Η θανατηφόρος δράση του βακτηρίου του άνθρακα (Bacillus anthracis), στο οποίο οφείλεται η καλούμενη ως νόσος του άνθρακα, εντοπίζεται στη συνεργό δράση τριών εκλυόμενων τοξινών του και ειδικότερα στην πρωτεολυτική δράση του θανατηφόρου παράγοντα (anthrax Lethal Factor, LF). Ο LF είναι μία μεταλλοπρωτεάση ψευδαργύρου και ισχυρή τοξίνη, η οποία απελευθερώνεται στον οργανισμό στα πρώτα στάδια προσβολής του ατόμου από το βακτήριο. Το ενεργό/καταλυτικό κέντρο του αναγνωρίζει και υδρολύει με εξαιρετική εξειδίκευση πεπτιδικά υποστρώματα ΜΚΚ κινασών, αναστέλλοντας τις διαδικασίες μεταγωγής σήματος στα κύτταρα του μολυσμένου ξενιστή επιφέροντας το θάνατό του. Από την άλλη, η εξειδικευμένη πρωτεολυτική ικανότητα του LF έναντι αυτών των κινασών, οι οποίες πρόσφατα συσχετίστηκαν με ανάπτυξη καρκινικών όγκων, ενδέχεται να αποτελέσει μια καινοτόμο θεραπευτική οδό για την αντιμετώπιση καρκινικών όγκων εν τη γενέση τους. Ωστόσο, ο μηχανισμός της αλληλεπίδρασης σε μοριακό επίπεδο και της πρωτεολυτικής διάσπασης των υποστρωμάτων του LF παραμένει μέχρι και σήμερα αδιευκρίνιστος και συνεπώς χρήζει ιδιαίτερης μελέτης. Προς αυτή την κατεύθυνση εστιάστηκε το ενδιαφέρον της διατριβής έχοντας ως πρωτογενείς στόχους την in silico μελέτη της αλληλεπίδρασης, σε μοριακό επίπεδο, του καταλυτικού κέντρου του LF με τα υποστρώματα των ΜΚΚ κινασών που υδρολύει, και την μελέτη μέσω Φασματοσκοπίας NMR της δομής και δυναμικής του ενεργού κέντρου του LF σε ελεύθερη μορφή, το οποίο ευρίσκεται στο C-τελικό άκρο του. Με την εφαρμογή τεχνικών προσομοίωσης πρόσδεσης και μοριακής δυναμικής πραγματοποιήθηκε in silico μελέτη των συμπλόκων LF-υποστρώματα, και προσδιορίστηκε ένα ευρύ φάσμα αλληλεπιδράσεων, όχι μόνο γύρω από το μεταλλικό/καταλυτικό κέντρο αλλά και σε απόσταση 20 Å στην περιοχή δέσμευσης του Zn2+, υποδεικνύοντας έτσι τους δομικούς παράγοντες που πιθανόν καθορίζουν το είδος της αλληλεπίδρασής ενζύμου με τις κινάσες που υδρολύει, παρέχοντας έτσι σημαντικές πληροφορίες για τον σχεδιασμό και την αναζήτηση βιοδραστικών μορίων με φαρμακευτικό ενδιαφέρον έναντι στον LF. Τα δεδομένα αυτά μπορούν επίσης να αξιοποιηθούν σε μελέτες δομής-δράσης με σημειακές και/ή πολλαπλές μεταλλάξεις. Με την χρήση φασματοσκοπίας NMR, πραγματοποιήθηκε μελέτη της δομής και δυναμικής του ενεργού κέντρου του LF σε ελεύθερη μορφή (apoLF672-776). Η επίλυση των τρισδιάστατων NMR δομών του apoLF672-776 έδωσαν μια εξαιρετικά σαφή εικόνα για τη δομή του ενεργού κέντρου του LF, το οποίο βρίσκεται σε συμφωνία με τις υπάρχουσες κρυσταλλικές δομές. Τα συγκεκριμένα ΝΜR δεδομένα μπορούν να αξιοποιηθούν σε μελέτες με NMR υπό το καθεστώς αλληλεπίδρασης του LF με τα πεπτιδικά υποστρώματά του και χαρακτηρισμό της δυναμικής της αλληλεπίδρασης, όπως επίσης και τον υπολογισμό της συγγένειας δέσμευσής τους. / The anthrax toxin of the bacterium Bacillus anthracis consists of three distinct proteins, one of which is the anthrax lethal factor (LF). LF is a gluzincin Zn-dependent, highly specific metalloprotease with a molecular mass of ~90 kDa that cleaves most isoforms of the family of mitogen-activated protein kinase kinases (MEKs/MKKs) close to their amino termini, resulting in the inhibition of one or more signaling pathways. Previous studies on the crystal structures of uncomplexed LF and LF complexed with the substrate MEK2 or a MKK-based synthetic peptide provided structure-activity correlations and the basis for the rational design of efficient inhibitors. However, in the crystallographic structures, the substrate peptide was not properly oriented in the active site due to the absence of the catalytic zinc atom. The primary target of the thesis was to examine in silico the LF-MEK/MKK interaction along the catalytic channel up to a distance of 20 Å from the zinc atom, using docking and molecular dynamics protocols. This residue-specific view of the enzyme-substrate interaction provides valuable information about: (i) the substrate selectivity of LF and its inactivation of MEKs/MKKs, (an issue highly important not only to anthrax infection, but also to the pathogenesis of cancer), and (ii) the discovery of new, previously unexploited, hot-spots of the LF catalytic channel that are important in the enzyme/substrate binding and interaction. Given the importance of the interaction between LF and substrate for the development of anti-anthrax agents as well as the potential treatment of nascent tumours, the analysis of the structure and dynamic properties of the LF catalytic site are essential to elucidate its enzymatic properties. The thesis interest was oriented then to the solution structure of the catalytic domain of apo LF and present data on its dynamics. The solution nuclear magnetic resonance (NMR) structure and mobility studies of the catalytic domain of apoLF672-776 reveals that the conformation of the C-terminal construct of the LF catalytic domain and the orientation of the six helical motifs are remarkably similar to the native structure, indicating the LF polypeptides catalytic site as reliable models of the enzyme active centre.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι η μελέτη του παράγοντα ποιότητας για τρία διαφορετικά πλαίσια για διαφορετικές καιρικές συνθήκες. Τα πλαίσια που μελετήθηκαν ήταν ένα πλαίσιο μονοκρυσταλλικού πυριτίου CONERGY Q 80 MI , ένα πλαίσιο πολυκρυσταλλικού πυριτίου sharp NE-80E2EA και ένα πλαίσιο δισεληνοϊνδιούχου χαλκού (CIS) τεχνολογίας thin –film SHELL ECLIPSE 75 –C . Στο θεωρητικό μέρος παραθέτονται οι βασικές αρχές της φυσικής των ημιαγωγών και περιγράφονται οι τεχνολογίες των τριών πλαισίων που μελετάμε. Επίσης, αναλύονται τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά του ηλιακού στοιχείου και τέλος παρουσιάζονται οι πρόσφατες μελέτες σχετικά με τον παράγοντα ποιότητας οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν ως αναφορά για τη διεξαγωγή της πειραματικής διαδικασίας. Για την διεξαγωγή του πειραματικού μέρους πραγματοποιήθηκαν πειραματικές μετρήσεις διάρκειας πέντε μηνών (Οκτώβριος 2009 – Φεβρουάριος 2010 ) . Οι μετρήσεις αφορούσαν όλα τα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά των τριών πλαισίων και έγιναν σε πραγματικές συνθήκες στην ταράτσα του κτιρίου του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του πολυτεχνείου Πάτρας για την κλίση των 38° . Τα πειραματικά δεδομένα οδήγησαν σε συμπεράσματα σχετικά με την συμπεριφορά του παράγοντα ποιότητας των τριών πλαισίων σε διαφορετικές καιρικές συνθήκες. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση της θερμοκρασίας υπό σταθερή ακτινοβολία και της ακτινοβολίας υπό σταθερή θερμοκρασία στον παράγοντα ποιότητας και στις παραμέτρους που τον επηρεάζουν. Η μελέτη ολοκληρώθηκε με τον υπολογισμό της αποδιδόμενης ενέργειας των τριών πλαισίων στο ίδιο διάστημα. Τέλος υπολογίστηκε η ετήσια αποδιδόμενη ισχύς για την ίδια κλίση για τα τρία πλαίσια με την βοήθεια του προγράμματος PV SOL και έγινε σύγκριση αυτών των τιμών με τις πειραματικές. / The purpose of this thesis is to study the fill factor for three different photovoltaic modules under different weather conditions. The modules under investigation were a mono-crystalline CONERGY Q 80 MI, a polycrystalline silicon sharp NE-80E2EA and a CIS technology thin-film SHELL ECLIPSE 75–C. In the literature review the basic physical principles of semiconductor technology are presented and the technical characteristics of the three modules under study are described. Also, the electrical characteristics of a solar cell are analyzed. Finally, recent studies on the fill factor of solar cells are presented. In order to conduct the experimental part of this thesis, extensive outdoor measurements have been realized during five months (October 2009 - February 2010). We have realized measurements of the electrical characteristics of the three modules under environmental conditions, on the roof of the building of the Department of Electrical and Computer Engineering of the University of Patras, at tilt angle of 38°. Conclusions were extracted, from experimental data, about the behavior of the fill factor of each of the three modules under varying weather conditions. Moreover, the effect of temperature and solar radiation on the fill factor of a solar cell was presented. The study was completed by calculating the energy yield from these modules during five months (October to February). Finally, the annual energy output was calculated using PV SOL software.

Είναι ευρέως αποδεκτό και καλά τεκμηριωμένο ότι ο υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (epidermal growth factor receptor, EGFR) ελέγχει σημαντικές λειτουργίες των καρκινικών κυττάρων, όπως τον πολλαπλασιασμό και την απόπτωση, αλλά και διαδικασίες όπου συμμετέχουν περισσότεροι του ενός τύποι κυττάρων, όπως τη διήθηση και την αγγειογένεση. Μεταξύ των τύπων καρκίνου, στην ανάπτυξη των οποίων συμμετέχει ο EGFR, είναι και ο μη μικροκυτταρικός καρκίνος του πνεύμονα (ΜΜΚΠ). Πολύ πρόσφατα δεδομένα δείχνουν ότι ένα άλλο μόριο που εμπλέκεται στην ανάπτυξη του καρκίνου του πνεύμονα είναι το Notch. Ο ρόλος του είναι περίπλοκος και διττός: Έχει προταθεί ότι το Notch επάγει την ανάπτυξη του ΜΜΚΠ και αναστέλλει την ανάπτυξη του μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα (ΜΚΠ). Επιπλέον, έχει βρεθεί ότι το μονοπάτι μεταγωγής σήματος του Notch επηρεάζει, αλλά και επηρεάζεται από άλλα μόρια. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία διερευνήθηκε ο ρόλος του EGFR και του Notch στην ανάπτυξη κυττάρων ΜΜΚΠ χρησιμοποιώντας τον προσδέτη του EGFR, EGF και τον αναστολέα της γ-σεκρετάσης DAPT. Για τη διεξαγωγή των πειραμάτων χρησιμοποιήθηκαν οι ανθρώπινες καρκινικές κυτταρικές σειρές ΜΜΚΠ Η23, Α549, Η661 και ΗCC827. Οι κυτταρικές σειρές Η23, Α549 και Η661 εκφράζουν τον αγρίου τύπου (wild type, wt) EGFR και η κυτταρική σειρά HCC827 εκφράζει EGFR που φέρει τη μετάλλαξη (mutation) (DE746- A750). Αρχικά με ανάλυση κατά western μελετήθηκε το προφίλ των κυττάρων ως προς τα επίπεδα έκφρασης του ενδοκυττάριου τμήματος του Notch (Notch Intracellular Domain, NICD). Βρέθηκε ότι τα κύτταρα Η23 εκφράζουν τα υψηλότερα επίπεδα Notch ICD, τα κύτταρα Η661 και HCC827 μέτρια επίπεδα και τα κύτταρα Α549 τα χαμηλότερα. Στη συνέχεια με τη μέθοδο του ΜΤΤ έγινε έλεγχος του DAPT στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων και βρέθηκε ότι τα κύτταρα Η661 είχαν τη μεγαλύτερη αναστολή, παρόμοια συμπεριφορά έδειξαν και τα Α549. Τα κύτταρα Η23 εμφάνισαν μικρότερη ανταπόκριση σε σχέση με τα Η661 ενώ τα κύτταρα HCC827 εμφανίστηκαν ανθεκτικά στο DAPT. Η ανασταλτική δράση του DAPT στα κύτταρα Η661 συνοδεύτηκε με επαγωγή της απόπτωσης η οποία προσδιορίστηκε με τη μέθοδο αννεξίνης V καθώς και με επαγωγή της αυτοφαγίας η οποία ανιχνεύτηκε κάνοντας ανάλυση κατά western για τα πρωτεϊνικά επίπεδα της beclin-1. Περαιτέρω τα κύτταρα ενεργοποιήθηκαν με EGF και εν συνεχεία προστέθηκε DAPT. Παρατηρήθηκε ότι στα κύτταρα Η23 η προσθήκη του EGF δεν επέτρεψε να δράσει ανασταλτικά το DAPT ενώ στα Η661 εν μέρει ο EGF αντέστρεψε την ανασταλτική δράση του DAPT. Επιλέγοντας τις κυτταρικές σειρές Η23 και Η661, μελετήθηκε η δράση του DAPT και του EGF στα επίπεδα του Notch ICD. Παρατηρήθηκε ότι στα κύτταρα Η23, το DAPT μείωσε με χρονοεξαρτώμενο τρόπο τα πρωτεϊνικά επίπεδα του Notch ICD μέχρι και 6 ώρες μετά την προσθήκη του στα κύτταρα ενώ 24 ώρες μετά το φαινόμενο αντιστράφηκε. Η προσθήκη του EGF δεν επηρέασε τα επίπεδα του Notch ICD σε καμία από τις χρονικές στιγμές που μελετήθηκαν. Στα Η661 κύτταρα το DAPT προκάλεσε χρονοεξαρτώμενη μείωση των επιπέδων Notch ICD η οποία διήρκησε μέχρι και 24 ώρες μετά τη προσθήκη του DAPT. Ο EGF όπως και προηγουμένως δεν επηρέασε τα επίπεδα του Notch ICD. Παρατηρώντας ότι στα Η661 το DAPT ασκεί δράση με μεγαλύτερη διάρκεια σε σχέση με τα κύτταρα Η23, τα κύτταρα Η661 ενεργοποιήθηκαν με EGF και στη συνέχεια προστέθηκε το DAPT προκειμένου να δούμε τη δράση του συνδυασμού στα επίπεδα του Notch ICD. Βρέθηκε ότι ο EGF αντέστρεψε την μείωση των Notch ICD επιπέδων που προκαλεί μόνο του το DAPT. Τα αποτελέσματα αναδεικνύουν ότι τα μονοπάτια του EGFR και του Notch, συνηγορούν προς την ίδια κατεύθυνση για τη μείωση του όγκου και αυτό υποδηλώνει έναν ελκυστικό δρόμο συνδυαστικών προσεγγίσεων για τη θεραπεία του ΜΜΚΠ, που μπορεί να ενισχύσει τη δράση των ανασταλτικών παραγόντων του EGFR σε όγκους. Συμπερασματικά, θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι στο ΜΜΚΠ: α) τα δύο μονοπάτια EGFR και Notch συνεπικουρούν για την ανάπτυξη του όγκου, β) η αναστολή του Notch είναι πιο αποτελεσματική σε κύτταρα με ενδιάμεσα επίπεδα ενεργού Notch 1, προκαλώντας τόσο απόπτωση όσο και αυτοφαγία, και γ) η μετάλλαξη του EGFR προσφέρει αντίσταση στη δράση αναστολέα της γ-σεκρετάσης. / It is widely accepted and well established that the epidermal growth factor receptor (EGFR) controls important processes of tumor cells, such as proliferation and apoptosis, but also processes involving more than one type of cells such as invasion and angiogenesis. It has been found that the EGFR has an important role in the development of several types of cancer including non-small cell lung cancer (NSCLC). Very recent data indicate that another molecule, which is involved in the development of lung cancer, is Notch. Its role is complicated and is under investigation. It is suspected that Notch has a growth promoting function in NSCLC, whereas exerts an inhibitory effect in small cell lung cancer (SCLC). Furthermore it has been found that the signaling pathway of Notch can affect/ can be affected by other molecules. This thesis investigated the role of EGFR and Notch in cell growth of NSCLC cells using the ligand of EGFR, EGF and gamma-secretase inhibitor, DAPT. To conduct the experiments the human NSCLC cell lines H23, A549, H661 and HCC827 were used. The cell lines H23, A549 and H661 express the wild type (wt) EGFR and the cell line HCC827 expresses EGFR bearing the mutation (mt) DE746-A750. Initially, we studied the profile of NSCLC cells regarding the protein levels of Notch intracellular domain (Notch ICD) using western blot analysis. It was found that H23 cells express the higher levels Notch ICD, H661 and HCC827 cells express intermediate levels and A549 cells express the lowest levels of Notch ICD. The next step was the evaluation of DAPT effect in cell proliferation using the MTT assay. We found that DAPT caused the greatest inhibition to H661 and A549 cells. DAPT was less effective to H23 cells while had no effect to HCC827 cells. The inhibitory effect of DAPT in H661 cells was in line with the induction of apoptosis and autophagy, as was detected using annexin V assay and western blot analysis for beclin-1, respectively. Furthermore, cells were stimulated with EGF and subsequently DAPT was added. We found that the stimulatory effect of EGF was not reversed by DAPT in H23 cells. However a partial reverse of EGF stimulation was observed in H661 cells. The next step was to study the effect of DAPT and EGF at Notch ICD protein levels, in H23 and H661 cells. We found that DAPT reduced the protein levels of Notch ICD in H23 cells, with a time-dependent manner, up to 6 hours after DAPT addition and this effect reversed 24 hour later. The addition of EGF did not affect the levels of Notch ICD at any time point tested. In H661 cells, DAPT caused a time-dependent reduction of Notch ICD protein levels up to 24 hours after DAPT addition to cells. EGF as previously, did not affect the levels of Notch ICD in these cells. Since DAPT was more effective to H661 cells, these cells stimulated with EGF and then DAPT was added in order to study the effect of the combination at the levels of Notch ICD. We found that EGF reversed the decrease of Notch ICD protein levels caused by DAPT alone. These results indicate that the pathways of EGFR and Notch might act with a synergistic fashion and this could be an attractive approach for the treatment of NSCLC. Summarizing our results, we might assume that in NSCLC: a) both pathways of EGFR and Notch exert a significant role in tumor growth, b) the inhibition of Notch is more effective in cells with intermediate levels of activated Notch 1, causing both apoptosis and autophagy, and c) the EGFR mutation confers resistance to the effect of γ- secretase inhibitor.

Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η μελέτη των σηματοδοτικών μονοπατιών που εμπλέκονται στην επαγόμενη από IL-1β παραγωγή της MMP-1, μιας από τις κυριότερες μεταλλοπρωτεϊνάσες του εξωκυτταρικού χώρου, από ινοβλάστες ανθρώπου και η διερεύνηση του μηχανισμού της κατασταλτικής επίδρασης του TGF-β1 στην επαγόμενη από IL-1β παραγωγή της μεταλλοπρωτεϊνάσης αυτής. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε ινοβλάστες αρθρικού υμένα ασθενών με οστεοαρθρίτιδα ή ρευματοειδή αρθρίτιδα, ρινικού πολύποδα και πνεύμονα. Βρέθηκε ότι η επαγωγική δράση της IL-1 πραγματοποιείται μέσω του μονοπατιού της PKC, ενώ σημαντικό ρόλο φαίνεται να παίζουν η ενεργοποίηση του NF-kB, αλλά και των μεταγραφικών παραγόντων της οικογένειας AP-1, μέσω των MAP κινασών. Το μονοπάτι, επίσης των κινασών τυροσίνης φαίνεται να συμμετέχει. Τα μονοπάτια αυτά φαίνεται ότι είναι κοινά στις ινοβλάστες, ανεξάρτητα από την προέλευση. Η δράση αυτή της IL-1β βρέθηκε ότι καταστέλλεται από το μονοπάτι cAMP/PKA στις ινοβλάστες αρθρικού υμένα και ρινικού πολύποδα όχι όμως και πνεύμονα. Ο TGF-β1 βρέθηκε ότι στις ινοβλάστες αρθρικού υμένα και ρινιού πολύποδα είχε κατασταλτική επίδραση στην επαγόμενη από IL-1β παραγωγή της MMP-1 ενώ σε αυτές από πνεύμονα είχε συνεργειακή. Η κατασταλτική δράση του TGF-β1 βρέθηκε ότι πραγματοποιείται μέσω ενεργοποίησης της PKA, κατά τρόπο ανεξάρτητο της παραγωγής cAMP. / The aim of present work was the study of signal tranduction pathways, which are implicated in IL-1β-induced production of MMP-1, one from the predominant metalloproteinases of extacellular matrix, from human fibroblasts, and the investigation of mechanism of suppressive effect of TGF-β1 on IL-1β-induced production of this metalloproteinases. The study was performed in fibroblasts with osteoarthrits or rheumatoid arthritis, nasal polyps and lung. It was found that the IL-1β-induced production of MMP-1 from fibroblasts, independently of their origin, is carried out via PKC pathway, while the activation of transcription factors NF-kB and AP-1, via MAP kinases, seems to play significant role. The tyrosine kinases pathway may also contributes. The IL-1β effect is suppressed from the cAMP/PKA pathway and nasal polyps fibroblasts but not in lung fibroblasts. TGF-β1 is able to antagonize the IL-1β-induced production of MMP-1 from synovial and nasal polyps fibroblasts, while in lung fibroblasts it exhibits synergistic effect. This suppressive effect of TGF-β1 is carried out via PKA activation, independently of cAMP production.

Το σύνδρομο αναπνευστικής δυσχέρειας (ΣΑΔ) είναι ένα από τα συνηθέστερα προβλήματα και η κύρια αιτία θανάτου σε πρόωρα νεογνά. Παρά τη μείωση της νοσηρότητας και θνητότητας μετά την εισαγωγή της χρήσης εξωγενούς επιφανειοδραστικού παράγοντα στη θεραπεία του ΣΑΔ, υπάρχουν περιπτώσεις νεογνών που όχι μόνο δεν παρατηρείται βελτίωση, αλλά εμφανίζεται αυξημένος κίνδυνος εμφάνισης πνευμονικής αιμορραγίας. Η φλεγμονή, όχι μόνο τοπική αλλά και συστηματική, παίζει σημαντικό ρόλο στην παθογένεια του ΣΑΔ. Για να καθορίσουμε το ανοσολογικό προφίλ και την κατεύθυνση της πόλωσης της ανοσολογικής απόκρισης, μετρήσαμε με Cytometric Bead Array τις κυτταροκίνες type 1 (IL-2, TNF-α, IFN-γ) και type 2 (IL-4, IL-5, IL-10) 47 πρόωρων νεογνών με ΣΑΔ, και μιας ομάδας ελέγχου 30 υγειών, κατάλληλων για την ηλικία κύησης, τελειόμηνων νεογνών. Τα επίπεδα IL-6 και TGF-β1 ορού μετρήθηκαν με ELISA. Τα δείγματα αίματος συλλέχθηκαν κατά τη γέννηση (αίμα ομφάλιου λώρου) τόσο από τα πρόωρα νεογνά όσο κι από την ομάδα ελέγχου, και από νεογνά που έλαβαν επιφανειδραστικό παράγοντα και από εκείνα που εμφάνισαν πνευμονική αιμορραγία. Αξιοσημείωτη αύξηση στα επίπεδα όλων των κυτταροκινών παρατηρήθηκε τη στιγμή της γέννησης (p <0.05, εκτός των IL-5 και TNF-α). Η type 1 αυτή ‘’πόλωση’’ του ανοσοποιητικού συστήματος δεν επηρεάστηκε από την ηλικία κύησης, και παρέμεινε η ίδια ακόμη και μετά τη χορήγηση επιφανειοδραστικού παράγοντα (ανεξαρτήτως προέλευσης). Ωστόσο, τα νεογνά που εμφάνισαν πνευμονική αιμορραγία και είχαν χειρότερη πρόγνωση, εμφάνισαν διαφορετικό ανοσολογικό προφίλ στο οποίο κυριαρχούν οι προφλεγμονώδεις κυτταροκίνες. Η type 1 ‘’πόλωση’’ διατηρήθηκε, αλλά εμφανίζεται πιο έντονη. Τα επίπεδα των IL-10 και TGF-β1 στον ορό αυτών των νεογνών είναι μειωμένα. Ο ρόλος της φλεγμονής στην εξέλιξη του ΣΑΔ είναι φανερός. Τα πρόωρα νεογνά με ΣΑΔ εμφανίζουν μια έντονη type 1 ‘’πόλωση’’ του ανοσοποιητικού συστήματος, η οποία παραμένει ανεξαρτήτως της θεραπευτικής αγωγής που χορηγείται και ενισχύεται όταν οι πιθανές επιπλοκές εμφανιστούν. / Respiratory distress syndrome (RDS) is one of the most common problems and the leading cause of death in premature infants. Although the introduction of surfactant treatment for RDS management was beneficial lowering mortality and morbidity, some neonates do not improve, while others are at increased risk for pulmonary hemorrhage. Inflammation, not only local but also systemic, plays an important role in the pathogenesis of RDS. In order to determine the immunological profile and direction of polarization of immune response, we used Cytometric Bead Array to measure type 1 (IL-2, TNF-α, IFN-γ) and type 2 (IL-4, IL-5, IL-10) cytokines of forty-seven premature infants with established RDS, and a control group of 30 healthy, appropriate for gestational age, full-term neonates. Serum IL-6 and TGF-β1 levels were measured by ELISA. Blood samples were obtained at time of delivery (cord blood) for both premature and control group, and from neonates who received surfactant treatment and those who developed pulmonary hemorrhage. A remarkable increase to all cytokine levels was noted at time of delivery (p <0.05, except for IL-5 and TNF-α). This type 1-polarized immunological pattern was not affected by gestational age, and remained the same even after surfactant administration (irrespective of extract’s origin). However, neonates who developed pulmonary hemorrhage and had worse final outcome, presented different cytokine profile in which pro-inflammatory cytokines prevail. Type 1 polarization was maintained, though more intense; serum IL-10 and TGF-β1 levels appeared suppressed in these newborns. Overall, the role of inflammation in the progress of neonatal RDS is evident. Premature infants with established disease present a strong type 1 polarization, which persists irrespective of treatment provided, and is amplified when possible complications appear.

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε το ντοπαμινεργικό και γλουταμινεργικό σύστημα των βασικών γαγγλίων, χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικά μοντέλα ζώων. Ο πρώτος στόχος ήταν να εξεταστεί εάν η μεταφορά του γονιδίου TrkA σε νευρώνες της μέλαινας ουσίας (SN) ενήλικων επίμυων επιδρά στις νευροχημικές τους ιδιότητες, απουσία ή παρουσία εξωγενούς νευροαυξητικού παράγοντα (NGF) στο ραβδωτό σώμα. Η εκτοπική έκφραση του TrkA στην SN οδήγησε σε σημαντική μείωση του mRNA της υδροξυλάσης της τυροσίνης (TH), της TH ανοσοδραστικότητας και του mRNA του DAT στη δεξιά SN σε σύγκριση με την ετερόπλευρη, ενώ δεν βρέθηκε καμία διαφορά στο mRNA των υποδοχέων ντοπαμίνης D2 και της ειδικής δέσμευσης του [3Η]raclopride στην SN. Δεν παρατηρήθηκαν μεταβολές στις θέσεις δέσμευσης του [3Η]WIN35428 και της ανοσοδραστικότητας του DAT στο ομόπλευρο ραβδωτό σώμα, καθώς και στις θέσεις δέσμευσης των μετασυναπτικών υποδοχέων ντοπαμίνης D1 και D2, όπως καθορίζεται από τους ιχνηθέτες [3H]SCH23390 και [3Η] raclopride, αντίστοιχα. Επιπλέον, δεν βρέθηκαν σημαντικές μεταβολές στους υποδοχείς NMDA και AMPA. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι η εκτοπική έκφραση του TrkA στην SN ρυθμίζει αρνητικά την ΤΗ και οδηγεί σε ανεξάρτητες από τον NGF αποκρίσεις. O δεύτερος στόχος της διατριβής ήταν η μελέτη του ντοπαμινεργικού συστήματος σε ένα μοντέλο DYT1 δυστονίας μυός. Σε διαγονιδιακούς μυς με υπερκινητική και μη υπερκινητική συμπεριφορά παρατηρήθηκε μείωση των υποδοχέων ντοπαμίνης D2 στο ραβδωτό σώμα, όπως προσδιορίστηκε από τη δέσμευση του [3H]raclopride, και τoυ mRNA των D2 στην SNpc, σε σχέση με μη διαγονιδιακούς μυς. Δεν παρατηρήθηκε διαφορά στη δέσμευση του [3H]SCH23390 ή του [3H]WIN35428 στο ραβδωτό σώμα διαγονιδιακών μυών. Τα δεδομένα προτείνουν μία πιθανή εμπλοκή της ντοπαμινεργικής νευροδιαβίβασης στην παθοφυσιολογία της DY1 δυστονίας. / In the present thesis we examined the dopaminergic and glutamatergic neurotransmission systems of basal ganglia, using two different animal models. The first goal was to investigate whether TrkA gene transfer into substantia nigra (SN) neurons of adult rats influence some of their neurochemical properties, in the absence or presence of exogenous nerve growth factor (NGF) delivery in the striatum. Ectopic expression of TrkA in SN resulted in a significant decrease of tyrosine hydroxylase (TH) immunoreactivity, TH mRNA and DAT mRNA expression in the right SN compared to the contralateral side, while no difference was found in the mRNA expression of D2 DA receptors and [3H]raclopride binding in SN. No significant changes were seen in the density of DAT by measuring [3H]WIN35428 binding sites and DAT immunoreactivity in the ipsilateral striatum, as well as in the number of postsynaptic striatal D1 and D2 receptor binding sites, as determined by [3H]SCH23390 and [3H]raclopride, respectively. Furthermore, no significant changes were found in NMDA and AMPA receptors. These data suggest that ectopic TrkA expression in SN downregulates TH in nigral dopaminergic neurons and elicits NGF-independent responses. The second goal of the present thesis was to examine the dopaminergic system of basal ganglia in a mouse model of DYT1 dystonia. A decrease in striatal D2 binding sites, measured by [3H]raclopride binding, and D2 mRNA expression in substantia nigra pars compacta (SNpc) was revealed in affected and unaffected transgenic mice when compared with non-transgenic. No difference in D1 receptor binding and DAT binding, measured by [3H]SCH23390 and [3H]WIN35428 binding, respectively, was found in striatum of transgenic animals. These data suggest a possible involvement of dopamine neurotransmission in the pathophysiology of DYT1 dystonia.

Οι νευροτροφίνες (ΝΤs), Nerve Growth Factor (NGF), Brain-Derived Neurotrophin Factor (BDNF), NΤ-3, ΝΤ-4, ΝΤ-5 και ΝΤ-6 ανήκουν σε μια οικογένεια πολυπεπτιδικών αυξητικών παραγόντων οι οποίοι απαιτούνται για την ανάπτυξη του νευρικού συστήματος στα σπονδυλωτά. Εμπλέκονται στην επιβίωση, στη διαφοροποίηση, στην ωρίμανση των νευρώνων, στη συναπτική πλαστικότητα, στη μάθηση, στη μνήμη, καθώς επίσης και στην έκφραση και ενεργότητα σημαντικών πρωτεϊνών, όπως ιοντικών καναλιών και νευροδιαβιβαστικών υποδοχέων. Οι λειτουργίες αυτές επιτελούνται μέσω της δέσμευσής τους σε δύο είδη μεμβρανικών υποδοχέων, της οικογένειας κινάσης-τυροσίνης TrkA, TrkB και TrkC (tropomyosinerelated kinase) και του pan-neurotrophin (με ικανότητα δέσμευσης με όλες τις νευροτροφίνες) υποδοχέα p75NTR που είναι μέλος των υποδοχέων Tumor Necrosis Factors (TNFs). Οι νευροτροφίνες εκφράζονται σε κύτταρα του Κ.Ν.Σ. και Π.Ν.Σ. αλλά και σε ιστούς-όργανα εκτός νευρικού συστήματος, όπως είναι η υπόφυση. Σκοπός της εργασίας ήταν να μελετήσουμε την έκφραση των υποδοχέων των νευροτροφινών με σύγχρονες μεθόδους ανοσοϊστοχημείας σε αδενώματα της υπόφυσης και να συσχετίσουμε την έκφρασή τους με τα κλινοκοπαθολογικά χαρακτηριστικά των ασθενών. Όλα τα αδενώματα της μελέτης που συμπεριλήφθησαν στη μελέτη (10ανδρών και 8 γυναικών) εμφάνισαν ανοσοϊστοχημική χρώση για τον υποδοχέα TrkA και συγκεκριμένα έντονη χρώση (+3) τα 9/18 (50%) των περιστατικών, μέτρια χρώση (+2) τα 8/18 (45%) των περιστατικών και ασθενή χρώση (+1) 1/18 (5%) των περιστατικών. Ο υποδοχέας TrkB εμφάνισε θετικότητα στο 83% (15/18) των περιπτώσεων. Τα 6/15 (40%) περιστατικά παρουσίασαν έντονη χρώση (+3), τα 4/15 (27%) περιστατικά μέτρια χρώση (+2) και τα 5/15 (33%) περιστατικά ασθενή χρώση (+1). Ανοσοϊστοχημική χρώση για τον υποδοχέα TrkB παρατηρήθηκε επίσης στα αγγεία 4/15 (27%) των αδενωμάτων. Τα 11/18 (61%) των αδενωμάτων παρουσίασαν ανοσοθετικότητα για τον TrkC και συγκεκριμένα τα 3/11 (27%) περιστατικά εμφάνισαν μέτρια χρώση (+2) και 8/11 (73%) περιστατικά ασθενή (+1). Χρώση για τον υποδοχέα TrkC εντοπίστηκε σε αγγεία σε 4/11 περιστατικά (36%). Τέλος έκφραση για τον p75 υποδοχέα δεν παρατηρήθηκε σε κανένα αδένωμα. Με δεδομένο ότι οι υποδοχείς TrkB και TrkC εκφράζονται στα αγγεία των αδενωμάτων, μελετήθηκε η έκφραση των υποδοχέων των νευροτροφινών σε σχέση με την αγγειογένεση, ένας μηχανισμός που αφορά άμεσα την πρόγνωση και την ανταπόκριση στην αντίστοιχη θεραπεία των όγκων. Μελετήθηκε η έκφραση του CD31(platelet endothelial cell adhesion molecule) και του VEGFR3 (Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 3). Ο παράγοντας VEGFR3 συμβάλλει επίσης και στην ανάπτυξη λεμφαγγείων στο στρώμα του όγκου επάγοντας την ανάπτυξή του. Η εκτίμηση της ανοσοεντόπισης για τον CD31 και τον VEGFR3 για κάθε νεόπλασμα έγινε κατόπιν επιλογής τριών αγγειοβριθέστερων περιοχών, την καταμέτρηση των αγγείων σε κάθε περιοχή και τον υπολογισμό του μέσου όρου (MCV Microvessel Count). Για τον παράγοντα VEGFR3 το 89% των περιστατικών ήταν θετικά εμφανίζοντας ένα εύρος MCV της τάξης των 2 έως 32,67, ενώ για τον παράγοντα CD31 το 100% των αδενωμάτων ήταν θετικά με MCV της τάξης των 4,67 έως 53,67. Δεν παρατηρήθηκε συσχέτιση του MCV με την έκφραση των υποδοχέων των νευροτροφινών. Οι υποδοχείς των νευροτροφινών ενώ εκφράζονται στη φυσιολογική υπόφυση συμμετέχοντας στην ανάπτυξη και στην επιβίωση των κυττάρων, δεν «σιωπούν» στα αδενώματά της. Το ερώτημα που γεννάται είναι αν δρουν ως παράγοντες διατήρησης της καλοήθειας ή αν συμβάλλουν στην ογκογένεση και στην μετέπειτα εξέλιξη των νεοπλασμάτων της υπόφυσης. Περαιτέρω μελέτες απαιτούνται για την διερεύνηση του ρόλου των νευροτροφινών μέσω των υποδοχέων τους στα αδενώματα υπόφυσης, στον άνθρωπο. / -

Η Ιδιοπαθής Μεμβρανώδης Σπειραματονεφρίτιδα (ΙΜΣ) ή νεφροπάθεια, η πιο συχνή αιτία νεφρωσικού συνδρόμου στους ενήλικες, συνήθως αντιμετωπίζεται με τη χορήγηση κορτικοειδών και κυτταροτοξικών φαρμάκων ή κυκλοσπορίνης (cyclosporine-A, CsA). Σκοπός της μελέτης ήταν η εκτίμηση της αποτελεσματικότητας της μακροχρόνιας χορήγησης CsA στην πρόκληση ύφεσης του νεφρωσικού συνδρόμου και των ιστολογικών αλλοιώσεων σε επαναληπτικές βιοψίες νεφρού μετά τη χορήγηση του δυνητικά νεφροτοξικού αυτού φαρμάκου. Επιπλέον, εκτιμήθηκε η αποτελεσματικότητα του Mycophenolate Mofetil (MMF) ως σχήματος θεραπείας της ΙΜΣ σε μικρό αριθμό ασθενών και η προγνωστική αξία των επιπέδων του αυξητικού παράγοντα TGF-β1 στα ούρα και στο πλάσμα ως δεικτών εξέλιξης της νόσου. Μελετήθηκαν 32 ασθενείς με ΙΜΣ οι οποίοι εμφάνιζαν νεφρωσικό σύνδρομο και είχαν ικανοποιητική νεφρική λειτουργία κατά τη διάγνωση της νόσου και στους οποίους χορηγήθηκε συνδυασμός πρεδνιζολόνης και CsA. Παρατηρήθηκε πλήρης ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου σε 18 (56%) και μερική ύφεση σε 10 ασθενείς (31%) μετά από 12 μήνες θεραπείας (συνολικά στο 87% των ασθενών). Επεισόδια υποτροπών παρατηρήθηκαν στο 39% και 60% των ασθενών με πλήρη ή μερική ύφεση αντίστοιχα, και πολλαπλές υποτροπές στο 25% των ασθενών, οι οποίοι παρουσίασαν βαθμιαία μείωση της απαντητικότητας στη CsA και επιδείνωση της νεφρικής λειτουργίας. Επαναληπτική βιοψία νεφρού έγινε σε 18 ασθενείς με ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου μετά από 24 μήνες θεραπείας για να εκτιμηθεί η δραστηριότητα της νόσου και οι πιθανές ιστολογικές αλλοιώσεις σε πλαίσια τοξικότητας από κυκλοσπορίνη. Στις επαναληπτικές βιοψίες παρατηρήθηκαν: εξέλιξη του σταδίου της νόσου, επιδείνωση της σπειραματοσκλήρυνσης και της διαμεσοσωληναριακής βλάβης στο 60% των ασθενών. Δεν παρατηρήθηκαν χαρακτηριστικές αλλοιώσεις νεφροτοξικότητας από την κυκλοσπορίνη. Η βαρύτητα των ιστολογικών αλλαγών συσχετίστηκε με το χρονικό διάστημα που είχε παρέλθει από την πρώτη βιοψία νεφρού (r = 0.452, p < 0.05) και θεωρήθηκε ως φυσική εξέλιξη της νόσου. Ικανοποιητικά αποτελέσματα διαπιστώθηκαν από τη χορήγηση Mycophenolate Mofetil σε 6 ασθενείς με ΙΜΣ, στους οποίους το MMF χρησιμοποιήθηκε σε συνδυασμό με μικρή δόση πρεδνιζολόνης, είτε λόγω ανθεκτικότητας του νεφρωσικού συνδρόμου στην CsA, είτε ως αρχική θεραπεία σε περιπτώσεις αντένδειξης στην χορήγηση CsA. Ύφεση του νεφρωσικού συνδρόμου παρατηρήθηκε σε 4 από τους 6 ασθενείς. Τα επίπεδα του TGF-β1 στα ούρα ασθενών με ΙΜΣ και λευκωματουρία ήταν σημαντικά υψηλότερα συγκριτικά με αυτά υγιών εθελοντών και ασθενών με άλλες σπειραματοπάθειες που δεν παρουσίαζαν λευκωματουρία και μειώθηκαν σημαντικά μετά από χορήγηση κορτικοειδών και κυκλοσπορίνης. Η συγκέντρωση του TGF-β1 στο πλάσμα δε διέφερε σημαντικά μεταξύ υγιών εθελοντών και ασθενών με ΙΜΣ και νεφρωσικό σύνδρομο, καθώς και μεταξύ ασθενών με ή χωρίς ύφεση της λευκωματουρίας μετά από τη θεραπευτική αγωγή. / Idiopathic membranous nephropathy (IMN), the most common cause of nephrotic syndrome in adults, is usually treated with a combination of corticosteroids with cytotoxic drugs or cyclosporin A (CsA). The aim of this study was the estimation of the effectiveness of long-term use of CsA in the remission and relapse rate of nephrotic syndrome along with histological changes in repeat renal biopsies after treatment with this potentially nephrotoxic drug, and the evaluation of Mycophenolate Mofetil (MMF) as a treatment regimen for IMN. In addition, urinary and plasma TGF-β1 levels were evaluated as markers of progression of kidney disease. Thirty-two nephrotic patients with well-preserved renal function treated by prednisolone and CsA were studied. Complete remission of nephrotic syndrome was observed in 18 (56%) and partial remission in 10 patients (31%) after 12 months of treatment (total 87%). Relapses were observed in 39% and 60% of patients with complete and partial remission, respectively, and multiple relapses in 25% of patients, who showed gradual unresponsiveness to CsA and decline of renal function. A repeat biopsy was performed in 18 patients with remission of nephrotic syndrome, after 24 months of treatment, to estimate the activity of the disease and features of CsA toxicity. Progression of the stage of the disease, more severe glomerulosclerosis and tubulointerstitial injury were recognized in 60% of patients in repeat renal biopsies. Features of CsA nephrotoxicity were not observed. The severity of histological changes was related to the time elapsed from the first biopsy (r = 0.452, P < 0.05). MMF was proved effective in a small number of nephrotic patients with IMN and well-preserved renal function. MMF in combination with small dose of prednisolone was given in 6 patients with either persistent nephrotic syndrome to CsA or as initial therapy because of contraindication to CsA administration. Remission of nephrotic syndrome was observed in 4 out of 6 MMF treated patients. Urinary and plasma TGF-β1 levels were examined as markers of progression of the disease. TGF-β1 levels in the urine of patients with proteinuria were significantly higher compared with those of healthy individuals and patients with other types of nephropathy without proteinuria. Furthermore, urinary TGF-β1 of nephrotic patients with membranous nephropathy significantly reduced after treatment with CsA and corticosteroids. Plasma TGF-β1 levels showed no difference between patients and healthy subjects as well as between patients with and without remission of proteinuria after treatment.

Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η έκφραση του παράγοντα αναστολής της μετανάστευσης των μακροφάγων (MIF) στον ιστό από ρινικό πολύποδα αλλά και στον φυσιολογικό ρινικό βλεννογόνο, καθώς και η ικανότητα αυτού να εξουδετερώνει την ανασταλτική δράση των γλυκοκορτικοειδών (ΓΚ) στην επαγόμενη από διάφορους αυξητικούς παράγοντες παραγωγή διαμεσολαβητών, όπως η IL-6 η MMP-1, η MMP-3 το κολλαγόνο τύπου-Ι και ο TIMP-1, που εμπλέκονται στη παθογένεια του ρινικού πολύποδα (ΡΠ). Ο MIF ανιχνεύθηκε στο μέσο καλλιέργειας όλων των ιστών και σε όλα τα εκχυλίσματα. Η έκφρασή του ήταν αυξημένη στον ρινικό πολύποδα σε σχέση με τον φυσιολογικό ρινικό βλεννογόνο. O TGF-β1 προκάλεσε δοσο- και χρονο-εξαρτώμενη αύξηση των επιπέδων της IL-6 του TIMP-1 και του κολλαγόνου τύπου-Ι, και παράλληλα ο TNF-α προκάλεσε δοσο- αλλά και χρονο-εξαρτώμενη διέγερση στην παραγωγή της IL-6 του TIMP-1 και των μεταλλοπρωτεασών MMP-1 και MMP-3. Η δεξαμεθαζόνη προκάλεσε στατιστικά σημαντική και δοσοεξαρτώμενη μείωση της επαγόμενης από τον TGF-β1 και TNF-α, παραγωγής της IL-6 του TIMP-1 του κολλαγόνου τύπου-Ι και των μεταλλοπρωτεασών MMP-1 και MMP-3. Διερευνώντας τον μηχανισμό μέσω του οποίου η δεξαμεθαζόνη ασκεί την κατασταλτική της δράση στην επαγόμενη τόσο από τον TGF-β1 όσο και από τον TNF-α, παραγωγή της IL-6, φάνηκε πως αυτή εκδηλώνεται κυρίως μέσω της επαγωγής αλλά και της προστασίας της ΜΚΡ-1 και κατά συνέπεια της καταστολής του μονοπατιού των ΜΑΡΚ και της ενεργοποίησης του ΑΡ-1, και λιγότερο μέσω της καταστολής της ενεργοποίησης του NF-κB. Ο ISO-1, ένας αναστολέας της δράσης του MIF, ενίσχυσε σημαντικά την κατασταλτική επίδραση της δεξαμεθαζόνης στα επίπεδα της IL-6 και του TIMP-1 στο μέσο καλλιέργειας ιστού από ΡΠ, ενώ αντίθετα προκάλεσε αναστροφή της κατασταλτικής δράσης της δεξαμεθαζόνης, η οποία ήταν στατιστικά σημαντική για την ΜΜΡ-1 όχι όμως και για την ΜΜΡ-3. Η ενίσχυση της κατασταλτικής δράσης της δεξαμεθαζόνης παρουσία του ISO-1, που κυμάνθηκε από 15.0% έως 20.5% θα πρέπει μάλλον να οφείλεται στην αναστολή του ενδογενούς MIF από τον ISO-1. Συμπερασματικά, η παρουσία του MIF στον ιστό του ρινικού πολύποδα, φαίνεται να εξασθενίζει το κατασταλτικό αποτέλεσμα της δεξαμεθαζόνης στην παραγωγή IL-6 και TIMP-1 από αυτόν τον ιστό, ενώ η ταυτόχρονη χρήση του αναστολέα του MIF, ISO-1 οδηγεί σε μια περαιτέρω ενίσχυση της κατασταλτικής δράσης της δεξαμεθαζόνης. Έτσι, είναι λογικό κατ΄αρχήν, να προταθεί πως η δημιουργία ενός φαρμακευτικού σχήματος που περιέχει κορτιζόλη και ένα αναστολέα του MIF, θα μπορούσε να είναι πιο αποτελεσματικό στην θεραπεία της ΡΠ. Απαιτούνται περαιτέρω πειράματα με συνδυασμό ΓΚ και αναστολέων του MIF για να μελετηθεί η επίδρασή τους στη παραγωγή και άλλων παραγόντων που εμπλέκονται στη παθογένεια της ΡΠ προκειμένου να εξαχθούν ασφαλέστερα συμπεράσματα. / In the present study we investigated the expression of macrophage migration inhibitory factor (MIF) in nasal polyp tissues and also in normal nasal mucosa. The ability of MIF to neutralize the inhibitory effect of glucocorticoids on various growth factors induced expression of IL-6, TIMP-1, collagen type-I and matrix metalloproteinases MMP-1 and MMP-3, involved in the pathogenesis of nasal polyps, was studied. MIF was detected in all polyp tissue extracts and tissue culture conditioned media and its expression was increased in nasal polyps compared with normal nasal mucosa. TGF-b1 caused a dose-and time-dependent increase in levels of IL-6 of TIMP-1 and collagen type-I, while the TNF-a induced a dose-and time-dependent stimulation in the production of IL-6 of TIMP-1 and metalloproteinases MMP-1 and MMP-3. Dexamethasone caused a statistically significant and dose-dependent reduction induced by TGF-b1 and TNF-a, production of IL-6 of TIMP-1 of collagen type-I and the metalloproteinases MMP-1 and MMP-3. Investigating the mechanism by which dexamethasone exercises the suppressive action on both induced by TGF-b1 and by TNF-a, production of IL-6, showed that this occurs mainly through the induction and protection of MKP-1 and hence the suppression of the MAPK pathway and activation of AP-1, and less through the suppression of the activation of NF-kB. The ISO-1, an inhibitor of the action of MIF, significantly enhanced the suppressive effect of dexamethasone on the levels of IL-6 and TIMP-1 in tissue culture medium from nasal polyps. In contrary, ISO-1 induced inversion of the suppresive action of dexamethasone, which was statistically significant for MMP-1 but not for MMP-3. Enhancing of the suppresive action of dexamethasone in the presence of ISO-1, which ranged from 15.0% to 20.5% would probably be due to inhibition of endogenous MIF by ISO-1. In conclusion, the presence of MIF in nasal polyp tissue, appears to attenuate the suppressor effect of dexamethasone on the production of IL-6 and TIMP-1by this tissue, while simultaneously using the inhibitor of MIF, ISO-1 leads to an enhancement of dexamethasone activity. Therefore, it is reasonable to propose that the creation of a pharmaceutical regimen containing cortisol and an inhibitor of MIF, might be more effective in the treatment of nasal polyposis. Of course, requires further experiments with a combination of glucocorticoids and MIF inhibitors to study their effect on production of other factors involved in the pathogenesis of nasal polyposis in order to draw safer conclusions.

The current research work aims at the development of Biomedical Neuroengineering tools (Biotechnologies) for the in-depth functional study, rapid diagnosis, continuous monitoring and well-timed management of acute and chronic brain disorders, of individuals that are subjected to or suffer from any kind of systemic hypoxaemia or more localized brain hypoxia; as well as the functional assessment and continuous control of adaptability during the training of “altinauts” and generally of individuals that practice activities and function within environments of increased visual-cognitive-motor response demands (a type of brain “stress test”). For this purpose, we subject the entire visuocognitive system, from the elementary sensory to the most complex cognitive level, to an experimental test of categorical discrimination of complex visuocognitive stimuli, following ultra-rapid visual stimulation that leads to a motor response upon categorization of targets (images of animals elicit productive responses) and to its suppression upon categorization of nontargets (images of nonanimals elicit inhibitory responses). The oscillatory electro-physiological responses that are concurrently recorded at the occipital-temporal-parietal brain areas are analyzed in the time-domain (<20Hz) and in the joint time-frequency domain broadband (1-60Hz) with the Continuous Wavelet Transform that optimizes the multiresolution analysis of the high frequency (≥20Hz) γ-band oscillatory activity. This visuocognitive categorization test takes place in normoxaemic as well as hypoxaemic conditions (monitored reduction in the blood oxygen saturation from ≥97% to around 80% under conditions of hypobaric hypoxia within a hypobaric chamber), in order to assess electrophysiological markers that can detect and capture in the most sensitive and dynamic way even so transient, short-living and rather mild changes in brain function. The statistical parametric analysis of the time-frequency maps and the generalized, statistically safer, method of analysis of variance have established as the most sensitive and reliable the following markers: the major deflections of the evoked potentials, the phase-coherence factor of the oscillations across single-trials and the elicited energy of the evoked/phase-locked and the induced/total oscillatory activity. These electrophysiological markers in conjunction with psychometric tests allow for the investigation of the stages/levels of the decline as well as of the compensatory reserves in the visual-perceptive and cognitive-mental brain functions in order to determine the functional sensitivity thresholds of different brain functions to hypoxia. They open up the way for the functional characterization, the diagnosis and monitoring of brain insults or other acute and chronic pathological brain conditions. / Η παρούσα ερευνητική εργασία στοχεύει στην ανάπτυξη εργαλείων Βιοϊατρικής Νευρομηχανικής (Βιοτεχνολογίες) για την σε βάθος λειτουργική μελέτη, ταχεία διάγνωση, συνεχή παρακολούθηση και έγκαιρη αντιμετώπιση οξέων και χρόνιων εγκεφαλικών διαταραχών, ατόμων που υπόκεινται σε ή πάσχουν από οιαδήποτε μορφή συστηματικής υποξαιμίας ή πιο εντοπισμένης εγκεφαλικής υποξίας, καθώς και για την λειτουργική αξιολόγηση και το συνεχή έλεγχο της προσαρμοστικότητας κατά την εξάσκηση των «υψιβατών», και γενικότερα ατόμων που ασκούν δραστηριότητες και λειτουργούν μέσα σε περιβάλλοντα αυξημένων οπτικο-γνωστικο-κινητικών απαιτήσεων (ένα είδος «στρες τεστ» για τον εγκέφαλο). Για το σκοπό αυτό υποβάλλουμε ολόκληρο το οπτικογνωστικό σύστημα, από το στοιχειώδες αισθητηριακό έως το πιο πολύπλοκο νοητικό επίπεδο, σε μια πειραματική δοκιμασία κατηγορικής διάκρισης σύνθετων οπτικογνωστικών ερεθισμάτων, μετά από υπερταχεία οπτική διέγερση που οδηγεί στην έκλυση κινητικής απάντησης κατά την κατηγοριοποίηση στόχων (εικόνες «ζώων» εκλύουν παραγωγικές αποκρίσεις) και στην καταστολή της κατά την κατηγοριοποίηση μη-στόχων (εικόνες «μη-ζώων» εκλύουν ανασταλτικές αποκρίσεις). Οι ταλαντωτικές ηλεκτροφυσιολογικές αποκρίσεις που συγχρόνως καταγράφονται στις ινιακές-κροταφικές-βρεγματικές περιοχές του εγκεφάλου αναλύονται στο πεδίο του χρόνου (<20Hz) και στο συζευγμένο χρονοφασματικό πεδίο ευρυζωνικά (1-60Hz) με το συνεχή μετασχηματισμό του κυματίου που βελτιστοποιεί την πολυφασματική ανάλυση της υψίσυχνης (≥20Hz) γ-ταλαντωτικής δραστηριότητας. Αυτή η δοκιμασία οπτικογνωστικής κατηγοριοποίησης λαμβάνει χώρα τόσο σε νορμοξαιμικές όσο και υποξαιμικές συνθήκες (ελεγχόμενη μείωση στον κορεσμό του αίματος σε οξυγόνο από ≥97% γύρω στο 80% για 15 λεπτά κάτω από συνθήκες υποβαρικής υποξίας μέσα σε υποβαρικό θάλαμο), προκειμένου να ελέγξουμε ηλεκτροφυσιολογικούς δείκτες που μπορούν να ανιχνεύσουν και να συλλάβουν με τον πιο ευαίσθητο και δυναμικό τρόπο ακόμη και τόσο βραχύβιες και σχετικά ήπιες μεταβολές της εγκεφαλικής λειτουργίας. Η στατιστική παραμετρική ανάλυση των χρονοφασματικών χαρτών και η γενικευμένη, στατιστικά πιο ασφαλής, μέθοδος ανάλυσης των διακυμάνσεων ανέδειξαν ως πλέον ευαίσθητους και αξιόπιστους τους ακόλουθους δείκτες: τις κύριες αιχμές των προκλητών δυναμικών, τον παράγοντα φασικής συνάφειας των ταλαντώσεων μεταξύ των μοναδιαίων καταγραφών και την εκλυόμενη ενέργεια των προκλητών/φασικά-κλειδωμένων και επαγόμενων/ολικών ταλαντώσεων. Οι ηλεκτροφυσιολογικοί αυτοί δείκτες σε συνδυασμό με ψυχομετρικές δοκιμασίες επιτρέπουν τη διερεύνηση των σταδίων/επιπέδων κάμψης καθώς και των αποθεμάτων αντιρρόπησης των οπτικο-αντιληπτικών και γνωστικών-νοητικών λειτουργιών του εγκεφάλου για τον καθορισμό των λειτουργικών ουδών ευαισθησίας διάφορων εγκεφαλικών λειτουργιών στην υποξία. Ανοίγουν μάλιστα το δρόμο. για το λειτουργικό χαρακτηρισμό, τη διάγνωση και την παρακολούθηση εγκεφαλικών προσβολών ή άλλων οξέων και χρόνιων παθολογικών καταστάσεων του εγκεφάλου.