οδήγησε στον προσδιορισμό σχέσεων δομής – δραστικότητας, αποτελώντας τη βάση του ορθολογικού σχεδιασμού καινοτόμων μορίων. Οι απορρέουσες σχέσεις δομής –δραστικότητας υποστηρίζουν πως (i) η μεθυλίωση της υδροξυλομάδας της Tyr5, (ii) η αντικατάσταση της Pro9 από Aze και (iii) η κυκλοποίηση ενισχύουν την πεπτιδική σταθερότητα των αναλόγων του ενδιαφέροντος. Στα πλαίσια μελετών φαρμακοδυναμικής, αναπτύχθηκε καινοτόμος μεθοδολογία LC – MS/ MS για τον ταυτόχρονο ποσοτικό προσδιορισμό της τεστοστερόνης και των υπό μελέτη αναλόγων σε πλάσμα (0, 05 – 100 ng/mL) και όρχεις μύα (2, 0 – 2000 ng/g). Η τεστοστερόνη θεσπίστηκε βιοδείκτης αποτελεσματικότητας (efficacy) και τοξικότητας (toxicity) στη βάση του καίριου ρόλου που διαδραματίζει το εν λόγω στεροειδές στη φυσιολογία του άξονα υποθάλαμος – υπόφυση – γονάδες και την παθοβιοχημεία των ενδοκρινικών διαταραχών και του ορμονο – εξαρτώμενου καρκίνου του προστάτη. Η φαρμακολογική απόκριση (απελευθέρωση τεστοστερόνης) βρέθηκε πως είναι ειδική και λαμβάνει χώρα μέσω του υποδοχέα της LHRH – Ι. Πιο σημαντικά, επετεύχθη ιατρικός ευνουχισμός, βάσει ιστοπαθολογικών ευρημάτων και προσδιορισμού της τεστοστερόνης (πλάσμα και όρχεις μύα), κατόπιν επαναλαμβανόμενης ενδοπεριτοναϊκής χορήγησης του επιλεγμένου καινοτόμου γραμμικού αναλόγου της LHRH, linearGnRH1. Το ίδιο ανάλογο βρέθηκε να έχει κυτταροστατική δράση σε πειράματα κυτταρικού πολλαπλασιασμού (κύτταρα LNCaP και PC3). Παράλληλα και υπό το πρίσμα του ρόλου της LHRH στην παθοβιοχημεία έτερων ορμονο – εξαρτώμενων καρκίνων (καρκίνος του μαστού, καρκίνος των ωοθηκών, καρκίνος του ενδομητρίου), αναπτύχθηκε, επικυρώθηκε και βελτιστοποιήθηκε καινοτόμος μεθοδολογία LC – MS/ MS για τον ποσοτικό προσδιορισμό της 17β – οιστραδιόλης σε βιολογικά υγρά. Τέλος, αναπτύχθηκε καινοτόμος μεθοδολογία LC – MS/MS για τον ποσοτικό προσδιορισμό πεπτιδίων του ενδιαφέροντος στο υδάτινο περιβάλλον των ιχθύων του είδους Danio rerio. Το καινοτόμο γραμμικό ανάλογο της LHRH, linearGnRH1, δεδομένου του φαρμακοκινητικού/ φαρμακοδυναμικού του προφίλ, δρα υποστηρικτικά ως προς την υπόθεση της παρούσας διδακτορικής διατριβής, σύμφωνα με την οποία καινοτόμα ανάλογα των ήδη υπάρχοντων στην κλινική με βελτιωμένο φαρμακοκινητικό προφίλ δύναται να αποτελέσουν τη βάση βέλτιστων εναλλακτικών θεραπευτικών προσεγγίσεων με ενισχυμένη αποτελεσματικότητα και μειωμένη τοξικότητα, δρώντας in situ ή/ και προσφέροντας νέες δυνατότητες χορήγησης, εστιάζοντας στην οδό ή/ και τη μείωση της συχνότητας αυτής. Το linearGnRH1 δύναται να αποτελέσει τη βάση για τον ορθολογικό σχεδιασμό μορίων (stapled peptides, μιμητές), αποσκοπώντας σε εναλλακτικές θεραπευτικές στρατηγικές για την καταπολέμηση του ορμονο – εξαρτώμενου καρκίνου ή/ και των ενδοκρινικών διαταραχών. Πέραν του linearGnRH1, ας σημειωθεί πως κατά την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής συγκεκριμένα καινοτόμα κυκλικά ανάλογα της LHRH (cyclicGnRH1, cyclicGnRH2, cyclicGnRHDL1, cyclicGnRHDL2) εμφάνισαν ένα διακριτό φαρμακοκινητικό προφίλ. Το φαρμακοδυναμικό προφίλ των εν λόγω κυκλικών πεπτιδίων απαιτείται να διερευνηθεί περαιτέρω με την εφαρμογή των καινοτόμων μεθοδολογιών LC – MS/MS που αναπτύχθηκαν, επικυρώθηκαν και βελτιστοποιήθηκαν κατά την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Συνολικά, η καινοτομία της εν λόγω ερευνητικής προσέγγισης έγκειται (i) στην ανάπτυξη, επικύρωση και βελτιστοποίηση ενός πλήθους μεθοδολογιών LC – MS/MS σε σύζευξη με in vitro και in vivo βιοδοκιμασίες, οι οποίες και αποτελούν ένα διακριτό αναλυτικό εργαλείο και (ii) στο προκλινικό φαρμακολογικό μοντέλο που αναπτύχθηκε με την επιλογή του μύα ως ζωικό πρότυπο. Κοινή συνισταμένη, η εν τω βάθει αξιολόγηση της φαρμακοκινητικής/ φαρμακοδυναμικής των πεπτιδίων του ενδιαφέροντος με το ερευνητικό βλέμμα στα πεπτιδικά φάρμακα.. stapled peptides.. μιμητές.. / The highly influential findings of C. B. Huggins (Huggins, 1963) and A. V. Schally (Schally et al., 1984) brought a new era in the research fields of neuroendocrinology, gynecology and oncology. The knowledge acquired regarding the physiology of LHRH and its role in the pathobiochemistry of the disease resulted in the consideration of medical castration via the LHRH receptor as a well established strategy for the treatment of endocrine disorders (e.g. precocious puberty) and hormone – dependent cancers (breast cancer, endometrial cancer, prostate cancer). Numerous LHRH analogues have been synthesized and evaluated both in the clinic and preclinical level. Overall, systematic work has resulted in the synthesis of LHRH receptor agonists and antagonists, either peptides (linear, cyclic, stapled peptides) or small organic molecules as entities or combined with various cytotoxic molecules (Αnderes et al., 2003; Keramida et al., 2006; Persson et al., 2009; Kritzer, 2010; Mezo and Manea, 2010). Although extensive research has been carried out in the field of hormonal therapy, poor pharmacokinetic properties still characterize LHRH peptide analogues. Poor stability of LHRH analogues compromises efficacy, while the need for their subcutaneous administration (depot formulations) aggravates the quality of life for cancer patients. Nowadays, LHRH analogues in the clinic most likely achieve the desired pharmacologic effects by action primarily on the pituitary and to a much lesser extent by direct antiproliferative effects on tumor cells. Herein, we hypothesize that stable analogues of such super – agonists would be advantageous, either by allowing a reduction in dosing frequency or by allowing the use of analogues that act directly on the tumor, with possible additive effects and subsequent enhancements in efficacy. In this context, the pharmacokinetic/ pharmacodynamic profiles of novel LHRH analogues were determined both in vitro and in vivo. Similarly, commercially available LHRH analogues (leuprolide, antide, cetrorelix) served as positive controls. Novel LC – MS/MS based approaches (LC – MS/ MS methodologies coupled to in vitro and in vivo bioassays) were developed, validated and optimized for the evaluation of the peptide analogues in question (linear or cyclic) in various biological fluids and matrices; (i) mouse, rat and human liver microsomes, (ii) mouse kidney membrane preparations, (iii) mouse plasma and tissue (testis), (iv) egg – water (Danio rerio embryos environment). Furthermore, a novel LC – MS/MS based approach was developed, validated and optimized for the simultaneous quantification of testosterone and peptides in question, upon the intraperitoneal administration of peptide analogues in mice. Testosterone served as an efficacy and toxicity biomarker. Peptide metabolism was thoroughly studied by an LC – MS/MS based approach coupled to an in vitro bioassay (mouse kidney membrane preparations), allowing (i) structural elucidation and semi – quantitation of metabolites (and peptides) as a function of time, (ii) determination of the susceptible to proteolysis peptide – bonds, (iii) structure – activity relationships (SARs) and (iv) peptide ranking (screening assay). Taking into account the role of LHRH in gynecology and hormone – dependent cancers of breast, endometrium and ovary, an LC – MS/MS based approach was developed for the quantification of 17β – oestradiol (efficacy and toxicity biomarker) in mouse plasma upon the intraperitoneal administration of peptide analogues in mice. A novel LC – MS/MS based approach was also developed for the quantification of peptides of interest in the aquatic environment of Danio rerio. Employing the aforementioned analytical tools, peptide stability against proteolysis was evaluated both in vitro (mouse kidney membrane preparations) and in vivo (mouse plasma). LHRH and commercially available analogues served as positive controls. The SARs derived suggested that enhanced stability was achieved by (i) methylation on the hydroxyl group of Tyr5, (ii) replacement of Pro9 by Aze and (iii) cyclisation. Hence, new promising chemical entities could be synthesized and developed on the basis of rational drug design. Metabolic profiles were also determined revealing the susceptible to proteolysis peptide bonds. Susceptible peptide bonds and endopeptidases involved were further confirmed in the presence of specific endopeptidase inhibitors. A facile preclinical mouse model was developed in the context of our objectives. Intraperitoneal administration was selected, since (i) it is a mix – mode type of administration with elements of rapid absorption and (ii) oral administration was not practical due to the low bioavailability of the peptides that were tested. The LC – MS/MS based quantification of the selected bioactive peptides and their corresponding metabolites as well as the selective monitoring of biomarkers (e.g. testosterone) in response to drug dose, in plasma and testes, combined with the appropriate preclinical mouse model, represents a distinctive approach. The mouse model described in this paper is particularly valuable, since (i) the human LHRH receptor is homologous to the mouse receptor (Millar, 2004), (ii) information on in vitro and in vivo stability can be obtained with a relatively small amount of peptide (1 – 2 mg), (iii) information on the LHRH receptor agonism (receptor specific in vivo modulation) can be obtained by using testosterone as a marker, (iv) it allows the determination of the dosing regimen required for efficacy based on action on the pituitary, (v) it can become the basis of follow up experiments on genetically modified mouse animal models or other tumour xenografted mouse models (Sharpless and Depinho, 2006; Morgan et al., 2008). The robust sensitive methodology that was developed for the quantification of testosterone in mouse plasma (0.05 – 100 ng/mL) or determination of testosterone in testes (2 – 2000 ng/g) provides an excellent handle on compound efficacy assessment. Testosterone as an efficacy and toxicity biomarker was found to be specific upon peptide binding to the LHRH receptor. Medical castration was achieved upon the repeated dosing of a selected novel linear analogue (linearGnRH1). Measurements in plasma were further supported by statistical significant testosterone values in testis and histopathological findings (atrophy). Moreover the testis weights of the treated animals were significantly lower in comparison to the control group (atrophy induced by dosing), thus making the differences in testosterone testis concentration between control and peptide treated animals even more pronounced. Although the binding affinity of linearGnRH1 on the LHRH receptor was not as high as the binding affinity of leuprolide (~ 15 nM versus <1 nM), the in vivo efficacy between the two analogues was similar (at the tested dose), suggesting that the enhanced stability or bioavailability of linearGnRH1, compensates for binding affinity differences. LinearGnRH1 was also found to be anti – proliferative upon dosing in LNCaP cells (as potent as the superagonist leuprolide). It is possible that linearGnRH1 can play a significant role for the treatment of hormone – dependent cancers, by acting not only at the pituitary level (thus, suppressing the pituitary – testicular axis), but also by exerting an antitumor activity directly on cancer cells, as has been previously shown for other LHRH agonists (Maudsley et al., 2004; Marelli et al., 2006). Except for linearGnRH1, selected cyclic analogues (cyclicGnRH1, cyclicGnRH2, cyclicGnRHDL1, cyclicGnRHDL2) exhibited a distinct pharmacokinetic profile. Their pharmacodynamic profiles should be evaluated further employing the novel LC – MS/MS based approaches developed and validated in this study. Overall, the novelty of the approach described herein consists of (i) the LC – MS/MS methodologies coupled with in vitro and in vivo bioassays developed, validated and employed that provide a distinct analytical tool and (ii) the facile preclinical pharmacological mouse model developed and employed. The approach aims to the pharmacokinetic/pharmacodynamic evaluation of the peptides of interest towards a new generation of peptide drugs.. stapled peptides.. mimetics. Considering the pharmacokinetic/ pharmacodynamic profiles of linearGnRH1, findings on this novel analogue satisfy our hypothesis according to which stable analogues of the LHRH super – agonists used in the clinic would be advantageous, either by allowing a reduction in dosing frequency or by allowing the use of analogues that act directly on the tumor, with possible additive effects and subsequent enhancements in efficacy. LinearGnRH1 can serve as the platform for the rational drug design of new chemical entities (stapled peptides, mimetics) for the treatment of hormone – dependent cancers and/ or endocrine disorders.

This thesis addresses the problems of design and control of small cooperative unmanned autonomous quadrotor aerial vehicles. A new approach is proposed, for the modeling of the system’s dynamics using linearized Piecewise AffineModels. The Piecewise Affine dynamic–models cover a large part of the quadrotor’s flight envelope while also taking into account the additive effects of environmental disturbances. The effects of aerodynamic forces and moments were also examined. A small quadrotor is designed and developed that emphasizes in the areas of increased on–board computational capabilities, state estimation and modular connectivity. Based on the translational and rotational system’s dynamics: a) a switching model predictive controller, b) an explicitly solved constrained finite time optimal control strategy, and c) a cascade control scheme comprised of classical Proportional Integral Derivative control scheme augmented with angular acceleration feedback, were designed and experimentally tested in order to achieve trajectory tracking under the presence of wind–gusts. The efficiency of the proposed control methods was verified through extended experimental studies. The final quadrotor design utilizes a powerful control unit, a sensor system that provides state estimation based on inertial sensors, ultrasound sonars, GPS and vision chips, and an efficient actuating system. The research effort extended in the field of unmanned aerial vehicles cooperation. Cooperation strategies were proposed in order to address the problems of: a) Forest Fire Monitoring and b) Unknown Area Exploration and Target Acquisition. The Forest FireMonitoring algorithm is formulated based on consensus systems theory formulated as a spatiotemporal rendezvous problem in between the quadrotors. The Area Exploration and Target Acquisition algorithm is formulated based on market–based approaches. / Η συγκεκριμένη διατριβή καταπιάνεται με τα προβλήματα της σχεδίασης και ελέγχου μικρού μεγέθους συνεργαζόμενων μη επανδρωμένων αεροσκαφών με έμφαση στα συστήματα Κάθετης Απογείωσης και Προσγείωσης και ιδιαίτερα στη συστήματα τύπου Quadrotor. Μια νέα προσέγγιση για την μοντελοποίηση της δυναμικής του συστήματος η οποία βασίζεται στη θεωρία των Piecewise Affine συστημάτων προτείνεται. Η μοντελοποίηση με βάση τη θεωρία των Piecewise Affine συστημάτων καλύπτει ένα μεγάλο μέρος του φακέλου πτήσης του αεροσκάφους καθότι συνυπολογίζει μέρος της μη-γραμμικότητας του συστήματος ενώ παράλληλα δίνει τη δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν τα ιδιαίτερα ανεπτυγμένα εργαλεία του γραμμικού ελέγχου. Αναπτύσσεται νέα πειραματική πλατφόρμα αεροσκάφους τύπου quadrotor η οποία χαρακτηρίζεται από ιδιαίτερες ικανότητες υπολογιστικής ισχύος, αυτόνομη εκτίμηση κατάστασης, πολλαπλή συνδεσιμότητα και αποδοτικό σύστημα πρόωσης. Η τελική πλατφόρμα quadrotor ελικοπτέρου UPATcopter ενσωματώνει μικρουπολογιστικό σύστημα υψηλών δυνατοτήτων, ειδικά συστήματα εκτίμησης κατάστασης τόσο σε εσωτερικούς όσο και σε εξωτερικούς χώρους μέρος των οποίων αναπτύχθηκε στα πλαίσια της διατριβής και αποδοτικό υποσύστημα πρόωσης. Τρεις διαφορετικοί νόμοι ελέγχου αναπτύχθηκαν και δοκιμάστηκαν πειραματικά. Αρχικά δοκιμάσθηκε ένας Constrained Finite Time Optimal Controller, ο οποίος υπολογίζεται πολύ-παραμετρικά και συνυπολογίζει την επίδραση των περιορισμών εισόδου και κατάστασης. Ο συγκεκριμένος ελεγκτής υπολογίσθηκε με βάση μια οικογένεια Piecewise Affine αναπαραστάσεων του υποσυστήματος προσανατολισμού και δοκιμάσθηκε επιτυγχάνοντας αποδοτικό έλεγχο του προσανατολισμού του σκάφους. Ακολούθως δοκιμάσθηκε ένας Switching Model Predictive Control βασισμένος στην Piecewise Affine μοντελοποίηση του συστήματος ο οποίος επίσης συνυπολογίζει την επίδραση των περιορισμών του συστήματος και του ρόλου των διαταραχών. Με τη χρήση αυτού του ελεγκτή επιτεύχθηκε έλεγχος προσανατολισμού και θέσης του αεροσκάφους τόσο σε άπνοια όσο και υπό την επίδραση ισχυρών διαταραχών ανέμου. Επιπρόσθετα, δοκιμάσθηκε ελεγκτής βασισμένος στη θεωρία PID ελέγχου επαυξημένος με ανάδραση γωνιακής επιτάχυνσης του συστήματος. Τέλος, η έρευνα επεκτάθηκε και στις στρατηγικές συνεργασίας μη επανδρωμένων αεροσκαφών προτείνοντας δύο αλγόριθμους. Συγκεκριμένα προτάθηκε αλγόριθμος για την αντιμετώπιση των προβλημάτων επιθεώρησης δασικής πυρκαγιάς και αλγόριθμος εξερεύνησης μιας άγνωστης περιοχής από ομάδα ετερογενών αεροσκαφών.