Η επιπεφυκίτιδα (φλεγμονή του επιπεφυκότα) είναι η πιο συχνή ασθένεια των οφθαλμών, η οποία εκδηλώνεται σε παγκόσμια κλίμακα με τη μορφή σποραδικών κρουσμάτων ή επιδημίας. Μπορεί να είναι λοιμώδους (βακτήρια, ιοί, παράσιτα) ή μη λοιμώδους αιτιολογίας. Η κύρια αιτία της οξείας ιογενούς αιτιολογίας επιπεφυκίτιδας είναι οι αδενοϊοί. Περίπου το 15- 70% του συνόλου των κρουσμάτων της επιπεφυκίτιδας οφείλονται στους αδενοϊούς. Σκοπός της μελέτης είναι η χρήση επιδημιολογικών δεδομένων προκειμένου να πραγματοποιηθεί επιδημιολογική παρακολούθηση των κρουσμάτων επιπεφυκίτιδας στο Πανεπιστημιακό Γενικό Νοσοκομείο Πατρών (ΠΓΝΠ) από ασθενείς οι οποίοι επισκέφθηκαν την οφθαλμιατρική κλινική και τα εξωτερικά ιατρεία του νοσοκομείου τη χρονική περίοδο 2 Ιανουαρίου – 29 Ιουλίου 2012 (εβδομάδες 1- 30), ο καθορισμός της συχνότητας της ιογενούς αιτιολογίας επιπεφυκίτιδας και ο εντοπισμός πιθανής ύπαρξης επιδημίας. Ταυτόχρονα, πραγματοποιήθηκε μοριακή ανίχνευση και τυποποίηση αδενοϊών από ασθενείς με κλινική εικόνα ιογενούς επιπεφυκίτιδας το χρονικό διάστημα μεταξύ 27 Φεβρουαρίου και 17 Ιουνίου. Όλα τα κρούσματα καταγράφηκαν από τα ιατρικά αρχεία του ΠΓΝΠ για το χρονικό διάστημα Ιανουαρίου- Ιουλίου του 2012 και για το ίδιο χρονικό διάστημα το προηγούμενο έτος (2011). Καταγράφηκαν 231 κρούσματα επιπεφυκίτιδας (47,1% άνδρες και 52,8% γυναίκες), από τα οποία τα 205 ήταν ιογενούς αιτιολογίας, τα 4 βακτηριογενούς αιτιολογίας και 22 ήταν απροσδιόριστης αιτιολογίας από τους ιατρούς. Για την ίδια χρονική περίοδο το προηγούμενο έτος (2011), σύμφωνα με τα αρχεία του ΠΓΝΠ καταγράφηκε ένα σύνολο από 156 κρούσματα επιπεφυκίδας (38,5% άνδρες και 61,5% γυναίκες), από τα οποία τα 135 ήταν ιογενούς αιτιολογίας, τα 3 βακτηριογενούς αιτιολογίας και 18 ήταν απροσδιόριστης αιτιολογίας. Ο αριθμός κρουσμάτων επιπεφυκίτιδας τους δυο πρώτους μήνες καθώς και τον Ιούλιο του 2012 ήταν στα ίδια επίπεδα με τους αντίστοιχους μήνες το 2011 και παρατηρείται επιδημία που πραγματοποιήθηκε μεταξύ Μαρτίου- Ιουνίου 2012. Οι ασθενείς κατανέμονταν σε όλες τις ηλικίες και στα δυο φύλα. Το χρονικό διάστημα μεταξύ 27 Φλεβάρη- 17 Ιουνίου του 2012 (εβδομάδες 9- 24), 48 επιχρίσματα επιπεφυκότα ασθενών με κλινική εικόνα αδενικής επιπεφυκίτιδας συλλέχθηκαν από τους ιατρούς του ΠΓΠΝ και μεταφέρθηκαν υπό κατάλληλες συνθήκες στο εργαστήριο Υγιεινής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών. Ταυτόχρονα συμπληρώθηκε από τους ιδίους ερωτηματολόγιο με δημογραφικά και κλινικά στοιχεία. Το DNA του ιού απομονώθηκε με Qiagen και ενισχύθηκε με nested PCR. Τα θετικά αποτελέσματα επιβεβαιώθηκαν με αλληλούχιση του PCR προϊόντος. Για τον προσδιορισμό της συγγένειας μεταξύ των διαφόρων απομονωμένων αλληλουχιών του DNA, φυλογενετική ανάλυση πραγματοποιήθηκε. Από το σύνολο των δειγμάτων που αναλύθηκαν με μοριακές τεχνικές, DNA αδενοϊού ανιχνεύθηκε σε 40 δείγματα (83%). Στα σαράντα θετικά δείγματα καθορίστηκε η αλληλουχία του DNA τους, από τα οποία τα 29 (72,5%) προσδιορίστηκαν ως τύπος HAdV17 και τα 5 (12,5%) ως τύπος HAdV-54. Σε 6 θετικά δείγματα (15%) ο τύπος του ιού δεν προσδιορίστηκε. Τέλος, με τη βοήθεια των μοριακών τεχνικών προκύπτει το συμπέρασμα ότι το στέλεχος αδενοϊού 17 (Αd 17) είναι η αιτία της εμφάνισης επιδημίας μεταξύ Μαρτίου- Ιουνίου 2012. Η έρευνα αυτή είναι από τις λίγες πιυ έχουν πραγματοποιηθεί στον Ελλαδικό χώρο σε κρούσματα επιπεφυκίτιδας με αποτέλεσμα να εμπλουτίζει τα φτωχά επιδημιολογικά και μοριακά δεδομένα για την συγκεκριμένη ασθένεια και το συγκεκριμένο τύπο ιών. Παράλληλα μέσω της έρευνας υπογραμμίζεται η ανάγκη για εθνικό σύστημα επιτήρησης της επιπεφυκίτιδας. / Conjunctivitis (inflammation of the conjunctiva) is the most common eye disease that occurs worldwide in both sporadic and epidemic form. There are infectious conjunctivitis, which is caused by a variety of microorganisms (such as bacteria, viruses and parasites) and noninfectious conjunctivitis, which is caused by an allergic reaction. The leading cause of acute viral conjunctivitis in clinical practice includes human adenoviruses (HAdVs). About 15- 70% of all conjunctivitis cases worldwide are associated with AdVs. The aim of the study is the performance of epidemiological surveillance of cases of conjunctivitis using epidemiological data from patients who visited the ophthalmic clinic and the outpatient ophthalmic department of the University General Hospital of Patras (UGHP) in the period from January 2nd to July 29th in 2011 and 2012 (weeks 1st-30th), in order to determine the frequency of viral conjunctivitis and to determine a potential epidemic. An additional task of the study is the molecular detection and typing of adenoviruses for cases of patients with clinical viral conjunctivitis in the period from February 27th to June 17th 2012. All conjunctivitis cases referred to UGHP in the period between January and July 2012 as well as between January and July 2011 were ascertained using medical records. 231 conjunctivitis cases were reported (47.1% male and 52.8% female), in which 205 were virological conjunctivitis, 4 bacteriological conjunctivitis and 22 were undefined conjunctivitis. For the same period the previous year (2011), according to the records of UGHP recorded a total of 156 conjunctivitis cases (38.5% male and 61.5% female), of which 135 were of viral origin, 3 bacteriogenic orogin and 18 were undetermined etiology. The number of conjunctivitis cases in the first two months and in July 2012 was at the same level as the corresponding period in 2011 and there is an epidemic that took place between March and June 2012. Patients were allocated to all age groups and both sexes. In the period from February 27th ,2012 to June 17th , 2012 (weeks 9th – 24th), 48 conjunctival swabs were collected from cases which were clinically suspected of having adenoviral conjunctivitis and transported under appropriate conditions to the laboratory of Hygiene, Medical School, University of Patras. At the same time, the patients were asked to answer a structured questionnaire with demographic and clinical data. The viral DNA was isolated with Qiagen and amplified by nested PCR. The positive results were confirmed by sequencing the PCR product. To determine the relatedness between the different isolated sequences, a phylogenetic analysis was constructed. Of the total samples, which were analyzed with molecular techniques, adenovirus DNA was detected in 40 samples (83%). Of the positive samples which were confirmed by sequencing, 29 samples (72.5%) were typed as AdV17 and 5 samples (12.5%) as AdV54. For 6 positive samples (15%) the serotype was not determined. Finally, it was concluded that the strain Adenovirus 17 (Ad 17) was the cause of the epidemic between March and June 2012. There are poor epidemiological and molecular data for this particular disease in Greece. This study is one of the very few on conjunctivitis determination in Greece. This research underscores the need for a national surveillance system for conjunctivis outbreaks.

In the current thesis, spatio-temporal evaluation of the endogenous angiogenic response to ischemia was perfomed. After vascular occlusion, ischemic angiogenesis is an important reparative mechanism and can ameliorate the outcome of ischemic disease. Diabetic foot ulcers affect almost 15% of diabetic patients and are the leading cause of amputations worldwide (Yoon et al., 2005). Diminished blood flow because of atherosclerotic occlusive disease of the peripheral arteries of diabetic patients, in conjunction with anatomic and functional microcirculatory impairments contribute to development of trophic ulcerations, infections and gangrene of the lower extremities, frequently requiring amputation of the leg (Sasso et al., 2005). Numerous studies have confirmed the impaired post-ischemic angiogenesis in diabetes (Yoon et al., 2005; Sasso et al., 2005). Consequently, wound healing patterns are disturbed in diabetes mainly due to decreased ischemia-driven angiogenesis (Yoon et al., 2005). Integrin ανβ3 is a promising imaging target of angiogenic activity which is up-regulated on activated endothelial cells (ECs) but not on quiescent ones. Molecular imaging (MI) of ανβ3 integrin expression with the aid of a dedicated high resolution gamma camera, is a very sensitive imaging approach for the evaluation of angiogenesis in the rabbit hindlimb ischemia model. Furthermore, diabetes mellitus (DM) was induced, to study the effects of this pathology on the spatio-temporal distribution of angiogenesis. In order to evaluate the whole spectrum of endogenous process of collateralization after occlusion of an artery, Digital Subtraction Angiography (DSA) was also used for the visualization of larger collaterals. During the first part of the study DM experimental protocol was investigated in order to find the appropriate protocol for the induction of long-term diabetic animal model, as it is a methodology that has not yet been standardized. At the same time a cohort of animals underwent endovascular embolization for the establishment of hindlimb ischemia and were imaged with the aid of a MI radiotracer technique in order to deal with unresolved issues and establish the imaging protocol. The study included seven New Zealand White (NZW) rabbits that underwent unilateral percutaneous endovascular embolization of the femoral artery, for the establishment of hindlimb ischemia that triggers the endogenous process of collateralization. The contralateral limb was not embolized and served as a control. The employed radiotracer for angiogenesis imaging, was a 99mTc labeled cyclic RGD peptide [c RGDfk-His]-99mTc that binds specifically to ανβ3 integrin via the three amino acid sequence Arginine-Glycine-Aspartic acid or RGD. Image acquisition was performed with a high resolution gamma camera and all animals underwent molecular imaging on the 3rd and the 9th day post-embolization. In all animals DSA was performed on the 9th day post-embolization. The acquired images demonstrated that retention of the radiotracer at the ischemic tissue is remarkably increased compared to the non-ischemic hindlimb (normal limb) (16020 ± 2309 vs. 13139 ± 2493 on day 3; p=0.0014 and 21616 ± 2528 vs. 13362 ± 2529 on day 9; p<0.0001, respectively). In addition, radiotracer retention in normal limbs seems to be increased at day 9 in normal limbs compared to day 3 (p=0.0112). DSA at day 9, demonstrated that the mean vessel length detected was significantly superior in the normal compared to the ischemic limb (mean value 3680 ± 369.8 vs.2772 ± 267.7; p< 0.0001, respectively). Angiogenesis was successfully detected using a 99mTc labeled cyclic RGD peptide MI technique and was significantly more pronounced in the ischemic compared to normal limbs, both at day 3 and day 9 after embolization. The peak of the phenomenon was detected at day 9. Increased mean vessel length in the normal compared to the ischemic limb demonstrates that although angiogenesis is pronounced in day 9, arteriogenesis is not sufficiently pronounced and that the phenomenon of arteriogenesis has just initiated. The study of the angiogenic response to ischemia, has not yet been completed as MI of diabetic animals with hindlimb ischemia is underway and not completed due to many difficulties and delay in different phases of the experiment. With the conclusion of the MI of diabetic animals with hindlimb ischemia, the study will be completed and we expect to demonstrate the effect of DM on the spatio-temporal pattern of angiogenesis, providing a valuable tool in clinical practice for the precise and early diagnosis and therapy assessment of the ‘diabetic foot’. / Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η χωρο-χρονική εκτίμηση της ενδογενούς αγγειογενετικής διαδικασίας ως απόκριση στο ερέθισμα της προκλητής ισχαιμίας. Μετά από απόφραξη αρτηρίας, η επαγόμενη αγγειογένεση είναι ένα σημαντικός μηχανισμός αποκατάστασης που μπορεί να περιορίσει το αποτέλεσμα της ισχαιμίας. Το έλκος του ‘διαβητικού ποδιού’ εμφανίζεται στο 15% περίπου των ασθενών που πάσχουν από διαβήτη και αποτελεί την κύρια αιτία ακρωτηριασμού του κάτω άκρου, μετά τα ατυχήματα (Yoon et al., 2005). Η μειωμένη αιματική ροή λόγω της αποφρακτικής αρτηριοπάθειας που οφείλεται στην αθηροσκληρωτική προσβολή των περιφερικών αρτηριών των διαβητικών, σε συνδυασμό με ανατομική και λειτουργική φθορά του αγγειακού δικτύου της μικροκυκλοφορίας, οδηγούν στην ανάπτυξη ελκών, μολύνσεων και γάγγραινας των κάτω άκρων που πολύ συχνά οδηγεί στον ακρωτηριασμό του ποδιού (Sasso et al., 2005). Πολυάριθμες μελέτες όμως έχουν δείξει ότι η αγγειογένεση που επάγεται από κρίσιμη ισχαιμία, στην παθολογία του διαβήτη δεν είναι φυσιολογική (Yoon et al., 2005; Sasso et al., 2005). Συνεπώς στον διαβήτη και ο μηχανισμός επούλωσης πληγών δεν συμβαίνει φυσιολογικά κυρίως λόγω ελαττωματικής ενδογενούς αγγειογένεσης ως απόκριση στην ισχαιμία (Yoon et al., 2005). Το μόριο της ιντεγκρίνης ανβ3 υπερεκφράζεται στα ενεργοποιημένα ενδοθηλιακά κύτταρα που συμμετέχουν στην αγγειογενετική διαδικασία αλλά όχι στο ανενεργό ή αλλιώς «σιωπηλό» ενδοθήλιο. Συνεπώς αποτελεί έναν πολύ καλό μοριακό στόχο για απεικόνιση και δείκτη της αγγειογενετικής δραστηριότητας. Η Μοριακή Απεικόνιση (ΜΑ) του επιπέδου έκφρασης του μορίου ιντεγκρίνης ανβ3 με τη χρήση ραδιοϊσοτοπικών τεχνικών έχει το πλεονέκτημα υψηλής ευαισθησίας ανίχνευσης πολύ χαμηλών συγκεντρώσεων του ραδιοϊχνηθέτη σε σχέση με τις συμβατικές τεχνικές (x-ray computed tomography (CT) angiography, contrast-enhanced ultrasound και high-resolution magnetic resonance angiography). Ο σκοπός της μελέτης μας ήταν να ερευνήσουμε τις δυνατότητες της ΜΑ με την βοήθεια γ-κάμερας υψηλής διακριτικής ικανότητας και πειραματικού μοντέλου κονίκλου με ίσχαιμο οπίσθιο άκρο. Επιπλέον ένα σημαντικό μέρος της μελέτης αφορούσε την εφαρμογή του πρωτοκόλλου για τη πρόκληση διαβήτη ώστε να γίνει μελέτη της επίδρασης της συγκεκριμένης παθολογίας στην χωρο-χρονική κατανομή της αγγειογένεσης. Προκειμένου να αποδοθεί μία συνολική εκτίμηση του ενδογενούς μηχανισμού αποκατάστασης του αγγειακού δικτύου, εφαρμόστηκε Ψηφιακή Αφαιρετική Αγγειογραφία για την εκτίμηση της δημιουργίας παράπλευρου δικτύου. Στη πρώτη φάση της μελέτης, έγινε διερεύνηση του πρωτοκόλλου πρόκλησης διαβήτη δεδομένου ότι η μεθοδολογία παρουσιάζει έλλειψη προτυποποίησης. Παράλληλα εφαρμόστηκε το πρωτόκολλο ισχαιμίας σε μια ομάδα λευκών κονίκλων Νέας Ζηλανδίας για την διερεύνηση του πρωτοκόλλου ΜΑ. Στην μελέτη, χρησιμοποιήθηκαν συνολικά επτά κόνικλοι Νέας Ζηλανδίας οι οποίοι υπεβλήθησαν σε εμβολισμό της μηριαίας αρτηρίας ενός από τα δύο οπίσθια άκρα για την πρόκληση οξείας ισχαιμίας. Στους κόνικλους έγινε ενδοφλέβια έγχυση του κυκλικού επισημασμένου πεπτιδίου [c RGDfk-His]-99mTc που περιέχει την αλληλουχία τριών αμινοξέων Αργινίνης-Γλυκίνης-Ασπαρτικού οξέος (Arginine-Glycine-Aspartic acid or RGD), μέσω της οποίας δεσμεύεται το πεπτίδιο στο μόριο της ιντεγκρίνης ανβ3. Η απεικόνιση του επιπέδου έκφρασης του μορίου ιντεγκρίνης ανβ3 πραγματοποιήθηκε με γ-κάμερα υψηλής διακριτικής ικανότητας την 3η και την 9η ημέρα μετά την απόφραξη της μηριαίας αρτηρίας. Ψηφιακή Αφαιρετική Αγγειογραφία πραγματοποιήθηκε την 9η ημέρα μετά την απόφραξη της μηριαίας αρτηρίας. Τα δεδομένα από την ποσοτικοποίηση των απεικονιστικών δεδομένων, έδειξαν ότι υπάρχει αυξημένη πρόσληψη του ραδιοϊχνηθέτη στη περιοχή ισχαιμίας σε σχέση με τη περιοχή φυσιολογικής αιμάτωσης του ετερόπλευρου άκρου (16020 ± 2309 έναντι 13139 ± 2493 την 3η ημέρα, p=0.0014 και 21616 ± 2528 έναντι 13362 ± 2529 την 9η ημέρα, p<0.0001, αντίστοιχα). Επιπλέον η πρόσληψη του ραδιοϊχνηθέτη στα φυσιολογικά άκρα φαίνεται να είναι αυξημένη την 9η ημέρα σε σχέση με την 3η ημέρα (p=0.0112), γεγονός που μπορεί να αποδοθεί στην σταδιακή συγκέντρωση ενεργοποιημένου ενδοθηλίου και στους φυσιολογικούς ιστούς. Η Ψηφιακή Αφαιρετική Αγγειογραφία έδειξε ότι την 9η ημέρα που έγινε η λήψη δεδομένων, το μέσο μήκος αγγείων στα φυσιολογικά άκρα ήταν αρκετά μεγαλύτερο σε σχέση με τα ίσχαιμα άκρα (μέση τιμή 3680 ± 369.8 έναντι 2772 ± 267.7, p< 0.0001, αντίστοιχα). Η ραδιοϊσοτοπική τεχνική που εφαρμόστηκε για την απεικόνιση του επιπέδου έκφρασης του μορίου ιντεγκρίνης ανβ3 στη παρούσα μελέτη, έδειξε ότι υπάρχει αυξημένη πρόσληψη του ραδιοϊχνηθέτη στη περιοχή ισχαιμίας σε σχέση με τη περιοχή φυσιολογικής αιμάτωσης του ετερόπλευρου άκρου, την 3η ημέρα και την 9η ημέρα μετά την απόφραξη της μηριαίας αρτηρίας. Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν επίσης ότι το φαινόμενο της αγγειογένεσης κορυφώνεται την 9η ημέρα μετά την πρόκληση ισχαιμίας. Επιπλέον τα δεδομένα από τη Ψηφιακή Αφαιρετική Αγγειογραφία την 9η ημέρα, δείχνουν ότι ο ενδογενής μηχανισμός σχηματισμού παράπλευρου δικτύου αν και έχει πυροδοτηθεί δεν έχουν σχηματιστεί ακόμα μεγαλύτερα αγγεία και γι αυτό το λόγο η αρτηριογένεση υπολείπεται της αγγειογένεσης σε αυτή τη φάση. Για την ολοκλήρωση της μελέτης, εκκρεμεί η απεικόνιση των διαβητικών κονίκλων με ίσχαιμο οπίσθιο άκρο η οποία καθυστέρησε λόγω επιμέρους δυσκολιών στη διαδικασία των πειραμάτων. Η ΜΑ δεικτών της αγγειογένεσης σε άκρο που πάσχει από ισχαιμία παρουσία διαβήτη, δύναται να έχει τεράστια εφαρμογή στην κλινική πράξη για την ιατρική παρακολούθηση του ‘διαβητικού ποδιού’.

Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η μελέτη των μη θερμικών αποτελεσμάτων της ηλεκτρομαγνητικής (ΗΜ) ακτινοβολίας στη δομή των βιομορίων χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής με το πακέτο λογισμικού GROMACS. Τα αποτελέσματα αυτών των μελετών παρουσιάζονται στα κεφάλαια 2,3,4 και όλα αντιστοιχούν σε δημοσιεύσεις σε περιοδικά με κριτές με το τελευταίο να έχει γίνει μόλις πρόσφατα δεκτό στο Electromagnetic Biology and Medicine. Το κεφάλαιο 1 αποτελεί μια μικρή εισαγωγή στις αλληλεπιδράσεις ΗΜ πεδίων και έμβιας ύλης. Τα Κεφάλαια 2,3 αφορούν ένα συνθετικό πεπτίδιο, την chignolin, που αντιπροσωπεύει ένα μικρό μοντέλο πρωτεΐνης που οφείλει την σταθερότητα της δομής του στου δεσμούς υδρογόνου. Εξαρχής οι δεσμοί υδρογόνου αποτέλεσαν πιθανούς στόχους των ΗΜ αλληλεπιδράσεων στα βιομόρια λόγω της μικρής τους ισχύος αφού από τη φύση τους κατατάσσονται στις αλληλεπιδράσεις μακράς εμβέλειας. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι δομικές αλλαγές που σχετίζονται με διάσπαση αυτών των δεσμών απαιτούν τρομακτικά ισχυρά πεδία της τάξης των 1V/nm που δεν απαντώνται στην καθημερινότητα. Αντίθετα το Κεφάλαιο 4 ασχολείται (για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία των MD προσομοιώσεων σε βιομόρια), με τις αλληλεπιδράσεις πιο ρεαλιστικών ηλεκτρικών πεδίων της τάξης των 1000V/m με το σύστημα ιοντικό διάλυμα–βιομόριο και βασίζεται στην υπόθεση ότι τα ηλεκτρικά πεδία επηρεάζουν εύκολα τα ευκίνητα ιόντα και αυτά με τη σειρά τους την δομή των πρωτεϊνών. Ως βιομόριο επελέχθη η τριαλανίνη κυρίως λόγω των προυπαρχουσών μελετών της δομής της. Αναπάντεχα βρέθηκαν ισχυρές δομικές αλλαγές παρουσία του ηλεκτρικού πεδίου στην περίπτωση του υπερκορεσμένου διαλύματος NaF μεταξύ των κρυστάλλων NaF και του πεπτιδίου. Το εύρημα αυτό ήδη προσανατολίζει την πορεία των επόμενων μελετών μιας και πολλές παθολογίες όπως η ποδάγρα σχετίζονται με το σχηματισμό κρυσταλλικών δομών στο ανθρώπινο σώμα. / This study focuses on the non-thermal effects of electromagnetic (EM) radiation on the structure of biomolecules using molecular dynamics simulations with the software package GROMACS. Simulation results are presented in Chapters 2,3,4 and they have already been published in refereed journals with the last one recently accepted in “Electromagnetic Biology and Medicine”. Chapter 1 is a brief introduction of EM interaction with living matter. Chapters 2,3 are about chignolin, a synthetic peptide resembling a small model stable protein due to its hydrogen bonds. Initially, long-range interactions such as hydrogen bonds were potential targets of EM interactions in biomolecules. The results suggest that conformational changes associated with these destructions require tremendously strong fields of the order of 1V/nm not encountered in daily life. On the contrary, Chapter 4 deals (for the first time in the literature of MD simulations with biomolecules), with more realistic electric fields around 1000 V/m in the system biomolecule-ionic solution. The hypothesis tested was that electric fields easily affect flexible ions and then these ions induce structural changes to the proteins. To this end, trialanini was chosen a a model biomolecule, primarily due to the extensive prior knowledge of its structure. Surprisingly, strong structural changes in the presence of an external electric field were found in the case of supersaturated NaF solution between the NaF crystals and the peptide. These findings orient the course of subsequent studies because it is well known that many pathologies such as gout are associated with the formation of crystalline structures in the human body.

Οι εντεροϊοί έχουν ιδιαίτερη σημασία για τη δημόσια υγεία, δεδομένου ότι σχετίζονται με επιδημίες γαστρεντερίτιδας (μη βακτηριογενούς προέλευσης) από την κατανάλωση μολυσμένου νερού. Οι ιοί αυτοί μπορούν να απομονωθούν σε μεγάλες ποσόστητες από κόπρανα και ούρα ανθρώπινης προέλευσης, καθώς και από λύματα και μολυσμένα νερά. Επιπλέον, οι Αδενοϊοί είναι παθογόνοι για τον άνθρωπο και η παρουσία τους σε περιβαλλοντικά δείγματα δύναται να προκαλέσει σημαντικές μολύνσεις. Οι Αδενοϊοί είναι ιοί ανθρώπινης εντερικής προέλευσης που περιέχουν DNA και ορισμένοι ορότυποι τους είτε δεν καλλιεργούνται, είτε καλλιεργούνται δύσκολα στις συνήθεις κυτταρικές σειρές. Γι’ αυτόν το λόγο, η ανίχνευσή τους σε μολυσμένο νερό και ο ρόλος τους ως παραγόντων πρόκλησης γαστρεντερίτιδας έχουν υποτιμηθεί. Οι Ρότα ιοί είναι υπεύθυνοι για οξεία περιστατικά γαστρεντερίτιδας στον άνθρωπο και τα ζώα. Κατόπιν του διπλασιασμού του γενετικού τους υλικού στον γαστρεντερικό σωλήνα οι ιοί αυτοί εκκρίνονται και δύνανται να διασπαρούν στο περιβάλλον και το νερό. Γενικά, οι Ρότα ιοί έχουν εμπλακεί σε περιστατικά γαστρεντερίτιδας σε πολλές χώρες. Η σταθερότητα των ανθρωπίνων Ρότα ιών στο νερό και η ανθεκτικότητά τους σε φυσικοχημικές διαδικασίες εξυγίανσης κατά την επεξεργασία των λυμάτων συντείνουν στην εξάπλωσή τους. Στην παρούσα διατριβή ανιχνεύθηκαν και απομονώθηκαν εντεροϊοί, αδενοϊοί και ρότα ιοί από ακατέργαστα λύματα, τα οποία ελήφθησαν από την είσοδο τεσσάρων σταθμών βιολογικού καθαρισμού (δύο στην Αττική και δύο στην Αχαΐα). Συνολικά ελήφθησαν 118 δείγματα ακατέργαστων λυμάτων κατά την περίοδο Σεπτέμβριο 2000 – Σεπτέμβριο 2003. Η μεθοδολογία αφορούσε στην συμπύκνωση των ιών ακολουθούμενη από RT-nested PCR, προκειμένου να επιτευχθεί αύξηση της ευαισθησίας απομόνωσης των ιών. Μετά την απομόνωση γενετικού υλικού των ιών πραγματοποιήθηκε τυποποίησή τους εφαρμόζοντας nucleotide sequencing analysis. Οι Ρότα ιοί ανιχνεύθηκαν σε 17 δείγματα (14.2%). Τα αποτελέσματα της τυποποίησής τους ήταν rotavirus τύπος G1 (88.2%) και τύπος G2 (11.8%). Οι Αδενοϊοί βρέθηκαν σε 55 δείγματα (45.8%). Η Sequencing ανάλυση είχε ως αποτέλεσμα την παρουσία στα δείγματα αδενοϊών της ομάδας F [τύποι 40 (34.6%) και 41 (63.6%)] και της ομάδας C [τύπος 2 (1.8%)]. Οι Εντεροϊοί ανιχνεύθηκαν σε 30 δείγματα (40%) και η sequencing ανάλυση είχε ως αποτέλεσμα την παρουσία αρκετών τύπων όπως (α) coxsackievirus (τύποι A6 - 3.3%, A9 - 3.3%, A16 - 3.3%, B4 - 16.7%, B5 - 3.3%), (β) echovirus (τύποι 2 -6.7%, 6 - 13.3%, 30 -10%), (γ) εντεροϊοί τύποι 68 - 3.3%, 71 - 13.3% καθώς και porcine εντεροϊός (6.7%), poliovirus 1 (6.7%) και poliovirus 2 (10%). Η μικροβιολογική ποιότητα του νερού επομένως και η ανθρώπινη υγεία επηρεάζονται σημαντικά από την παρουσία μικροοργανισμών εντερικής προέλευσης, οι οποίοι προέρχονται από λύματα που καταλήγουν στο υδάτινο περιβάλλον. Πολλές επιδημίες από ιούς εντερικής προέλευσης έχουν κατά καιρούς συνδυαστεί με το νερό. Οι υδατογενείς επιδημίες γενικά εξαπλώνονται στον πληθυσμό από κατανάλωση μολυσμένου νερού, κολύμβηση σε ακατάλληλα νερά αναψυχής καθώς επίσης μεταδίδονται απο τη σωματική επαφή και την εισπνοή. Τα μη επεξεργασμένα λύματα της μελέτης περιέχουν πολλούς και διαφορετικούς τύπους ιών εντερικής προέλευσης οι οποίοι κατά κύριο λόγο προκαλούν γαστρεντερίτιδα. Επομένως καθίσταται αναγκαία η επξεργασία των λυμάτων στο μέγιστο δυνατό βαθμό στους σταθμούς βιολογικού καθαρισμού. Η Sequencing ανάλυση έδειξε την παρουσία ανθρώπινων Ρότα ιών A (τύποι G1 και G2), οι οποίοι προκαλούν παγκοσμίως διάρροια σε παιδιά καθώς επίσης και την παρουσία αδενοϊών τύπου 40 και 41, οι οποίοι είναι σημαντικοί αιτιολογικοί παράγοντες γαστρεντερίτιδας, κυρίως σε θερμά κλίματα. Από την άλλη πλευρά η ποικιλία των εντεροϊών που ανιχνεύθηκε στα ακατέργαστα λύματα ήταν μεγαλύτερη συγκρινόμενη με την αντίστοιχη των υπολοίπων ιών της μελέτης. Η παρούσα διατριβή αναδεικνύει την αποτελεσματικότητα της μεθόδου «nucleotide sequencing analysis», ως μέσου επιδημιολογικής μελέτης και ανάλυσης της συσχέτισης ιών που εμπλέκονται σε ανθρώπινες ασθένειες κι εκέινων που ανιχνεύονται σε ακατέργαστα λύματα. / Enteroviruses have been associated with outbreaks of waterborne non-bacterial gastroenteritis and are of important concern for public health. Significant numbers of viruses can be isolated from faeces and urine of humans as well as from sewage and polluted waters. Adenoviruses are also pathogenic to humans and their presence in environmental samples (polluted waters) may cause infections. Like rotaviruses, adenoviruses are causative agents of gastroenteritis, are the only human enteric viruses to contain DNA and many serotypes are difficult to culture in regular cell lines For this reason, and because adenoviruses are slow growing, their presence in polluted water and their role as originators of gastroenteritis have probably been underestimated. Rota viruses are responsible for severe gastroenteritis in humans and animals. After replicating in the gastrointestinal tract, these viruses are excreted and may be dispersed in environmental waters. Rota viruses have been implicated in waterborne gastroenteritis outbreaks in many countries. The stability of human rotaviruses in environmental water and their resistance to physicochemical treatment processes in sewage treatment plants may facilitate their transmission. In the present study, enteroviruses, adenoviruses and rota viruses were detected in raw sewage samples from inlets of four biological treatment plants in Greece (two in Athens, two in Patras}. Raw sewage samples (118) were analyzed for the presence of these viruses during the period September 2000 to September 2003. Our approach consisted of a simple concentration of viruses from raw sewage followed by RT-nested PCR in order to increase the sensitivity of virus detection. The viral sequences detected were then characterized by nucleotide sequencing analysis. Rota viruses were detected in 17 samples (14.2%). Sequencing analysis of the positive sewage samples revealed the presence of rotavirus type G1 (88.2%) and type G2 (11.8%). Adenoviruses were found in 55 samples (45.8%). Sequencing analysis of the positive sewage samples revealed the presence of adenovirus group F type 40 (34.6%), type 41 (63.6%) and group C type 2 (1.8%). Enteroviruses were detected in 30 samples (40%) and sequencing analysis of the positive sewage samples revealed the presence of several types such as (a) coxsackievirus types (A6 - 3.3%, A9 - 3.3%, A16 - 3.3%, B4 - 16.7%, B5 - 3.3%), (b) echovirus types (2 -6.7%, 6 - 13.3%, 30 -10%), (c) enterovirus types (68 - 3.3%, 71 - 13.3%) as well as porcine enterovirus (6.7%). poliovirus 1 (6.7%) and poliovirus 2 (10%). Water quality and, therefore human health, may be significantly affected by the presence of pathogenic enteric microorganisms derived from sewage discharged to the aquatic environment. Outbreaks of enteric virus disease have been linked to water at various times and to different causes. Waterborne disease may be transmitted by consumption of polluted drinking water, by immersion in recreational water or by contact with skin or inhalation. Raw sewage was found to be contaminated by different types of enteric viruses that mainly cause gastroenteritis; therefore, it is necessary to use the most efficient water treatment measures in sewage treatment plants. Sequencing analysis showed the presence of human rotavirus A type G1 and G2 which cause childhood diarrhea worldwide and enteric adenoviruses (types 40 and 41) which are important etiological agents of pediatric gastroenteritis, principally in temperate climates. On the other hand, the variety of enteroviruses identified in the raw sewage samples was more extensive compared to the other viruses of the study. The present study demonstrated the efficiency of the nucleotide sequencing analysis for studying epidemiological relationships between strains involved in human infections and those found in raw sewage.

Στα πλαίσια της συγκεκριμένης μεταπτυχιακής εργασίας μελετήθηκαν αλγόριθμοι και εργαλεία σχεδίασης φαρμάκων με τη βοήθεια Η/Υ που υπάρχουν στη διεθνή βιβλιογραφία. Η μελέτη εστιάστηκε σε αλγορίθμους ανάκτησης πιθανών φαρμακοφόρων μορίων από Βάσεις Βιολογικών Δεδομένων (search algorithms for virtual ligand screening), με χρήση της μεθόδου μοριακής αναγνώρισης (docking method). Η μέθοδος αυτή προσπαθεί να εντοπίσει μικρά μόρια-προσδέτες τα οποία ταιριάζουν, όσο το δυνατόν καλύτερα, στην κοιλότητα πρόσδεσης των μακρομορίων-στόχων που μας ενδιαφέρουν. Το ταίριασμα στηρίζεται στην ικανοποίηση: - γεωμετρικών κριτηρίων, τα οποία ελέγχουν την συμπληρωματικότητα στις δομές (σχήματα) των μορίων που επιδιώκουμε να ταιριάσουμε, και - ενεργειακών κριτηρίων τα οποία εξασφαλίζουν ότι αναπτύσσονται οι βέλτιστες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των εμπλεκόμενων μορίων. Στόχος της διπλωματικής εργασίας ήταν η σχεδίαση ενιαίου πλαισίου αξιολόγησης των σχετικών εργαλείων και αλγορίθμων σχεδιασμού Φαρμάκων, ώστε να αποτελέσει βάση για περαιτέρω έρευνα, εντοπίζοντας ανοικτά προβλήματα ή/και προτείνοντας πιθανές βελτιώσεις. / In this dissertation algorithms and tools for computer-aided drug design that are available in the international bibliography were studied. The study focussed on virtual screening search algorithms and tools using the docking methodology, which locates small molecules (ligands) with optimal fit in the binding cavity of the target macromolecules of interest. Fit is based in the fulfilment of: - geometric criteria, which check for structural complementarity of the molecules involved and - energetic criteria, which check for optimal interactions between the molecules. The goal of this study was to develop an evaluation context for tools and algorithms used for computer-aided drug design in order to be used as the basis for further research and help us proposing possible improvements or addressing open problems.

Στόχος της διπλωματικής εργασίας ήταν η εφαρμογή της Μοριακής Απεικόνισης για την λήψη εικόνων παθολογικής αγγειογένεσης σε πειραματικό μοντέλο λευκού κόνικλου Νέας Ζηλανδίας με καρκίνωμα VX2. Στη πρώτη φάση της διπλωματικής εργασίας προσδιορίσαμε ως κατάλληλο μοριακό στόχο για την απεικόνιση της αγγειογένεσης, την ιντεγκρίνη ανβ3. Η επιλογή του στόχου βασίστηκε στο γεγονός ότι το επίπεδο έκφρασης της ιντεγκρίνης ανβ3 αυξάνεται σημαντικά κατά την αγγειογένεση, η οποία έχει διαπιστωθεί ότι συμμετέχει στην ανάπτυξη ενός όγκου και επάγεται από χημικούς παράγοντες σε καταστάσεις ισχαιμίας, ενώ σχετίζεται και με πολλές άλλες ασθένειες. Στη δεύτερη φάση στόχος μας ήταν να γίνει εμφύτευση καρκινικών κυττάρων της σειράς VX2 σε κόνικλο και η δημιουργία ενός carrier animal με όγκο VX2. Η δημιουργία ενός δότη κυττάρων VX2 χρησιμεύει για την επίτευξη συνεχών μετεμφυτεύσεων του όγκου σε κόνικλους που προορίζονται για απεικόνιση του επιλεγμένου μοριακού στόχου. Για τη μελέτη του επιπέδου έκφρασης της ιντεγκρίνης ανβ3 επιλέχθηκαν ως μόρια προς επισήμανση πεπτίδια τα οποία φέρουν την αλληλουχία RGD (Arginine-Glycine-Aspartic acid) μέσω της οποίας αντιδρούν με το μόριο της ιντεγκρίνης ανβ3 και ως κατάλληλο σύστημα απεικόνισης περιστρεφόμενη γ κάμερα. Τελικός στόχος είναι μέσω του δείκτη ανβ3 να μελετήσουμε πως εξελίσσεται χρονικά και χωρικά σε σχέση με τον όγκο η αγγειογένεση. Μελλοντικές προοπτικές είναι η ακριβής παρακολούθηση σε κλινικό επίπεδο της διαδικασίας της αγγειογένεσης μετά από χορήγηση προ-αγγειογενετικών ή αντι-αγγειογενετικών παραγόντων σε περιπτώσεις ισχαιμίας ή καρκίνου αντίστοιχα. / The aim of the study was the aquisition of images of tumor angiogenesis by implementing Molecular Imaging techniques. The small animal experimental platform that was required for the study was the New Zealand White rabbit with VX2 carcinoma. The molecular target for imaging angiogenesis was integrin ανβ3, which is found to be overexpressed in endothelial cells participating in angiogenesis. Angiogenesis is found to be crucial for the development of solid tumors (excessive angiogenesis) and other pathological conditions (insufficient angiogenesis). Tracers that interact with ανβ3 are RGD (Arginine-Glycine-Aspartic acid residues)peptides labeled with radionuclides and suitable imaging modality is rotating gamma camera. Targeted molecular imaging may visualize the early activation of the angiogenic type of endothelial cells.To that end, we hope to gain further insights into the specific temporal and spatial characteristics of the onset of angiogenesis.

- / -

- / -

- / -

- / -