- / -

Υποθέσαμε ότι το χρόνιο ιστικό στρες που προκαλείται από τις αλλοαντιδράσεις μετά από αλλογενή Μεταμόσχευση Αιμοποιητικών Κυττάρων (άλλο-ΜΑΚ) μπορεί να επάγει την εμφάνιση γονιδιωματικής αστάθειας (GI) στους επιθηλιακούς ιστούς. Για αυτό, 176 στοματικά επιχρίσματα από 71 ασθενείς μετά από άλλο-ΜΑΚ αναλύθηκαν για την ανίχνευση αστάθειας μικροδορυφορικών αλληλουχιών (microsatellite instability-MSI). Tα αποτελέσματα συσχετίσθηκαν με κλινικές παραμέτρους. Σε ένα in vitro σύστημα ανίχνευσης μεταλλάξεων ελέγξαμε την υπόθεση ότι οι αλλοαντιδράσεις μπορεί να επάγουν τη GI στην κυτταρική σειρά HaCaT. Ανιχνεύθηκε MSI στο 52% των αλλομεταμοσχευμένων ασθενών ενώ δεν ανιχνεύθηκε MSI σε ασθενείς μετά από αυτόλογη ΜΑΚ και υγιείς εθελοντές. Βρέθηκε σημαντική συσχέτιση της εμφάνισης MSI με την ηλικία του ασθενούς και του δότη, τη μεταμόσχευση από γυναίκα σε άνδρα και τον αριθμό CD34+ κυττάρων στο μόσχευμα. Οι ασθενείς με ιστορικό σοβαρού βαθμού αντίδρασης μοσχεύματος εναντίον ξενιστή είχαν μεγαλύτερο σχετικό κίνδυνο για εμφάνιση MSI. Δευτεροπαθής κακοήθεια διαγνώσθηκε σε 5 από τους MSI+ ενώ μόνο σε ένα από τους MSI- ασθενείς. Στο in-vitro σύστημα ανίχνευσης GI παρατηρήθηκε σημαντική επαγωγή μεταλλάξεων και βλάβης του DNA μετά από επώαση των HaCaT κυττάρων με Μεικτή Λεμφοκυτταρική Καλλιέργεια (MLC) ενώ η επίδραση με κυτταροκίνες, υπερκείμενο MLC ή ενεργοποιημένα με PHA περιφερικά μονοπύρηνα κύτταρα δεν προκάλεσε την επαγωγή GI. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν τη συμμετοχή των ενεργών ριζών οξυγόνου στον υποκείμενο μηχανισμό. Οι in vivo και in vitro μελέτες μας επιβεβαιώνουν ότι παράγοντες που ενέχονται στο αλλοαντιδραστικό μικροπεριβάλλον μετά από άλλο-ΜΑΚ μπορεί να προκαλέσουν GI στο επιθήλιο. Η κατανόηση του υποκείμενου μηχανισμού μπορεί να αναδείξει νέους βιοδείκτες και θεραπευτικούς στόχους. / We hypothesized that chronic tissue stress due to interaction of alloreactive donor cells with host epithelium after allogeneic hematopoietic cell transplantation (allo-HCT) may cause genomic alterations. We therefore analysed 176 buccal samples obtained from 71 unselected allo-transplanted patients for microsatellite instability (MSI). MSI was observed in 52% of allo-transplanted patients but never in 31 healthy or auto-transplanted controls. The patient age, the donor age, a female-to-male transplantation and a low number of CD34+ cells in the graft were significantly correlated with genomic instability. There was a trend for increasing risk of MSI for patients who experienced severe graft-versus-host-disease. Secondary malignancy was diagnosed in 5 (14%) of the MSI+ and only in 1 (3%) MSI- patient. In an in-vitro model of mutation analysis we found significant induction of frameshift mutations and DNA strand breaks in HaCaT keratinocytes co-cultured with Mixed Lymphocyte Cultures (MLC) but not after their exposure to IFN-γ, TNF-α, TGF-β, MLC-supernatant, peripheral blood mononuclear cells (PBMC) or phytohemagglutinin stimulated PBMC. A ROS mediated mechanism is implicated. Our in-vivo and in-vitro data show that alloreactions after allo-HCT may induce genomic alterations in epithelium. Progress in understanding DNA damage and repair after allo-HCT can potentially provide molecular biomarkers and therapeutic targets.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά κυρίως τη μελέτη των Αυτόνομων Φωτοβολταϊκών συστημάτων καθώς και τη μεθοδολογία σχεδιασμού τους. Αρχικά, γίνεται μια εισαγωγή στη φωτοβολταϊκή τεχνολογία και παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης της. Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται λόγος για τα ηλιακά κύτταρα, για τον τρόπο λειτουργίας τους (φωτοβολταϊκό φαινόμενο), για τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά τους, καθώς και τις παραμέτρους που τα επηρεάζουν. Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στις ομαδοποιήσεις των ηλιακών κυττάρων και κυρίως στις συστοιχίες. Παρουσιάζονται τα προβλήματα που δημιουργούνται λόγω της σκίασης και της ανομοιομορφίας στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των ηλιακών κυττάρων και είναι το φαινόμενο των Απωλειών Προσαρμογής και των Τοπικών Υπερθερμάνσεων (φαινόμενο hot-spot). Κατόπιν, παρουσιάζονται οι λύσεις για την αντιμετώπιση των παραπάνω φαινομένων που είναι η χρήση των διόδων παράκαμψης και αντεπιστροφής. Στο τέταρτο κεφάλαιο, γίνεται εκτενής αναφορά στους τύπους των συσσωρευτών, τη λειτουργία τους, καθώς και στα προβλήματα που αυτοί αντιμετωπίζουν κατά τη διάρκεια της ζωής τους (θειίκωση, στρωματοποίηση, γήρανση). Επιπλέον, παρουσιάζεται η χρήση των συσσωρευτών σε φωτοβολταϊκά συστήματα. Στο τελευταίο κεφάλαιο, αναπτύσσεται η μεθοδολογία σχεδιασμού ενός αυτόνομου φωτοβολταϊκού συστήματος, που συνίσταται στον υπολογισμό τριών χαρακτηριστικών μεγεθών του, δηλαδή της γωνίας κλίσης β της συστοιχίας, της επιφάνειας Α αυτής και της χωρητικότητας των συσσωρευτών C. Έχοντας ως δεδομένα τις απαιτήσεις του φορτίου και τις τιμές της ηλιακής ακτινοβολίας σε οριζόντια επιφάνεια με τη χρήση ηλεκτρονικού υπολογιστή, εκλέγεται ο κατάλληλος συνδυασμός των παραπάνω μεγεθών β, Α, C ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του συστήματος. / This thesis mainly concerns the study of autonomous photovoltaic systems and their design methodology. Initially, an introduction to solar technology is curried out and the advantages and disadvantages of its use are presented. The second chapter talks about solar cells, how they work (photovoltaic effect), their electrical characteristics and the parameters that affect them. The third chapter refers to groupings of solar cells and to arrays in particular. It discusses the problems created by shading and variations in the electrical characteristics of solar cells, which are the phenomenon of mismatch losses and local overheating (hot-spot phenomenon). Then, solutions are presented to address these problems, that is the use of by-pass and blocking diodes. The fourth chapter is a detailed report on the types of batteries, their operation as well as the problems they face during their life (sulfation, stratification and aging). Furthermore, we present the use of batteries in photovoltaic systems. The last chapter develops the methodology of designing a stand-alone photovoltaic system, which consists in measuring magnitudes of three characteristics, namely the angle of the array β, its surface A and the battery capacity C. Having the load requirements and the values of solar radiation on a horizontal surface as the data by using a computer, the appropriate combination of the above sizes β, A, C is chosen to meet the system requirements.

Στην ιστοτεχνολογία (tissue engineering – TE), η ικανότητα των ικριωμάτων (scaffolds) να διατηρούν συμβατή μηχανική και βιολογική συμπεριφορά με τους περιβάλλοντες ιστούς και όργανα, αλλά και να διευκολύνουν την προσκόλληση κυττάρων του ξενιστή στην επιφάνεια και την τρισδιάστατη δομή τους κρίνεται ως υψίστης σημασίας για την επιθυμητή εκδήλωση αναγεννητικής αντίδρασης των κυττάρων in vivo. Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η δημιουργία και ο χαρακτηρισμός ακυτταροποιημένης εξωκυττάριας μήτρας από μαλακούς ιστούς ζωικής προέλευσης, με στόχο τη δημιουργία ικριώματος με επιθυμητές μηχανικές και βιολογικές ιδιότητες για εφαρμογές στην ιστοτεχνολογία. Στην εργασία αυτή επιλέχθηκε ως υλικό της μελέτης ο βόειος περικαρδιακός ιστός, λόγω της ευρείας πολύχρονης χρήσης του ως βιοϋλικό σε μοσχεύματα. Εφαρμόστηκαν δύο διαφορετικά πρωτόκολλα για την ακυτταροποίηση του ιστού, χρησιμοποιώντας στο πρώτο Triton Χ-100, SDS και deoxycholic acid (12 ώρες, 4°C - Triton) και στο δεύτερο Trypsin/EDTA με RNAse/DNAse (48 ώρες, 37°C – Trypsin). Η ιστολογική εξέταση επιβεβαίωσε την ολική αφαίρεση των κυττάρων. Τα αποτελέσματα των εμβιομηχανικών δοκιμών δεν έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των μηχανικών ιδιοτήτων των μη κατεργασμένων ιστών και των ακυτταροποιημένων περικαρδιακών ιστών με Triton στην οριζόντια και κάθετη διεύθυνση προς τον οβελιαίο άξονα της καρδιάς σε αντίθεση με τη μείωση του χαμηλού μέτρου ελαστικότητας (φάση ελαστίνης) και του υψηλού μέτρου ελαστικότητας (φάση κολλαγόνου) μετά την κατεργασία των υλικών με Trypsin, και στις δύο κατευθύνσεις. Η βιοχημική ανάλυση επαλήθευσε την άμεση σχέση μεταξύ των μηχανικών βισκοελαστικών ιδιοτήτων των μαλακών ιστών με τα συστατικά (GAGs και κολλαγόνο) του ιστού και την εσωτερική διαμόρφωση τους. Τα αποτελέσματα των μη επεξεργασμένων και των επεξεργασμένων ιστών με τα παραπάνω διαλύματα, έδειξαν ότι το διάλυμα του Triton προκαλεί ήπια κατεργασία, με ελαχιστοποίηση των δομικών μεταβολών της εξωκυττάριας μήτρας, όπως η σταθερή σύσταση των γλυκοζαμινογλυκανών (GAGs) και η περιεκτικότητα των ιστών σε κολλαγόνο. Αυτό δεν επιτεύχθηκε με την χρήση διαλύματος Trypsin, όπου παρατηρήθηκε σημαντική μείωση των GAGs, τόσο στη συγκέντρωση της θειϊκής χονδροϊτίνης / δερματάνης όσο και στο υαλουρονικό. Για την αξιολόγηση της κυτταροσυμβατότητας αορτικά βόεια ενδοθηλιακά κύτταρα καλλιεργήθηκαν στα ακυτταροποιημένα υλικά. Η επιθηλιοποίησή τους επετεύχθη από 24 ώρες μέχρι και 4 μέρες. Προσδιορίστηκε επίσης η δύναμη προσκόλλησης των κυττάρων μετά από 4 μέρες καλλιέργειας στους ακυτταροποιημένους περικαρδιακούς ιστούς με την εφαρμογή διατμητικών τάσεων μέσω ροϊκού πεδίου, με χρήση κατάλληλης μηχανής περιστροφής των δειγμάτων σε ακινητοποιημένο υγρό. Τα αποτελέσματα έδειξαν εξάπλωση και πολλαπλασιασμό των κυττάρων στην επιφάνεια των βιοϋλικών, ενώ παρατηρήθηκε καλή συγκέντρωση κυττάρων (> 60%) στην κλίμακα των φυσιολογικών διατμητικών τάσεων. Συμπερασματικά, η ακυτταροποίηση του βόειου περικαρδιακού ιστού για μεγάλη χρονική διάρκεια στους 37°C (Trypsin) φάνηκε να μεταβάλλει την εμβιομηχανική συμπεριφορά και τη δομική ακεραιότητα του ιστού, η οποία, αντίθετα, διατηρείται σε φυσιολογική κατάσταση μετά από κατεργασία σε χαμηλή θερμοκρασία και σε σύντομο χρόνο (Triton). Επιπλέον, και τα δύο πρωτόκολλα είχαν ως αποτέλεσμα τη δημιουργία βιοϋλικού συμβατού με τα ενδοθηλιακά κύτταρα κατά την επαφή τους με την επιφάνειά τους. / In TE scaffolding, the ability of scaffolds to preserve proper mechanical and biological function and compatibility with the surrounding tissues and organs, as well to enhance host cells to adhere with scaffold material in their surface and 3D structure is of paramount importance for potential regenerative cell response in vivo. The aim of the present thesis is to produce and characterise a decellularized extracellular matrix derived from animal soft tissues, scoping to a scaffold capable of exhibiting the mechanical and biological properties desired for tissue engineering (TE) applications. For this work bovine pericardial tissue was selected, due to its broad use as a biomaterial in different implant technologies for decades. Two different protocols for the decellularization of bovine pericardial tissue were developed incorporating Triton® X–100, SDS and deoxycholic acid (12 h, 4°C) in solution 1 (Triton) and trypsin/EDTA with RNAse/DNase at 37°C for 48 h in solution 2 (Trypsin). Histological analysis confirmed total absence of cells after both treatments. The results of the biomechanical tests showed no mechanical differences demonstrated between the fresh and decellularized pericardial tissues by Triton solution in both, apex to base and transverse anatomical directions, contrary to a significant decrease of the low elastic modulus (elastin phase) and high elastic modulus (collagen phase) demonstrated after trypsin solution treatment in both directions. Biochemical analysis verified the direct relationship between mechanical viscoelastic properties of soft tissues with the constituent tissue components (GAGs and collagen content) and their internal arrangement. The comparison of the results from untreated and that from treated tissues suggested that the Triton decellularization method seemed to be a very mild treatment, as the glycozaminoglycans (GAGs) composition remained constant, as well as the collagen content. This was not achieved with the decellularization using Trypsin, where a significant reduction of GAGs, both chondroitin/dermatan sulphate and hyaluronan, was found. Aortic bovine endothelial cell seeding was used for estimation of its biomaterials’ cytocompatibility. Endothelialization achieved after 24hrs to 4 days periods. The adhesion strength of cells, cultured for 4 days on decellularized bovine pericardial tissues, was also determined. By applying a radially increasing shear stress field on rotating material samples within a stationary fluid mesh using a spinning disc device, we determined the shear stress necessary to detach the cells from the sfafolds’ surface. Fine cell spreading and proliferation on biomaterials’ surface and good surface cell density (>60%) at physiological shear stress scale were observed and measured. In conclusion, decellularization of bovine pericardial tissues under long time duration in 37°C (Trypsin) seems to alter its biomechanical behaviour and structural integrity, which, in contrast, was retained under low temperature short duration treatment (Triton). Additionally, both protocols resulted in a cytocompatible biomaterial, regarding its surface interactions with endothelial cells.

Η δημιουργία του εγκεφαλικού φλοιού στηρίζεται στη διαδοχική εμφάνιση πληθυσμών προγονικών νευρώνων, οι οποίοι δίνουν γένεση σε νευρικά και γλοιακά κύτταρα. Κατά την νευρογένεση όλοι οι νευρώνες του εγκεφαλικού φλοιού προέρχονται από το νευροεπιθήλιο που βρίσκεται δίπλα από τις πλευρικές κοιλίες. Τα νευροεπιθηλιακά κύτταρα αρχικά διαιρούνται με σκοπό την δημιουργία ικανού αριθμού πρόδρομων κυττάρων που θα δώσουν γένεση στον αναπτυσσόμενο φλοιό. Αργότερα, τα κύτταρα αυτά, διαφοροποιούνται προς τις άλλες κατηγορίες πρόδρομων κυττάρων και προς τους διαφοροποιημένους νευρώνες. Η πρωτεΐνη Geminin έχει προταθεί ως ένα μόριο που ρυθμίζει τόσο τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό όσο και την κυτταρική διαφοροποίηση. Προκειμένου να διερευνηθεί ο ρόλος της πρωτεΐνης Geminin in vivo στη δημιουργία νευρώνων, πραγματοποιήθηκαν πειράματα υπερέκφρασης της Geminin στον αναπτυσσόμενο εγκεφαλικό φλοιό του μυός κατά την Ε14.5 dpc. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας δείχνουν ότι η υπερέκφραση της Geminin οδηγεί στην αύξηση του αριθμού των κυττάρων της ανώτερης στοιβάδας και μείωση του αριθμού των κυττάρων της κατώτερης στοιβάδας. Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματά μας προτείνουν ότι η Geminin συμμετέχει στη ρύθμιση του πληθυσμού των φλοιϊκών νευρώνων. / Cortical development is a highly ordered process, involving the timely orchestration of the appearance of different neural progenitor lineages, which succeed one another in order to generate the neurons and glia comprising the cortex.During neurogenesis, the cortical neurons are originated from the neuroepithelium that lies next to the lateral vesicles. At the beginning, neuroepithelial cells divide in order to expand their population and to create the number of progenitor cells that would give rise to the neurons and glia that comprise the cortex. Geminin has been shown to regulate cell proliferation, fate determination and organogenesis, representing a potential link between these processes. In order to investigate the in vivo role of Geminin in the creation of the cortical neurons, we performed overexpression experiments with of Geminin in the developing mouse cortex. Our results indicate that overexpression of Geminin in the developing cerebral cortex increases the number of the upper layer cells and reduces the number of the deep layer cells at E14.5 dpc. Our work suggests that Geminin is a molecule that participates in the regulation of the correct number of cortical progenitors and neurons in the cerebral cortex.

Η ολοσωματική ακτινοβόληση με δέσμες ηλεκτρονίων (total skin electron beam treatment-TSEB) θεωρείται διεθνώς ως η θεραπεία εκλογής για το δερματικό λέμφωμα κυττάρων-Τ, είτε σαν θεραπευτική είτε σαν παρηγορητική αγωγή. Σκοπός της είναι να κατανείμει την συνολική δόση σε όλο το δέρμα του ασθενούς χωρίς να επιβαρύνει τα όργανα κάτω από αυτό. Αυτή η ανάγκη για επιφανειακή ακτινοβόληση καθιστά τα ηλεκτρόνια ως την κατάλληλη κλινική δέσμη. Στη μονάδα ακτινοθεραπείας του Π.Γ.Ν. «Αττικόν», μετά από διάφορες μετρήσεις και δοκιμές τεχνικών TSEB (Παράρτημα), επιλέχθηκε ως θέση θεραπείας του ασθενούς η όρθια με δύο δέσμες υπό γωνία, όπως καθορίζει και η τεχνική “Stanford”. Για την τεχνική αυτή χρησιμοποιείται o γραμμικός επιταχυντής Clinac 2100C της VARIAN με δυνατότητα παραγωγής δεσμών ηλεκτρονίων 6 MeV σε υψηλό ρυθμό δόσης. Η συγκεκριμένη προεπιλογή του μηχανήματος επιτρέπει στα διαφράγματα να ανοίξουν σε ένα εύρος 36cm x 36cm χωρίς τη χρήση κώνου. H απόσταση πηγής-δέρματος (SSD) τέθηκε ίση με 380cm, με το gantry του γραμμικού να σχηματίζει δύο γωνίες ±17,5ο από την οριζόντια θέση του (270ο). Η διάταξη αυτή εξασφαλίζει την δημιουργία ενός μεγάλου και ομοιογενούς πεδίου (200cm x 80cm στην απόσταση θεραπείας). Για τη μείωση της ονομαστικής ενέργειας της δέσμης στα 3 MeV άρα και της διεισδυτικότητάς της, καθώς και για την επίτευξη των επιθυμητών διαστάσεων του πεδίου, ένα φύλλο plexiglas (PMMA) πάχους 0,5cm παρεμβάλλεται μεταξύ της κεφαλής του γραμμικού επιταχυντή και του ασθενούς σε απόσταση 30cm από το επίπεδο θεραπείας. Ο ασθενής περιστρέφεται ανά 60ο διαδοχικά για να καλυφθεί όλη του η επιφάνεια ομοιόμορφα, ακτινοβολούμενος συνολικά σε έξι θέσεις. Για τον ακριβή καθορισμό των συνθηκών θεραπείας, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις PDD και Profile των δεσμών με θαλάμους ιονισμού παραλλήλων πλακών σε phantom στερεάς κατάστασης. )οσιμετρική επιβεβαίωση της κατανομής της δόσης στο δέρμα πραγματοποιήθηκε με δοσίμετρα θερμοφωταύγειας (TLD) πάνω σε ανθρωπομορφικό phantom. Τα αποτελέσματα σε αυτές τις συνθήκες έδειξαν μια ομοιογένεια του συνολικού πεδίου στο επίπεδο θεραπείας της τάξης του ± 2% στον διαμήκη άξονα ενώ στον οριζόντιο ±5%. Το βάθος zmax της κάθε επιμέρους δέσμης είναι 0,7gr/cm2 ενώ η συνεισφορά των παραγόμενων ακτίνων-Χ (λόγω φαινομένου πεδήσεως) στην συνολική δόση που παίρνει ο ασθενής από τη θεραπεία είναι 0,3 %. Η ενέργεια της δέσμης στο επίπεδο θεραπείας είναι Εο=3,34 MeV. Τα παραπάνω αποτελέσματα μας οδηγούν στο συμπέρασμα ότι η θεραπεία TSEB μπορεί να εφαρμοστεί με ασφάλεια στο ακτινοθεραπευτικό τμήμα του Π.Γ.Ν «Αττικόν». Ο υψηλός ρυθμός δόσης εξασφαλίζει μικρότερο χρόνο θεραπείας. Οι περιοχές που υποδοσιάζονται καθ’ όλη τη διάρκεια της θεραπείας μπορούν να προσδιοριστούν για κάθε ασθενή με in vivo δοσιμετρία (TLD) και θα επανακτινοβολούνται με συμπληρωματικά (boost) πεδία. / -