- / -

Τα Gram αρνητικά βακτήρια είναι οι κύριοι αιτιολογικοί παράγοντες της περιοδοντικής νόσου, όπως τα βακτήρια Porphyromonas gingivalis, Actinοbacillus actinomycetemcomitans και Bacteroides forsythus. Σκοπός της εργασίας είναι η μοριακή ανίχνευση και ταυτοποίηση των βακτηρίων αυτών, σε δείγματα ασθενών με περιοδοντίτιδα, μέσω εντοπισμού ειδικών αλληλουχιών του DNA του γονότυπου κάθε παθογόνου. Τα δείγματα συλλέγονται σε PBS και DNA παρασκευάζεται με το QIAmp Tissue kit (Qiagen). Η μοριακή ανάλυση γίνεται με PCR και multiplex PCR, με ένα εκκινητή ειδικό για κάθε βακτήριο και ένα κοινό για τα τρία βακτήρια, για ειδική αλληλουχία του γονιδίου 16S rRNA.Το αποτέλεσμα της PCR ελέγχεται με ηλεκτροφόρηση αγαρόζης 2%.Η ταυτοποίηση του προϊόντος της PCR γίνεται με κατάτμηση του γενετικού υλικού με ειδικά ένζυμα περιορισμού. Ο προσδιορισμός της ευαισθησίας της μεθόδου γίνεται με συνεχείς αραιώσεις του DNA για κάθε βακτήριο και PCR.Εξετάστηκαν 42 δείγματα οδοντικής πλάκας. Τα εξεταζόμενα παθογόνα βακτήρια ανιχνεύτηκαν σε 40 δείγματα, εκ των οποίων: 15 περιέχουν τη Porphyromonas gingivalis, 6 τον Actinοbacillus actinomycetemcomitans και 19 το Bacteroides forsythus. Σε 5 δείγματα συνυπάρχουν τα βακτήρια Porphyromonas gingivalis και Bacteroides forsythus, ενώ σε 4 η Porphyromonas gingivalis και ο Actinοbacillus actinomycetemcomitans. Η μεθοδολογία αυτή παρουσιάζει υψηλή ειδικότητα καθότι δεν ανιχνεύεται μη ειδικό προϊόν PCR και υψηλή ευαισθησία, με το χαμηλότερο όριο ανίχνευσης για το Porphyromonas gingivalis είναι 280 pgr/αντίδραση και για το Actinοbacillus actinomycetemcomitans, 120 pgr/αντίδραση. Η υψηλή αποτελεσματικότητα, ειδικότητα και ευαισθησία μεθόδου, σε συνδυασμό με τον μικρό χρόνο ανάλυσης, καθιστούν τη μοριακή ανίχνευση και ταυτοποίηση των περιοδοντικά παθογόνων βακτηρίων αποτελεσματικότερη, σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους. / Gram- bacteria are the main aetiological factors for periodontal disease(i.e.Porphyromonas gingivalis, Actinοbacillus actinomycetemcomitans και Bacteroides forsythus). The aim of this study is the molecular identification of these bacterias in samples of patients with periodontal disease. The molecular analysis is performed with PCR and multiplex PCR.42 samples with dental plague were evaluated. The pathogenic bacterias were found in 40 of these samples. The great efficacy, sensitivity and speciality of the method make the molecular identification of the periodontal pathogenic bacteria more useful than the conventional methods.

- / -

Η πρωτείνη MuSK (Muscle Specific Kinase) αποτελεί μέρος ενός συμπλόκου υποδοχέων της αγκρίνης (agrin) οι οποίοι διεγείρουν την φωσφορυλίωση της τυροσίνης και οδηγούν στην ομαδοποίηση των υποδοχέων ακετυλοχολίνης (AChRs) στην μετασυναπτική μεμβράνη της νευρομυϊκής σύναψης των σπονδυλωτών οργανισμών. Μεταλλάξεις της MuSK είναι υπεύθυνες για ασθένειες και δυσλειτουργίες της νευρομυϊκής σύναψης, όπως το εκ γενετής μυασθενικό σύνδρομο. Τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον για την πρωτεΐνη MuSK έχει αυξηθεί, αλλά παρόλα αυτά δεν έχουν αποδειχθεί πλήρως, ούτε ο ρόλος της, ούτε η λειτουργία της ,ούτε η δομής της. Χρησιμοποιώντας τεχνικές μοντελοποίησης μέσω ομολογίας και χρησιμοποιώντας ως εκμαγεία γνωστές κρυσταλλογραφικές δομές, δημιουργήθηκε το υπολογιστικό μοντέλο της ανθρώπινης MuSK. Για την μελέτη της συμπεριφοράς της πρωτεΐνης πραγματοποιήθηκαν προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής σε υδατικό περιβάλλον όπου εξήχθησαν συμπεράσματα για τον προσανατολισμό της δομής, τις αλληλεπιδράσεις των τμημάτων της και την συνολική συμπεριφορά του μορίου. / The protein MuSK (Muscle specific Kinase) is part of an agrin receptor complex which stimulates tyrosine phosphorylation and lead to the clustering of acetylcholine receptors (AChRs) in the postsynaptic membrane of the neuromuscular junction of vertebrate organisms. MuSK mutations are responsible for diseases and disorders of the neuromuscular junction, such as congenital myasthenic syndrome. In recent years interest over MuSK protein has increased, but till now neither the role nor function, nor the structure of the protein have been fully demonstrated. Using homology modeling techniques and based on templates of known crystallographic structures, we have generated in silico the model of human MuSK. To study the behavior of the protein we used molecular dynamics simulations carried out in an aqueous environment where conclusions were reached on the orientation of the structure, interactions between the domains of the protein and the overall behavior of the molecule.

Η ανθρώπινη εντερική χλωρίδα είναι ένα «ουσιώδες» όργανο, το οποίο συμβάλλει στη θρέψη, την ανοσία, την ανάπτυξη των εντερικών επιθηλιακών κυττάρων του ξενιστή, αλλά και συμμετέχει σε διάφορα μεταβολικά μονοπάτια αυτού. Επηρεάζεται από ποικίλους παράγοντες, όπως η ηλικία, ο γονότυπος του ξενιστή, το περιβάλλον, το στρες, η δίαιτα, καθώς και η πρόσληψη προβιοτικών, πρεβιοτικών, αντιβιοτικών. Η ανθρώπινη εντερική χλωρίδα αποτελείται κυρίως από δύο φύλα βακτηρίων: τα Bacteroidetes και τα Firmicutes. Τα τελευταία χρόνια πολλοί ερευνητές έχουν επικεντρώσει το ενδιαφέρον τους στη μελέτη της σχέσης που έχει η παχυσαρκία με την εντερική χλωρίδα. Τα αποτελέσματα είναι αντικρουόμενα. Συγκεκριμένα, έχει αποδειχθεί ότι σε παχύσαρκα άτομα υπάρχει χαμηλότερο ποσοστό Bacteroidetes και μεγαλύτερο Firmicutes, σε σχέση με άτομα φυσιολογικού βάρους. Στη συγκεκριμένη μελέτη ερευνήθηκε η επιρροή της παχυσαρκίας, της απώλειας βάρους, της διατροφής και της μεσογειακής δίαιτας στη σύσταση της εντερικής χλωρίδας. Η πειραματική πορεία που ακολουθήθηκε είναι η εξής: απομόνωση DNA, ηλεκτροφόρηση, φωτομέτρηση και Real Time – PCR. Η παχυσαρκία και ο αυξημένος Δείκτης Μάζας Σώματος σχετίστηκε, σε στατιστικά σημαντικό βαθμό, με μειωμένα ποσοστά Bacteroides και Bifidobacterium στα κόπρανα. Ακόμα, η απώλεια βάρους σχετίστηκε με μειωμένη ποσότητα Lactobacillus. Η υιοθέτηση της Μεσογειακής Διατροφής δε φάνηκε να σχετίζεται με διαφορές στην εντερική χλωρίδα σε στατιστικά σημαντικό βαθμό. Ενώ, όσον αφορά τη διατροφική πρόσληψη, βρέθηκε η κατανάλωση φρέσκων φρούτων, μοσχαριού και αναψυκτικών να σχετίζεται αρνητικά με την ποσότητα Clostridium. Η κατανάλωση οσπρίων σχετίστηκε θετικά με την ποσότητα Bacteroides, ενώ την ποσότητα των Bifidobacterium φάνηκε να επηρεάζει αρνητικά η κατανάλωση φρέσκων φρούτων και θετικά η κατανάλωση λαχανικών. / Gut flora is an «essential» part of human life that contributes positive to nutrition, to immunity and to the growth of the epithelial gut cells of the host. Moreover, it sprigthfully participates at host’s different metabolic paths. Gut flora is affected by various factors, such as the age, host’s genotype, environment, stress, diet and intake of probiotics, prebiotics or antibiotics. The gut flora of human consists of two main bacterial genders: The Bacteroidetes and the Firmicutes. Last years, many scientists have focused their interest on researches which deal with the correlation between the obesity and the gut flora. But, there are conflicting results on these researches. In particular, it is proved that the humans who suffer from obesity have smaller percentage of Bacteroidetes and bigger percentage of Firmicutes concerning with humans with normal weight. This research tries to correlate the obesity, the weight loss, the nutrition and the Mediterranean diet with the gut flora. The research has the next experimental development: DNA isolation, electrophoresis, photometry and Real Time – PCR. Obesity and increased Body Mass Index were related, in significant level, with reductions in Bacteroides and Bifidobacterium percentage in feces. Additionally, weight loss was related with decreased Lactobacillus percentage in feces. Adherence to Mediterranean Diet was not related with significant changes in gut microbiota. The consuming of fresh fruits, beef and soft drinks was, in significant level, related negatively with Clostridium levels in feces. The consuming of legumes was related positively with Bacteroides levels and, finally, Bifidobacterium levels in feces were affected negatively by fresh fruits consuming and positively by salads consuming.

Η περιέλιξη του σώματος είναι ένα φαινόμενο που συναντάται αποκλειστικά στα Γαστερόποδα και παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη γενετική, την εξελικτική και την αναπτυξιακή βιολογία. Η κατεύθυνση της περιέλιξης (δεξιόστροφη ή αριστερόστροφη) καθορίζεται από ένα άγνωστο γονίδιο, το οποίο παρουσιάζει μητρικό επηρεασμό. Στα περισσότερα είδη, τα άτομα αντίστροφης περιέλιξης δεν μπορούν να ζευγαρώσουν, συνεπώς η αλλαγή στην κατεύθυνση της περιέλιξης προκαλεί αναπαραγωγική απομόνωση. Η συντριπτική πλειονότητα των ειδών στο γένος Albinaria έχει αριστερόστροφη περιέλιξη. Οι μόνες δεξιόστροφες μορφές εμφανίζονται αποκλειστικά στη νότια Πελοπόννησο. Όλες οι δεξιόστροφες μορφές θεωρείται, με βάση τα μορφολογικά δεδομένα, ότι ανήκουν σε ένα είδος, το Albinaria voithii. Ωστόσο, επειδή η μορφολογική και η γενετική διαφοροποίηση στα χερσαία μαλάκια και ειδικότερα στο γένος Albinaria συχνά δείχνει αντικρουόμενα αποτελέσματα και καθώς δεν υπάρχουν στοιχεία σχετικά με τη φυλογένεση του συγκεκριμένου ζώου, δεν έχει αποσαφηνιστεί εάν όλοι οι δεξιόστροφοι πληθυσμοί συγκροτούν μία μονοφυλετική ομάδα και αν η αντιστροφή της περιέλιξης συνέβη μία ή περισσότερες φορές. Επιπλέον, πολλές φορές τα δεξιόστροφα άτομα ζουν συμπάτρια με αριστερόστροφα, αλλά σπανίως διασταυρώνονται με αυτά. Προκύπτει έτσι το ερώτημα εάν η αντιστροφή της περιέλιξης εμφανίστηκε ως ένα μέσο μείωσης της γονιδιακής ροής για να αποφευχθεί η δημιουργία υβριδίων με χαμηλή αρμοστικότητα. Σε αυτήν την εργασία ελέγξαμε εάν οι δεξιόστροφοι πληθυσμοί της Albinaria συγκροτούν μια μονοφυλετική ομάδα και εάν αντιστοίχως το φαινόμενο της αντιστροφής της περιέλιξης έχει συμβεί μία ή περισσότερες ανεξάρτητες φορές. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε αριστερόστροφα και δεξιόστροφα άτομα που συλλέχθηκαν από 25 τοποθεσίες της Πελοποννήσου. Στις 10 περιοχές υπήρχαν μόνο αριστερόστροφοι αντιπρόσωποι, στις 8 μόνο δεξιόστροφοι, ενώ στις υπόλοιπες 7 περιοχές υπήρχε συμπάτρια παρουσία αριστερόστροφων και δεξιόστροφων πληθυσμών. Η εκτίμηση της γενετικής ποικιλότητας και ο προσδιορισμός των φυλογενετικών σχέσεων αυτών των πληθυσμών έγινε χρησιμοποιώντας έναν πυρηνικό (ITS1) και δύο μιτοχονδριακούς μοριακούς δείκτες (COΙ και 16S). Οι φυλογενετικές αναλύσεις του πυρηνικού και των μιτοχονδριακών δεικτών οδήγησαν στην παραγωγή δέντρων ανόμοιας τοπολογίας. Τα δέντρα των μιτοχονδριακών δεικτών έχουν τρεις δεξιόστροφους και τρεις αριστερόστροφους κλάδους, ενώ στα δέντρα του πυρηνικού υπάρχουν δύο αριστερόστροφοι κλάδοι, ένας δεξιόστροφος και ένας με αριστερόστροφα και δεξιόστροφα άτομα. Από τις φυλογενετικές αναλύσεις του πυρηνικού δείκτη συμπεραίνουμε ότι τα δεξιόστροφα άτομα δεν συγκροτούν μία μονοφυλετική ομάδα και ότι η δεξιοστροφία στο γένος Albinaria έχει εμφανιστεί ανεξάρτητα τουλάχιστον δύο φορές, καθώς τα δεξιόστροφα άτομα τοποθετούνται σε δύο διαφορετικούς κλάδους, αλλά το δεξιόστροφο αλληλόμορφο εμφανίστηκε μόνο μία φορά. Επίσης, η εμφάνιση της δεξιοστροφίας πρέπει να είναι ένα παλιό εξελικτικό γεγονός που συνέβη πριν από αρκετά εκατομμύρια χρόνια, καθώς τα συμπάτρια αριστερόστροφα και δεξιόστροφα άτομα δεν έχουν πρόσφατο κοινό πρόγονο. Ακόμα, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι δεν υπάρχει γονιδιακή ροή ανάμεσα στα συμπάτρια δεξιόστροφα και αριστερόστροφα άτομα, επειδή αυτά τοποθετούνται σε διαφορετικούς κλάδους. Μία πιθανή ερμηνεία της τοπολογίας του δέντρου των μιτοχονδριακών δεικτών είναι ότι ο μητρικός κυτταροπλασματικός παράγοντας που καθορίζει την κατεύθυνση της περιέλιξης στο έμβρυο, πιθανώς συμπαρασύρει τη μεταβίβαση ενός τύπου μιτοχονδρίου. / Body coiling is a phenomenon occurring exclusively in gastropods and it has important implications for their genetics, evolution and development. The direction of coiling (dextral or sinistral) is determined by an unknown gene that has maternal effect. In most species, individuals with reverse coiling cannot mate, thus the inversion of coiling might cause reproductive isolation. The vast majority of species and populations in the pulmonate genus Albinaria coil sinistrally. The only dextral morphs can be found restricted in southern Peloponissos and according to their morphology they belong to a single species, Albinaria voithii. However, morphological and genetic differentiation in mollusks, (especially in genus Albinaria), often show conflicting results and since phylogenetic studies are lacking, it is not clear whether all dextral populations form a monophyletic group and if the inversion of coiling has occurred more than once. Moreover, dextral populations are often found in sympatry with sinistral ones, but rarely mate with them. Therefore, it is interesting to examine if the inversion of coiling emerged as a means to reduce gene flow and the production of unfitted hybrids. In this study we tested whether dextral populations form a monophyletic group and if the inversion of coiling occurred independently more than once. For this purpose we used dextral and sinistral individuals collected from 25 localities in Peloponissos. In 10 localities there were only sinistral populations, in 8 only dextral ones, while in the remaining 7 localities sympatric sinistral and dextral populations were found. The assessment of genetic diversity and the determination of phylogenetic relationships of these populations were performed using a nuclear (ITS1) and two mitochondrial markers (COI and 16S). Phylogenetic analyses of nuclear and mitochondrial markers produced trees with different topologies. Trees of mitochondrial markers have three dextral and three sinistral clades, whereas the trees of nuclear marker have two sinistral clades, one dextral and one clade with both sinistral and dextral individuals. From the phylogenetic analyses of the nuclear marker we can conclude that dextral individuals do not form a monophyletic group and that dextrality has evolved independently at least twice within the genus Albinaria, as dextral individuals are placed in two different clades. However, it seems that the dextral allele appeared only once. Also, the evolution of dextrality must be an old evolutionary event that occurred before several million years, because sympatric sinistral and dextral individuals do not share a recent common ancestor. Moreover, we can conclude that there is no gene flow between sympatric dextral and sinistral individuals because they are placed in different clades. A possible scenario that explains the topology of the tree of mitochondrial markers is that the maternal cytoplasmic factor that determines the direction of coiling in the embryo probably causes the inheritance of mitochondria of a certain type.

- / -

Στην παρούσα εργασία σχεδιάστηκε και εφαρμόστηκε ένας νέος αλγόριθμος χειρισμού των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων. Οι αλληλεπιδράσεις ηλεκτροστατικής φύσεως αποτελούν αντικείμενο εκτενούς μελέτης στον ερευνητικό κλάδο των μοριακών προσομοιώσεων. Ιδιαίτερα σε βιολογικά μοριακά συστήματα, τα οποία αποτελούνται από υδατικά διαλύματα πολυηλεκτρολυτών, οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις κυριαρχούν. Η ευρέως διαδεδομένη μέθοδος άθροισης κατά Ewald η οποία χαρακτηρίζεται για την ακρίβεια της, είναι ιδιαίτερα απαιτητική σε υπολογιστικό χρόνο δεδομένου ότι κλιμακώνεται ως Ν2, όπου Ν ο συνολικός αριθμός φορτίων του συστήματος. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η προσεγγιστική μέθοδος σφαιρικής αποκοπής για την περίπτωση πολυηλεκτρολυτών. Έως σήμερα, η μέθοδος της σφαιρικής αποκοπής έχει εφαρμοστεί σε μοριακά συστήματα ιοντικών κρυστάλλων. Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή, εισάγοντας μια σφαιρική αποκοπή στον υπολογισμό του ηλεκτροστατικού δυναμικού και παράλληλα επιτυγχάνοντας ηλεκτροουδετερότητα του υπό εξέταση σφαιρικού συστήματος, πραγματοποιείται μείωση του υπολογιστικού χρόνου σε δίχως σημαντικές απώλειες σε ακρίβεια. Στην παρούσα εργασία σχεδιάστηκε ο αλγόριθμος της σφαιρικής αποκοπής για δύο κατηγορίες μορίων: τους πολυηλεκτρολύτες χωρίς ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις όπως είναι το μόριο του νερού και τους πολυηλεκτρολύτες με ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις όπως είναι τα μόρια CiEj των αλκυλικών αιθέρων πολυ-(οξυ-αιθυλενίου). Επιπρόσθετα, επεκτείναμε τη μέθοδο άθροισης κατά Ewald για την εφαρμογή της σε πολυηλεκτρολύτες, χωρίς και με ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις προκειμένου να προχωρήσουμε σε σύγκριση της ακριβής μεθόδου Ewald με τα αποτελέσματα του νέου αλγορίθμου της σφαιρικής αποκοπής. Συγκρίνοντας τα αριθμητικά αποτελέσματα των δύο μεθόδων για τα δύο διαφορετικά είδη πολυηλεκτρολυτών ( H2Ο και CiEj ) από ατομιστικές προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής οδηγηθήκαμε σε πλήρη συμφωνία των δύο μεθόδων γεγονός που επιβεβαιώνει την εγκυρότητας της νέας μεθόδου. Επίσης, μέσω των αποτελεσμάτων των προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής μελετήθηκαν οι θερμοδυναμικές, δομικές και δυναμικές ιδιότητες των δύο συστημάτων. Η παρούσα εργασία είναι δομημένη ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στο θεωρητικό υπόβαθρο προσομοιώσεων μοριακής δυναμικής. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι μέθοδοι χειρισμού των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων που συναντούμε έως σήμερα στη βιβλιογραφία. Στη συνέχεια, στο κεφάλαιο 3 περιγράφεται ο αλγόριθμος της σφαιρικής αποκοπής. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από τις προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής με τις μεθόδους σφαιρικής αποκοπής και άθροισης κατά Ewald. / -

Η παρούσα εργασία αφορά την ανάπτυξη μαθηματικών μοντέλων και την εκτέλεση υπολογιστικών προσομοιώσεων Μοριακής δυναμικής για την περιγραφή και μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς συστημάτων αποτελούμενων από μακρομόρια πολυαιθυλενοξειδίου. Δύο κατηγορίες συστημάτων εξετάστηκαν, πολυμερικά τήγμα κυκλικών καθώς και γραμμικών αλυσίδων του πολυαιθυλενοξειδίου. Ένα εύρος δομικών θερμοδυναμικών αλλά και δυναμικών ιδιοτήτων περιγράφεται από το προτεινόμενο μοριακό μοντέλο και τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τις προβλέψεις των δύο επιτυχημένων θεωριών για τα πολυμερή, τις θεωρίες Rouse και ερπυσμού (Reptation Theory). Δίνεται έμφαση στη σύγκριση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από τις προσομοιώσεις των γραμμικών και κυκλικών συστημάτων έτσι ώστε να κατανοηθεί η φύση της κυκλικής αλυσίδας. Η μελέτη αυτή διαπραγματεύεται ταυτόχρονα ένα αυστηρά καθορισμένο πρόβλημα από φυσική άποψη αλλά και ένα ιδιαίτερο θέμα σύγχρονου τεχνολογικού ενδιαφέροντος. Η εργασία αρχικά εισάγει το γενικότερο πλαίσιο κάτω από το οποίο θα γίνει η μελέτη των συστημάτων πολυαιθυλενοξειδίου. Γίνεται αναφορά σε θεωρητικά θέματα όπως η ανάπτυξη της θεωρίας Rouse και ερπυσμού τόσο για τα γραμμικά όσο και για τα κυκλικά πολυμερή και έπειτα παρουσιάζονται αποτελέσματα προσομοιώσεων των προαναφερθέντων συστημάτων σε ένα εύρος θερμοκρασιών. / This work involves developing mathematical models and molecular dynamics computer simulations which are performed to describe and study the dynamic behavior of systems composed of polyethylene macromolecules. Two types of systems examined, polymer melt cyclic and linear chains of polyethylene. A range of structural, thermodynamic and dynamic properties are described by the proposed molecular model and the results are compared with the predictions of two successful theories for polymers, Rouse and Reptation Theory. Emphasis is placed on comparing the results of simulations of linear and cyclic systems so as to understand the nature of the circular chain. This study deals with a strictly defined physical problem but also an issue of distinct technological interest. This work initially introduces the general framework under which the study will be made of polyethylene systems. Refer to theoretical issues such as the development of Rouse and Reptation theory for both linear and cyclic polymers and then presented simulation results of the above systems in a range of temperatures.

Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η μελέτη της απεικόνισης και ποσοτικοποίησής της με χρήση τεχνικών μοριακής απεικόνισης. Ένα νέο κυκλικό πεπτιδικό παράγωγο RGDfK (Arg-Gly-Asp-D‐Phe–Lys), το cRGDfK-Orn3-CGG, αξιολογήθηκε ως νέο μοριακό μέσο στόχευσης του καρκίνου μέσω της ειδικής στόχευσης των υποδοχέων ιντεγκρίνης ανβ3 που υπερεκφράζονται κατά την αγγειογένεση. Το νέο πεπτιδικό παράγωγο φέρει τον περιφερειακό υποκαταστάτη CGG (Cys-Gly-Gly), κατάλληλο για την επισήμανση με σύμπλοκα του πεντασθενούς 99mTc(V) καθώς και για την σύζευξη με νανοσωματίδια. Συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν σιδηρομαγνητικά νανοσωματίδια (10±2 nm) συζευγμένα με το νέο παράγωγο RGD, κατάλληλα τόσο για SPECT/MRI απεικόνιση όσο και για υπερθερμία. Ειδικότερα, αξιολογήθηκαν ως νέα μοριακά μέσα απεικόνισης: 99mΤc-RGD (cRGDfK-Orn3-CGG), 99mΤc-NPs και 99mΤc-NPs-RGD, αναφορικά με τα ραδιοχημικά, ραδιοβιολιγικά και in vivo απεικονιστικά χαρακτηριστικά τους. Τα επισημασμένα παράγωγα λήφθηκαν σε υψηλές αποδόσεις και παρουσίασαν ικανοποιητική σταθερότητα in vitro: α) με την πάροδο του χρόνου, β) σε παρουσία περίσσειας ανταγωνιστών για το 99mTc, γ) σε παρουσία ανθρωπίνου πλάσματος ή ορού. Η μελέτη της in vivo συμπεριφοράς, αλλά και η βιοκατανομή των νέων παραγώγων πραγματοποιήθηκε σε φυσιολογικούς μύες και σε παθολογικά πρότυπα καρκίνου τύπου γλοιοβλαστώματος U87MG. Η αξιολόγηση της χωροχρονικής κατανομής της αγγειογένεσης κατέδειξε μέγιστη στόχευση στις ιντεγκρίνες ανβ3 σε ποσοστό 11,60±3,05 % ID/g για το παράγωγο 99mTc-RGD και 9,01±0,19 ID/g για τα στοχευμένα νανοσωματίδια 99mTc-NPs-RGD. Το 99mTc-RGD σχεδιάστηκε κατάλληλα ώστε να αποβάλλεται από τον οργανισμό μέσω του ουροποιητικού συστήματος, με την προσθήκη του υδρόφιλου μορίου ορνιθίνης (Orn3) στη δομή του. Ενώ, τα 99mTc-NPs αποβάλλονται κυρίως μέσω του ηπατοχολικού συστήματος, τα στοχευμένα 99mTc-NPs-RGD παρουσιάζουν χαμηλότερη πρόσληψη στο ήπαρ και υψηλότερη πρόσληψη στους νεφρούς, η οποία μπορεί να αποδοθεί στην πρόσδεση του RGD παραγώγου στην επιφάνεια των NPs. Ικανοποιητικές απεικονίσεις των όγκων ελήφθησαν και με τα επισημασμένα παράγωγα 99mTc-RGD και 99mΤc-NPs. Τέλος, η in vivo αξιολόγηση της θερμικής απόκρισης των NPs ανέδειξε ικανοποιητικά αποτελέσματα, με αντικαρκινική δράση σε πειραματόζωο που φέρει U87MG όγκο. Τα παραπάνω αρχικά αποτελέσματα οδηγούν στο συμπέρασμα ότι τα στοχευμένα νανοσωματίδια είναι πολλά υποσχόμενα στο πεδίο της μοριακής απεικόνισης για τον ποσοτικό προσδιορισμό της χωροχρονικής κατανομής της αγγειογένεσης με στόχο τη διάγνωση αλλά και τη θεραπευτική προσέγγιση. / The aim of the present project is the in vivo evaluation of quantitative monitoring of angiogenesis making use of the molecular imaging methodology. A new cyclic RGDfK (Arg-Gly-Asp-D‐Phe–Lys) derivative, namely the cRGDfK-Orn3-CGG, was evaluated as eventually promising in early tumor detection through specifically targeting integrin ανβ3 receptors, overexpressed in angiogenesis. This new peptide, availing the 99mTc-chelating moiety CGG (Cys-Gly-Gly), is appropriately designed for 99mTc-labeling, as well as consequent conjugation onto nanoparticles. Specifically, RGD-conjugated iron oxide nanoparticles (10±2 nm) have been developed appropriately for SPECT/MRI imaging and hyperthermia treatment. Particularly, they were evaluated as tumor imaging agents: 99mΤc-RGD (cRGDfK-Orn3-CGG), 99mΤc-NPs and 99mΤc-NPs-RGD. The new derivatives were examined with regard to their radiochemical, radiobiological and imaging characteristics. It has been demonstrated that they were obtained in high radiochemical yield and presented high in vitro stability being examined: a) at different time-points, b) in the presence of an excess of antagonist moites for 99mTc, c) in human plasma or serum. The in vivo study and the biodistribution evaluation of radiolabeled products were assessed in normal mice and in pathological models (scid mice) bearing experimental U87MG glioblastoma tumors. Τhe quantitative evaluation of angiogenesis spatial distribution confirmed high specific binding of the 99mTc-RGD peptides to ανβ3 integrins, with significantly high tumor uptake 11.60±3.06 % ID/g, while targeting with 99mTc-NPs-RGD demonstrates high tumor uptake 9.01±0.19 ID/g. The 99mTc-RGD was appropriately designed to have urine excretion due to the ornithine (Orn3) linker, while the 99mTc-NPs exhibits hepatobiliary excretion, compared to 99mTc-NPs-RGD, which exhibit lower values of liver uptake with a significantly higher kidney uptake, which can be attributed to the attachment of the RGD derivative on the surface of NPs. Satisfactory tumor images were obtained with the radiolabeled derivatives 99mTc-RGD and 99mΤc-NPs. Finally, the in vivo heating efficiency experiment showed that hyperthermia induction with the aid of iron oxide NPs was feasible, resulting to anti-tumor effect in a U87MG tumor-bearing mouse. The above preliminary results indicate that targeted iron oxide NPs are promising candidates for the quantitative monitoring of angiogenesis for molecular imaging and potential cancer therapy.