Ο καρκίνος του μαστού αποτελεί μία από τις συχνότερα εμφανιζόμενες μορφές καρκίνου παγκοσμίως και είναι η πρώτη σε αριθμό κρουσμάτων στο γυναικείο πληθυσμό. Υπολογίζεται ότι στην Ελλάδα κάθε χρόνο προσβάλλονται από καρκίνο του μαστού 4500 γυναίκες και χάνουν τη ζωή τους 1500, ενώ υπολογίζεται ότι 1 στις 8 γυναίκες παγκοσμίως θα παρουσιάσει καρκίνο μαστού σε κάποια φάση της ζωής της. Είναι ενδιαφέρον ότι, στην Ευρώπη, το 60% των κρουσμάτων καρκίνου του μαστού διαγιγνώσκεται σε πρώιμο στάδιο – ποσοστό που στην Ελλάδα μόλις και μετά βίας εγγίζει το 5%. Τα στοιχεία αυτά καταδεικνύουν πόσο ελλιπής είναι η σχετική ενημέρωση μεταξύ των Ελληνίδων, γεγονός εξαιρετικά λυπηρό, αν λάβουμε υπόψη τις δυνατότητες πλήρους ίασης που παρέχει μία έγκαιρη διάγνωση. Τα ποσοστά θανάτου από καρκίνο του μαστού χαρακτηρίζονται από πτωτική τάση από τις αρχές του 1990, με τις μεγαλύτερες μειώσεις να εντοπίζονται στις γυναίκες κάτω των 50. Οι ερευνητές αποδίδουν την πτώση αυτή στην έγκαιρη διάγνωση μέσω μαστογραφιών καθώς και στις βελτιώσεις που έχουν επέλθει στις σχετικές θεραπευτικές αγωγές. Ο αριθμός των ατόμων που έχουν αντιμετωπίσει με επιτυχία τον καρκίνο του μαστού αυξάνεται συνεχώς - από τον Ιανουάριο του 2006, υπήρξαν περίπου 2,5 εκατομμύρια γυναίκες στις ΗΠΑ που, βάσει της έκθεσης, έχουν ξεπεράσει με επιτυχία την περιπέτεια του καρκίνου του μαστού. Το κλειδί για την επιτυχή καταπολέμηση του καρκίνου του μαστού είναι η πρώιμη ανίχνευση. Ο έγκαιρος εντοπισμός επιτυγχάνεται με διάφορες διαγνωστικές τεχνικές όπως η μαστογραφία, το σπινθηρογράφημα, το υπερηχογράφημα κ.α. Στη διπλωματική αυτή εργασία γίνεται προσπάθεια περιγραφής μια πειραματικής τεχνικής που βασίζεται στη θερμοκρασία της επιφάνειας του μαστού και που έχει ως σκοπό να λειτουργήσει συμπληρωματικά στις υπόλοιπες διαγνωστικές μεθόδους. / The breast cancer is one of the most common kinds of cancer worldwide and the first in incidence counts among women. It is estimated that 4500 women in Greece are diagnosed with breast cancer every year and 1500 die from breast cancer, while about 1 in 8 women worldwide will develop invasive breast cancer over the course of her lifetime. It is interesting that in Europe the 60% of the breast cancer incidence counts is diagnosed in an early stage, while in Greece this percentage barely reaches the 5%. These data reveal how deficient the decreased awareness among Greek women, which is really sad considering the chances for a full recovery in case of early detection. Breast cancer death rates began decreasing since 1990, with larger decreases in women under 50. These decreases are thought to be the result of treatment advances, earlier detection through screening, and increased awareness. The amount of people that have survived breast cancer is constantly increasing. Since January of 2006, more than 2,5 million women in the United States have been treated for breast cancer. The key for the successful prevention and treatment of breast cancer is the early detection. The early detection is achieved with various diagnostic screening techniques such as mammography, scintigraph, ultrasound etc. In this diploma thesis an experimental method which is based on breast surface temperature is being described and its purpose is to work supplementary with the rest of methods.

Στην παρούσα εργασία ασχοληθήκαμε με το φαινόμενο του Ιανουαρίου και την επίδρασή του στις χρηματιστηριακές αγορές επτά επιλεγμένων χωρών, της Γερμανίας, της Ελλάδας, της Αυστρίας, του Ιταλίας, της Αγγλίας, της Ρωσίας και της Ολλανδίας. Το φαινόμενο του Ιανουαρίου (January effect) αποτελεί ένα είδος εποχιακής ανωμαλίας και ημερολογιακού φαινομένου, που επηρεάζει τις τάσεις που παρατηρούνται στην χρηματιστηριακή αγορά και τις αγορές τίτλων κάθε αρχή νέους έτους. Οι ερμηνείες που έχουν δοθεί από την ακαδημαϊκή κοινότητα για την εμφάνιση του January effect ποικίλουν και θα μελετηθούν στο κυρίως μέρος της διπλωματικής εργασίας. Συγκεντρώνοντας και μελετώντας την διεθνή βιβλιογραφία για το συγκεκριμένο φαινόμενο, καθώς επίσης διάφορες μελέτες περιπτώσεων σε διαφορετικές χρηματιστηριακές αγορές και σε συνδυασμό με τη χρήση του στατιστικού πακέτου ανάλυσης e-views, καταφέραμε να εμβαθύνουμε στο φαινόμενο και να διακρίνουμε την έντασή τους στις προαναφερθείσες χώρες. Τα σημαντικότερα ευρήματα παρουσιάζονται στο δεύτερο κεφάλαιο της παρούσας πτυχιακής εργασίας, μετά τη βιβλιογραφική ανασκόπηση. / -

Η Υδρογόνωση του Διοξειδίου του Άνθρακα έχει προσελκύσει διεθνώς το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας τόσο ως πιθανή πηγή ανανεώσιμων καυσίμων όσο και ως μέσο μείωσης των εκπομπών του CO2. Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιείται το φαινόμενο της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης (Η/Ε) της κατάλυσης (EPOC) ή μη- Φαρανταϊκή Ηλεκτροχημική Τροποποίηση της καταλυτικής ενεργότητας (φαινόμενο NEMCA) για την ενίσχυση του ρυθμού και της εκλεκτικότητας της υδρογόνωσης του CO2 σε καταλύτη ρουθηνίου (Ru) υποστηριζόμενου σε πρωτονιακό αγωγό ΒZY. Αρχικά γίνεται μια Εισαγωγή για το Διοξείδιο του Άνθρακα στην οποία και εξηγείται η αναγκαιότητα της περεταίρω μελέτης της αντίδρασης υδρογόνωσης του CO2. Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια εκτεταμένη αναφορά στους στερεούς ηλεκτρολύτες, με ιδιαίτερη έμφαση στους στερεούς ηλεκτρολύτες πρωτονιακής αγωγιμότητας. Στη συνέχεια στο δεύτερο Κεφάλαιο περιγράφεται το φαινόμενο της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης της κατάλυσης, γίνεται μια αναφορά των μελετών Η/Ε που έχουν προηγηθεί και παρατίθενται οι κανόνες που διέπουν το συγκεκριμένο φαινόμενο. Στο τρίτο Κεφάλαιο γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση της συγκεκριμένης αντίδρασης τόσο καταλυτικά όσο και ηλεκτροκαταλυτικά. Στο Κεφάλαιο 4 ακολουθεί η περιγραφή της πειραματικής διάταξης καθώς και ο χαρακτηρισμός του καταλύτη αλλά και τα πειράματα χαρακτηρισμού του ηλεκτρολύτη. Έπειτα, στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα (θερμοκρασιακά, κινητικά, δυναμικής απόκρισης κτλ.), καθώς και μια ποιοτική ανάλυση των παραπάνω αποτελεσμάτων. Και τέλος παρατίθενται τα συνολικά συμπεράσματα της συγκεκριμένης μελέτης. / The Hydrogenation of Carbon Dioxide has attracted international interest in the scientific community as a potential source of renewable fuels and as a means of reducing CO2 emissions. In this study the phenomenon of Electrochemical Promotion of Catalysis (EPOC) or non-Faradaic Electrochemical Modification of Catalytic Activity (NEMCA) is used in order to enhance the rate and selectivity of this reaction on a Ruthenium (Ru) catalyst deposited on a proton conductor (BZY). The electrochemical promotion of the hydrogenation of CO2 on polycrystalline Ru deposited on a BZY (BaZr0.85Y0.15O3 + 1wt% NiO), a proton conductor in wet atmospheres, was investigated at temperatures 250 to 450oC and atmospheric pressure. Methane and CO were the only detectable products. It was found that the selectivity to CH4 is very significantly enhanced by proton removal from the catalyst via electrochemically controlled spillover of atomic H from the catalyst surface to the proton-conducting support. The apparent Faradaic efficiency of the process takes values up to 500 and depends strongly on the porous Ru catalyst film thickness. The results strongly suggest that the observed strong promotional effect is due to the formation and surface migration of a promoting formate anion generated via potential controlled disproportionation of formic acid adsorbed at the catalyst-proton conducting support interface. This is the first successful electrochemical promotion study of a hydrogenation reaction at temperatures as low as 250oC. There is an up to fourfold enhancement in catalytic rate of CH4 formation with concomitant 50% suppression of the CO formation rate which proceeds in a parallel route.

Στο επίκεντρο της παρούσας διπλωματικής εργασίας, βρίσκεται η μελέτη μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων, σύνθετων δομών κβαντικών τελειών οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO). Αρχικά θα κάνουμε μια γρήγορη επισκόπηση των ιδιοτήτων των νανοδομημένων συστημάτων, περίπτωση των οποίων αποτελούν οι ημιαγώγιμες κβαντικές τελείες, καθώς και οι σύνθετες νανοδομές του ZnO, ενώ θα επισημάνουμε και τον στόχο που καλείται να εκπληρώσει η εργασία μας. Προκειμένου να υπολογίσουμε την ηλεκτρονική δομή του συστήματος που εξετάζουμε, χρησιμοποιούμε την μέθοδο PMM (Potential Morphing Method), τις βασικές αρχές της οποίας παραθέτουμε στο δεύτερο κεφάλαιο. Στο επόμενο κεφάλαιο παρουσιάζουμε το θεωρητικό μας μοντέλο, βασισμένο στην μέθοδο των πλατών πιθανότητας για τον αναλυτικό υπολογισμό της γραμμικής (1) και της μη γραμμικής οπτικής επιδεκτικότητας (3), οι οποίες και αποτυπώνουν τις οπτικές ιδιότητες του συστήματος μας. Τέλος περιγράφουμε την δομή του σύνθετου συστήματος κβαντικών τελειών πυρήνα/κελύφους (core/shell quantum dots), παραθέτουμε τα αποτελέσματα του υπολογισμού της ηλεκτρονικής δομής και παρουσιάζουμε την συμπεριφορά της γραμμικής, της μη γραμμικής καθώς και της ολικής επιδεκτικότητας του συστήματος που εξετάζουμε, μέσω διαγραμμάτων και του απαραίτητου σχολιασμού των αποτελεσμάτων μας. / At the center of our interest in this thesis lies the study of nonlinear optical properties of complex Zinc Oxide (ZnO) quantum dots structures. At first we will have a short review of the nanostructured systems properties in general and then we will discuss the properties of semiconductor quantum dots as well as the complex ZnO nano-structures. We will also notify the goal of this thesis. In order to calculate the electronic structure of our investigating system we will use the PMM (Potential Morphing Method) method, the basic principles of which we quote on the second chapter. In the next chapter we present our theoretical model, based in the probability amplitudes method, for the analytical calculation of both the linear (1) and nonlinear susceptibility (3) which illustrate the optical properties of our system. At the end we describe our complex core/shell quantum dots system, we quote the results of the electronic structure calculation and we present the behaviour of linear, nonlinear as well as the total susceptibility of our system through graphs and the necessary discussion of our results.

Η ανίχνευση καθημερινών φυσικών δραστηριοτήτων είναι πολύ σημαντική σε εφαρμογές όπως η ανάπτυξη αυτοματοποιημένων συστημάτων. Οι αισθητήρες κίνησης προηγουμένως χρησιμοποιούνταν μόνο ως συμπληρωματικές είσοδοι ενώ τώρα χρησιμοποιούνται όλο και πιο συχνά ως η κύρια πηγή δεδομένων για αναγνώριση κάποιας καθημερινής κίνησης. Σε αυτή την εργασία, χρησιμοποιούνται τα επιταχυνσιόμετρα των κινητών τηλεφώνων με σκοπό να αναγνωρισθούν σε πραγματικό χρόνο τέσσερις καθημερινές δραστηριότητες: κάθισμα, περπάτημα, ξάπλωμα, τρέξιμο. Σε αυτή την εργασία, σχεδιάστηκαν 2 νέα υβριδικά πρωτόκολλα που συνδυάζουν δύο άλλες μεθόδους της βιβλιογραφίας με παραμετροποιημένο τρόπο. Στη συνέχεια, τα 2 αυτά πρωτόκολλα υλοποιήθηκαν μέσω της ανάπτυξης Android εφαρμογών. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της αξιολόγησης η οποία έγινε με πραγματικούς χρήστες, οι 2 υβριδικές μέθοδοι επιτυγχάνουν μεγάλη ακρίβεια (έως και 99%), ενώ διατηρούν την κατανάλωση μπαταρίας σε πολύ χαμηλά επίπεδα (μέση κατανάλωση μπαταρίας 874mW). / Detecting daily physical activities is very important in applications such as developing automated comfort scenarios for an individual. Motion smartphone sensors were previously used only as a complementary input whereas now, they are increasingly used as the primary data source for motion recognition. In this work, we use smartphone accelerometers to recognize online four daily human activities: sitting, walking, lying and running. We design two new hybrid protocols combining state of the art methods in a parameterized way. Then, we implement those protocols in the context of Android applications, which we develop. According to our experimental performance evaluation with real users, our hybrid methods achieve very high accuracy (even 99%), while keeping battery dissipation at very satisfactory levels (average energy consumption 874mW).

Η παρούσα πτυχιακή αφορά τη διδασκαλία της Νεοελληνικής Γλώσσας με βάση τη θεωρία της κειμενοκεντρικής προσέγγισης. Περιλαμβάνει δύο μέρη: Πρώτον, τη θεωρητική θεμελίωση, στην οποία γίνεται αναφορά στις παιδαγωγικές προσεγγίσεις της κειμενοκεντρικής προσέγγισης και ιδιαίτερα του γραμματισμού και των πολυγραμματισμών. Δεύτερον, περιλαμβάνει πρωτότυπο διδακτικό υλικό που σχεδιάστηκε και εκπονήθηκε, κατά τη διάρκεια της παρούσας πτυχιακής εργασίας, σύμφωνα με τις προαναφερθείσες θεωρίες. Για το σχεδιασμό του διδακτικού υλικού έχουν επιλεγεί αυθεντικά κείμενα διαφόρων κειμενικών ειδών (π.χ. αφηγηματικά, περιγραφικά, επιχειρηματολογικά, επεξηγηματικά), τα οποία συνοδεύονται από δραστηριότητες υπερδομικής επεξεργασίας του κειμένου, λειτουργικής γραμματικής και παραγωγής γραπτού λόγου για όλες τις τάξεις του Δημοτικού. Μεταξύ των κειμένων περιλαμβάνονται και πολυτροπικά κείμενα. Σκοπός της παρούσας διδακτικής πρότασης αποτελεί η ανάπτυξη δεξιοτήτων όχι μόνο γλωσσικού αλλά και κοινωνικού γραμματισμού. / --

Στην παρούσα εργασία δοκιμάστηκαν καινοτόμα υλικά όπως το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO) ως προς τις δυνατότητές τους να χρησιμοποιηθούν σε διατάξεις μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό. Η διάταξη η οποία χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα μελέτη είναι μια φωτοηλεκτροχημική κυψελίδα, η δομή της οποίας περιλαμβάνει: (α) το ηλεκτρόδιο της ανόδου (φωτοάνοδος) το οποίο αποτελείται από έναν ημιαγωγό μεγάλου ενεργειακού χάσματος όπως το ZnO, (β) το ηλεκτρόδιο της καθόδου το οποίο φέρει τον ηλεκτροκαταλύτη και (γ) τον ηλεκτρολύτη ο οποίος φέρει το κατάλληλο οξειδοαναγωγικό ζεύγος. Καθώς το ηλιακό φως προσπίπτει στην κυψελίδα φωτόνια απορροφούνται από τα ημιαγώγιμα στρώματα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την απορρόφηση των φωτονίων από τα ηλεκτρόνια, τη διέγερση των ηλεκτρονίων αυτών στη ζώνη αγωγιμότητας, τη δημιουργία οπών στη ζώνη σθένους στη θέση των ηλεκτρονίων, και τελικά τη δημιουργία προυποθέσεων κυκλοφορίας των φορέων ανάμεσα στα υλικά με στόχο τη συλλογή τους εξωτερικά και την αξιοποίηση του παραγόμενου φωτορεύματος. Στην παρούσα εργασία κατασκευάστηκαν ηλεκτρόδια με φωτοάνοδο ZnO με τρεις διαφορετικές μεθόδους, προκειμένου να αξιοποιηθούν σε φωτοκυψέλες καυσίμου και σε ηλιακές κυψελίδες στην κατεύθυνση βελτιστοποίησης της απόδοσης τους. Τα ηλεκτρόδια της φωτοανόδου χαρακτηρίστηκαν με ηλεκτρονική μικρσοσκοπία σάρωσης (SEM). Το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO) αν και είναι ένας αποτελεσματικός φωτοκαταλύτης με κατάλληλο ενεργειακό χάσμα, βαρύνεται με το μειονέκτημα της απορρόφησης μόνο της υπεριώδους ακτινοβολίας και έτσι στην παρούσα μελέτη έχουν γίνει προσπάθειες φωτοευαισθητοποίησής του με ημιαγωγούς μικρότερου ενεργειακού χάσματος, γνωστοί ως Quantum Dots (κβαντικές τελείες) και απορροφούν στο ορατό τμήμα της ακτινοβολίας. Τέλος ως ηλεκτροκαταλύτες στην κάθοδο χρησιμοποιήθηκαν Pt/C σε Carbon Cloth στις φωτοκυψέλες καυσίμου και Cu2S από ορείχαλκο στις ηλιακές κυψελίδες. / In the present thesis novel materials such as ZnO were tested for their potential use in devices that convert solar energy into electricity. The structure that was used in the present study was a photoelectrochemical cell which includes (a) the anode electrode which consists a wide gap semiconductor such as zinc oxide (b) the cathode (counter electrode) which is normally a noble metal with a large work function and (c) the electrolyte, which comprises a suitable redox couple. As sunlight falls on the cell, photons ar absorbed by the semiconductor layer. This results in the absorption of photons by the electrons, the excitation of these electrons in the conduction band, creating holes in the valence band and ultimately the creation of charge mobility conditions for the carriers between the combined materials with the purpose to collect them externally and to utilize the produced photocurrent. In the present study zinc oxide electrodes were synthesized with three different methods in the direction of the optimization of the performance of the photoelectrochemical cells. The prepared electrodes were characterized by Scanning electron microscope (SEM). Although nanostructured zinc oxide is a capable catalyst with suitable energy gap, it has the disadvantage of the absorption by only UVA light. Thus there have been efforts for its photo-activation through smaller energy band gap semiconductors, known as Quantum dots (QDs), that absorb in the visible part of solar spectrum. As cathode electrocatalysts, Pt/C in carbon cloth and Cu2S were tested in photofuel cells and solar cells respectively.

Σκοπός της συγκεκριμένης ερευνητικής εργασίας ήταν η αποσαφήνιση του ρόλου της αλβουμίνης στην πρόκληση νεφρικής ίνωσης, διαμέσου του συστήματος ΕΤ-1/ΝΟ. Για το λόγο αυτό πραγματοποιήθηκαν in vitro πειράματα, στα οποία χρησιμοποιήθηκαν ΗΚ-2 κύτταρα και διερευνήθηκε η επίδραση της αλβουμίνης στην αλλαγή της μορφολογίας, στην προσκόλληση, στη μετανάστευση, στην παραγωγή ΝΟ και cGMP, στην έκφραση των et-1, etr-a, etr-b, enos και inos και τη συσσώρευση των αντίστοιχων πρωτεϊνών, καθώς επίσης και των πρωτεϊνών τουμπουλίνης και ακτίνης και τέλος στην ενζυμική δραστικότητα της μεταλλοπρωτεϊνάσης MMP-2. Προέκυψε ότι η αλβουμίνη τροποποιεί την έκφραση των γονιδίων et-1 και των υποδοχέων της etr-a και etr-b, των συνθετασών του ΝΟ, enos και inos, τη συσσώρευση των αντίστοιχων πρωτεϊνών, του cGMP, καθώς και του παραγόμενου NO. Επίσης, η αλβουμίνη δεν επηρεάζει τη συσσώρευση της ακτίνης, ενώ προκαλεί ελάττωση της συσσώρευσης της τουμπουλίνης και αναδιοργάνωση του κυτταροσκελετού. Τέλος, επάγει την ενζυμική δραστικότητα της MMP-2 και τον πολλαπλασιασμό, ενώ εμποδίζει τη μετανάστευση και την προσκόλληση των HK-2. / The aim of this research was the elucidation of the role of albumin in the induction of renal fibrosis, through the activation of the ET-1/NO system. We performed in vitro experiments using HK-2 cells (human proximal tubular epithelial cells) and we studied the morphological alterations, cell adhesion, migration, production of NO and cGMP, expression of et-1, etr-a, etr-b, enos and inos and the accumulation of the subsequent proteins, as well as tubulin and actin. Finally we studied the enzymic activity of metalloproteinase MMP-2. Albumin was found to alter the expression of et-1, etr-a, etr-b and enos and the accumulation of the subsequent proteins. Moreover, it affects the amount of the synthesized and secreted cGMP and NO, reduces the accumulation of tubulin, while having no effect on the accumulation of actin and participates in the reorganization of the cytoskeleton. Furthermore, albumin alters the enzymic activity of MMP-2, induces cell proliferation and inhibits the adhesion and migration of the HK-2 cells.

Με σκοπό να διερευνήσουμε τους μηχανισμούς επαγωγής απόπτωσης από την TRAIL και την επιλεκτικότητα την οποία δείχνει απέναντι στα καρκινικά κύτταρα, χρησιμοποιήσαμε κυτταρικές σειρές, προερχόμενες από το παχύ έντερο ανθρώπου, οι οποίες αντιπροσωπεύουν τα διάφορα στάδια της καρκινογένεσης, από το πρώιμο αδένωμα στο καρκίνωμα. Παρατηρήθηκε μια ανθεκτικότητα των πρώιμων αδενωμάτων απέναντι στην TRAIL σε αντίθεση με τα κύτταρα που προέρχονται από καρκίνους προχωρημένου σταδίου, ενώ σημαντικό ρόλο φαίνεται να παίζει, εκτός από το στάδιο καρκινογένεσης και η ύπαρξη ορισμένων ογκογονιδίων στον καθορισμό της ευαισθησίας των κυττάρων απέναντι στην TRAIL. Συγκεκριμένα, οι διάφορες ισομορφές του ογκογονιδίου RAS παίζουν ιδιαίτερο ρόλο τόσο όσο αφορά την ανταπόκριση του κύτταρου στην επαγωγή με TRAIL, όσο και στη ρύθμιση των μορίων που εμπλέκονται άμεσα στο μονοπάτι σηματοδότησης του TRAIL. Τα ογκογονίδια RAS παίζουν σημαντικό ρόλο στην καρκινική εξαλλαγή ενεργοποιώντας μια σειρά από μονοπάτια σηματοδότησης που οδηγούν στην ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση και στην προστασία από τα αποπτωτικά σήματα. Εντούτοις, η TRAIL (Tumor Necrosis Factor Related Apoptosis Inducing Ligand) έχει τη δυνατότητα να προκαλεί απόπτωση κυρίως στα καρκινικά κύτταρα, ενεργοποιώντας τους υποδοχείς DR4 και DR5 (Death Receptors). Σε αυτή τη μελέτη δείξαμε ότι σε αδενοκαρκινώματα του παχέος εντέρου ανθρώπου η έκφραση των υποδοχέων της TRAIL ρυθμίζεται από την ενεργότητα της κινάσης MEK (MAPK/ERK Kinase). Η ευαισθησία στην TRAIL των κυτταρικών σειρών που χρησιμοποιήσαμε φάνηκε να συσχετίζεται με το βαθμό κακοήθους εξαλλαγής. Συγκεκριμένα, οι κυτταρικές σειρές AAC1 και RGC2, που προέρχονται απο πρώιμα αδενώματα και η κυτταρική σειρά Caco2, που προέρχεται απο μέσο αδένωμα παρουσίασαν μεγάλη ανθεκτικότητα στην TRAIL. Αντίθετα, οι κυτταρικές σειρές DLD-1 και HT-29, που προέρχονται απο αδενοκαρκινώματα προχωρημένου στάδιου ήταν ευαίσθητες στην TRAIL. Επιλέχθηκε η κυτταρική σειρά Caco2 η οποία είναι ανθεκτική στην TRAIL και οι δύο κυτταρικές σειρές που προέρχονται από προχωρημένα αδενοκαρκινώματα για να εξεταστεί η έκφραση σημαντικών μορίων για την αποπτωτική σηματοδότηση από την TRAIL. Φάνηκε μια αντιστοιχία της έκφρασης των υποδοχέων DR4 και DR5 με την ευαισθησία των κυττάρων στην TRAIL, ενώ τα επίπεδα έκφρασης των FADD, κασπάση 8, κασπάση 3 και FLIP δεν παρουσίασαν παρόμοια αντιστοιχία. Επιπλέον, παρατηρήθηκε παρατεταμένη ενεργοποίηση των κινασών MEK, ERK, JNK1/2 και p38 μετά από επαγωγή με TRAIL, σε αντίθεση με την αντίστοιχη κινητική ενεργοποίησης των ίδιων κινασών μετά από επαγωγή με ορό. Αντίστοιχη κινητική με αυτή των ΜΕΚ και ERK παρουσίασε η έκφραση του γονιδίου c- FOS μετά από επαγωγή με TRAIL ή ορό. Τα κύτταρα Caco2, DLD-1 και HT- 29 επωάστηκαν με χημικούς αναστολείς των κινασών ΜΕΚ για 16 h και ελέγχθηκε η έκφραση των DR4 και DR5. Τα επίπεδα των DR4 και DR5 μειώθηκαν και στις τρεις κυτταρικές σειρές ως συνέπεια της αναστολής της ΜΕΚ, ενώ η αναστολή των ΜΕΚ δεν επιρρέασε τα επίπεδα των FADD, FLIP, κασπάση 8, κασπάση 3 και τον υποδοχέα FAS που ανήκει στην ίδια οικογένεια με τους DR4 και DR5. Επιπλέον, ελέγχθηκε με ανάλυση FACS η έκφραση των υποδοχέων DR4, DR5 και FAS in vivo σε ζωντανά κύτταρα που προεπωάστηκαν με τον αναστολέα της ΜΕΚ και στους αντίστοιχους μάρτυρες και τα αποτελέσματα ήταν αντίστοιχα με αυτά των in vitro πειραμάτων. Οι παραπάνω παρατηρήσεις αποτελούν ισχυρές ενδείξεις για το συσχετισμό της ενεργοποίησης της οδού MEK/ERK/FOS με με την έκφραση των υποδοχέων DR4 και DR5 και με την ευαισθησία των κυττάρων στην TRAIL, καθώς κύτταρα HT-29 που προεπωάστηκαν με τον αναστολέα των ΜΕΚ παρουσίσαν μειωμένη ευαισθησία στην TRAIL. Για τον προσδιορισμό των διακριτών επιδράσεων των ογκογονιδίων RAS στον καρκίνο του παχέος εντέρου, διαμολύνθηκαν κύτταρα που προέρχονται από μέσο αδένωμα του παχέος εντέρου (Caco2) με τα ογκογονίδια Ki- και Ha-RAS. Μετά από εξέταση πολλών διαφορετικών κλώνων επιλέχθηκαν για λεπτομερέστερη ανάλυση κλώνοι οι οποίοι δεν υπερεκφράζουν την RAS σε πρωτεϊνικό επίπεδο πάνω από 3 φορές σε σχέση με την ενδογενή RAS των μητρικών κυττάρων. Επιπλέον, ελέγχθηκε αν οι κλώνοι που υπερεκφράζουν τις ογκογόνες RAS παρουσιάζουν αυξημένη σηματοδότηση προς μονοπάτια κυτταρικής σηματοδότησης που είναι γνωστό οτι ενεργοποιούνται από τις RAS. Τόσο οι κλώνοι Ki-RAS, όσο και οι Ha-RAS, έδειξαν να ενεργοποιούν τα μονοπάτια σηματοδότησης RAF/MEK/ERK και PI3K/AKT με τους Ha-RAS να προκαλούν ισχυρότερη ενεργοποίηση. Σχεδιάστηκαν πειράματα για τον καθορισμό του βαθμού της in vitro και in vivo κακοήθους εξαλλαγής. Τα πειράματα σε μαλακό άγαρ δείχνουν την αποτελεσματικότητα των καρκινικών κυττάρων να αναπτύσσονται δημιουργώντας αποικίες χωρίς να προσκολλώνται σε επιφάνεια. Οι δυο ισομορφές της RAS αύξησαν σημαντικά την ιδιότητα των Caco2 να σχηματίζουν αποικίες σε μαλακό άγαρ, ενώ η Ha-RAS παρουσίασε τη μεγαλύτερη ικανότητα. Για τον προσδιορισμό του βαθμού κακοήθους εξαλλαγής των κλώνων in vivo έγινε υποδόριος εμβολιασμός με περίπου 106 κύτταρα από τον κάθε κλώνο σε ποντίκια SCID. Τόσο η Κi-RASV12 όσο και η Ha-RASV12 αύξησαν την ικανότητα των Caco2 να σχηματίζουν όγκους σε ποντίκια SCID με την Ha-RAS να προκαλεί τον σχηματισμό περισσότερων και μεγαλύτερων όγκων. Για την περαιτέρω κατανόηση των μηχανισμών εξαλλαγής των κυττάρων από τα ογκογονίδια RAS αξιολογήθηκαν αποτελέσματα από ανάλυση γονιδιακών μικροσυστοιχιών. Μετά από ανάλυση του γονιδιακού προφίλ των CACO-RAS κλώνων και τα δυο ογκογονίδια βρέθηκαν να επάγουν την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στην αγγειογένεση και στην προώθηση του καρκίνου, όπως τα γονίδια που κωδικοποιούν τους υποδοχείς VEGF και TGFβ. Σημειώνεται ότι μεταστατικοί δείκτες, όπως η Vimentin, που είναι και δείκτης της μετάβασης από επιθηλιακό σε μεσεγχυματικό φαινότυπο, βρέθηκαν να υπερεκφράζονται μόνο στους κλώνους Ha-RASV12. Ο in vitro και in vivo χαρακτηρισμός εξαλλαγμένων κυττάρων από τα ογκογονίδια RAS, καθώς και η ανάλυση μικροσυστοιχειών γονιδίων έδειξε ότι στο κυτταρικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε το ογκογονίδιο Ha-RAS έχει αυξημένες εξαλλακτικές ιδιότητες. Τα ογκογονίδια RAS αύξησαν το βαθμό κακοήθους εξαλλαγής των κυττάρων Caco2 και ελέγχθηκε αν αυτό συνοδεύεται από αυξημένη ευαισθησία των κλώνων CACO2-RAS στην TRAIL. Μετρήθηκε η βιωσημότητα των κλώνων CACO2-RAS μετά από επαγώγη με TRAIL και φάνηκε ότι και τα δύο ογκογονίδια αύξησαν την ανταποκρισιμότητα των κυττάρων Caco2 στην TRAIL. Τα Caco2 που εξαλλάχθηκαν με την Ki- RASV12 ήταν λιγότερο ευαίσθητα στην TRAIL από ότι αυτά με τη Ha- RASV12 σε όλους τους κλώνους που ελέγχθηκαν. Ο έλεγχος της έκφρασης σημαντικών παραγόντων για την απόπτωση από την TRAIL έδειξε ότι οι πρωτεΐνες που παρουσίασαν τις μεγαλύτερες διαφοροποιήσεις στους κλώνους που υπερεκφράζουν τις RAS, σε σχέση με τα κύτταρα μάρτυρα, ήταν οι υποδοχείς DR4 και DR5. Παρόλο που οι κλώνοι Ha-RAS παρουσίασαν μεγαλύτερη ευαισθησία στην TRAIL, τα επίπεδα έκφρασης των DR4 και DR5 ήταν παρόμοια μεταξύ των κλώνων Ki-RAS και Ha-RAS. Για να ελεγχθεί κατά πόσο το μονοπάτι σηματοδότησης MEK/ERK παίζει ρόλο στην υπερέκφραση των υποδοχέων από τα ογκογονίδια RAS χρησιμοποιήθηκαν χημικοί αναστολείς της ΜΕΚ και ελέγθηκε η επίδρασή τους στα επίπεδα των DR4 και DR5. H χημική αναστολή της ΜΕΚ προκάλεσε μείωση των επιπέδων των φωσφορυλιωμένων ERK1/2 και των επιπέδων έκφρασης των DR4 και DR5 τόσο στους CACO-Κ15, όσο και στους CACO-Η2. Τέλος, ελέγχθηκε κατά πόσο η μείωση των DR4 και DR5 από την χημική αναστολή των ΜΕΚ μπορέι να έχει επίδραση στη δράση της TRAIL απέναντι στους κλώνους CACO2-RAS και βρέθηκε ότι προεπώση των Ha-RASV12 κλώνων για 16 h με χημικό αναστολέα των ΜΕΚ μέιωσε σημαντικά την ευαισθησία τους στην TRAIL. / In order to study the mechanism by which TRAIL (Tumor Necrosis Factor Related Apoptosis Inducing Ligand) induces apoptosis almost exclusively to cancer cells we used human colon cancer cell lines that represent different stages of carcinogenesis, from early adenoma to carcinoma. It was observed that early adenoma cells were resistant to TRAIL-induced apoptosis. On the contrary, cells that were derived from carcinomas were sensitive; while a correlation of the sensitivity of the cells to TRAIL-induced apoptosis to the presence of certain activated oncogenes was observed. In particular, the various isoforms of RAS oncogenes appear to play an important role in the responsiveness of the cancer cells to TRAIL as well as in regulating specific components which are essential for TRAIL signaling. RAS oncogenes play an important role in oncogenic transformation by activating various signaling pathways that favor tumor growth also by controlling cell division and resistance to apoptotic stimuli. TRAIL, however, has the unique ability to cause apoptosis preferentially to cancer cells by activating DR4 and DR5 receptors. In this study we show that in human colorectal adenocarcinomas cells the expression of DR4 and DR5 is partially regulated by the activity of MEK (MAPK/ERK Kinase). The sensitivity of the cell lines to TRAIL seemed to be correlated with the level of oncogenic transformation of the cells. In particular, the AAC1 and RGC2 cell lines that were derived from early adenomas and the Caco2 cell line that was derived from an intermediate adenoma were very resistant to TRAIL induced apoptosis. On the contrtary, the DLD-1 and HT-29 cell lines, which came from advanced stage carcinomas were sensitive to TRAIL. The Caco2 cell line, which is resistant to TRAIL and the cell lines that derived from advanced stage adenocarcinomas were chosen for expression analysis of important molecules in TRAIL-induced apoptosis. There was a correlation of DR4 and DR5 expression with the sensitivity of the cell lines to TRAIL, while the expression levels of FADD, Caspase 3, Caspase 8 and FLIP did not seem to correlate with TRAIL sensitivity in these cell lines. In addition, it was observed a prolonged activation of MEK, ERK1/2, JNK1/2 and p38 after induction with TRAIL, which did not follow the kinetics of serum-induced activation of ERK1/2. The activation of MEK and ERK1/2 was correlated to the kinetics of c-FOS proto-oncogene expression induced by TRAIL or serum. The expression levels of DR4 and DR5 were analysed after incubation for 16 h of the Caco2, DLD-1 and HT-29 cell lines with MEK inhibitors. There was a decrease of DR4 and DR5 expression levels in response to MEK inhibition, while the expression levels of FADD, Caspase 3, Caspase 8, FLIP and FAS receptor were not affected. Moreover, FACS analysis of living cells showed that MEK inhibition reduces the levels of DR4 and DR5 but not of other receptors of the same family, in vivo. It appears that the activation of the MEK/ERK/FOS axis plays a role in the positive feedback loop of TRAIL its receptors DR4 and DR5. To determine the distinct effects of different RAS oncogenes in cancer cells colon intermediate adenoma cells (Caco2) were chosen for transfection with the Ki- and Ha-RAS oncogenes. Clones that did not express more than 3 times the endogenous levels of RAS proteins were selected for further analysis. In addition it was examined whether the CACO2-RAS clones are able to activate the RAF/MEK/ERK and PI3K/AKT pathways, which are known effectors of RAS proteins. Both RAS isoforms activated these two pathways with the Ha-RASV12 clones presenting better potential in activating both RAF/MEK/ERK and PI3K/AKT pathways. In order to characterize the in vitro and in vivo oncogenic potential the ability of the CACO2-RAS clones to grow in soft agar and to grow tumors in nude mice was examined. The in vitro and in vivo characterization of the Caco2 RASV12-transformed cells showed that the Ha-RAS oncogene has a higher in vitro and in vivo transforming ability relative to the Ki-RAS oncogene in these cells. Results from cDNA microarray analysis were evaluated in order to further understand the mechanisms by which the RAS oncogenes cause oncogenic transformation. Gene expression profile analysis of the CACO2-RAS clones showed that both oncogenes induced expression of genes involved in angiogenesis and tumor promotion such as VEGF and TGFβ. Notably, metastatic markers, such as Vimentin, which is also an epithelial to mesenchymal transition marker, were overexpressed only in the Caco2 cells transformed with the Ha-RAS oncogene. The RAS oncogenes increased the oncogenic potential of the Caco2 cells and it was examined if the increased oncogenic potential correlated with increased sensitivity to TRAIL. Moreover, the examination of the expression levels of molecules important for TRAIL singnaling showed that Ki-RAS as well as Ha-RAS oncogenes can induce DR4 and DR5 expression with similar efficiency. However, in spite of similar induction of DR4 and DR5 by the two RAS oncogenes, the Ki-RAS-transformed cells were less susceptible to TRAIL induced apoptosis. Finally, in order to see whether the increased MEK/ERK activation observed in the CACO-RAS clones played a role in increasing DR4 and DR5 levels the CACO-RAS clones were incubated for 16h in the presence of MEK inhibitors. MEK inhibition resulted in decreased DR4 and DR5 expression levels, as well as decreased sensitivity of the clones to TRAIL induced apoptosis.

Η παρούσα εργασία αποτελείται από έξι κεφάλαια, τα οποία έχουν την εξής δομή: Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή στο πρόβλημα του καρκίνου του μαστού, κάνοντας αρχικά μία παρουσίαση της ανατομίας και της φυσιολογίας του μαστού. Στη συνέχεια γίνεται μια αναφορά στο πως αναπτύσσεται ο καρκίνος του μαστού, ποιοι προδιαθεσιακοί παράγοντες υπάρχουν και πως αντιμετωπίζεται. Επίσης περιγράφονται και τα διάφορα είδη καρκινικών ευρημάτων. Αναλύονται τα διάφορα διαγνωστικά μέσα δίνοντας έμφαση στη μαστογραφία ως μέσο απεικόνισης του καρκίνου, στον τρόπο που παράγεται, ψηφιοποιείται και ερμηνεύεται. Τέλος γίνεται αναφορά στα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τη χρήση του υπολογιστή στη μαστογραφική μελέτη. Στο κεφάλαιο 2 γίνεται αναφορά στις μεθόδους ψηφιακής επεξεργασίας και ανάλυσης εικόνας που εφαρμόζονται στη μαστογραφία. Αναλύονται μια σειρά από τεχνικές βελτίωσης της ποιότητας των ψηφιακών μαστογραφιών, δίνοντας έμφαση στην έννοια του ιστογράμματος εικόνας και στις διάφορες τεχνικές τροποποίησης του. Τέλος γίνεται αναφορά στην υφή της εικόνας και στις διάφορες παραμέτρους που χρησιμοποιούνται στην ψηφιακή ανάλυση ενός μαστογραφήματος όπως επίσης και στην διαδικασία κατάταξης των διαφόρων περιοχών του σε υγιή και μη φυσιολογικά. Στο κεφάλαιο 3 αναλύεται μια άλλη ομάδα μεθόδων ανάλυσης εικόνας μαστογραφιών η οποία μπορεί να περιγραφεί ως τεχνικές ανίχνευσης ανωμαλιών. Αυτές οι μέθοδοι προσπαθούν να εντοπίσουν συγκεκριμένες ανωμαλίες, όπως οι μικροαποτιτανώσεις, οι οζώδεις σκιάσεις, ή οι αλλοιώσεις της δομής των γειτονικών ιστών μέσα στις εικόνες μαστογραφιών. Αυτές οι μέθοδοι ταξινομούνται στην ερευνητική περιοχή της επεξεργασίας εικόνας για τον εντοπισμό των ανωμαλιών στις μαστογραφίες. Στο κεφάλαιο 4 της διπλωματικής εργασίας γίνεται παρουσίαση της συγκριτικής ανάλυσης που χρησιμοποιείται για την ερμηνεία των ψηφιακών μαστογραφημάτων. Γίνεται αναφορά στα είδη της, στα στάδια από τα οποία αποτελείται καθώς και στις δυσκολίες που παρουσιάζονται κατά την εφαρμογή της. Αναλύεται η διαδικασία της συστοίχισης μαστογραφημάτων, που είναι ένα από τα πιο βασικά αλλά και συνάμα από τα πιο πολύπλοκα στάδια της συγκριτικής ανάλυσης και τέλος γίνεται εκτενής αναφορά στο συντελεστή ετεροσυσχέτισης ως μέσο για την αναγνώριση και τη συστοίχιση δισδιάστατων προτύπων. Στο κεφάλαιο 5 αναλύονται τα συστήματα ταξινόμησης προτύπων που χρησιμοποιούνται για την αναγνώριση των υπόπτων περιοχών στα ψηφιακά μαστογραφήματα. Δίνεται έμφαση στα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, που αποτελούν τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα συστήματα απόφασης στο χώρο αυτό, και ιδιαίτερα στα δίκτυα ακτινικών συναρτήσεων που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία. Στο κεφάλαιο 6 περιγράφονται τρεις ξεχωριστές μελέτες. Αρχικά μελετήθηκε το πρόβλημα της συστοίχισης ψηφιακών μαστογραφιών. Το πρώτο στάδιο της συγκριτικής ανάλυσης μαστογραφημάτων, είτε αυτή είναι δίπλευρη είτε πρόσκαιρη, είναι η συστοίχιση των αντίστοιχων μαστογραφημάτων. Στο σύστημα που υλοποιήθηκε, επιδιώκουμε τη συστοίχιση μαστογραφημάτων μέσω της εξαγωγής του περιγράμματος κάθε μαστού και της ελαχιστοποίησης της διαφοράς των εμβαδών τους. Βρίσκοντας την ελάχιστη τιμή του εμβαδού μετατοπίζοντας στο χώρο την μια μαστογραφία υπολογίζουμε ταυτόχρονα και τη θέση του καλύτερου ταιριάσματος των δύο μαστογραφημάτων. Έπειτα μελετήθηκαν διάφορες τοπολογίες νευρωνικών δικτύων ακτινικών συναρτήσεων. Ως παραμέτρους –εισόδους στο νευρωνικό δίκτυο- χρησιμοποιήσαμε στατιστικούς περιγραφείς της υφής. Οι πιο απλές τεχνικές περιγραφής της υφής, με πολύ καλή απόδοση, είναι οι στατιστικές τεχνικές που βασίζονται στα ιστογράμματα των περιοχών, τις επεκτάσεις τους και τις ροπές τους. Πραγματοποιήθηκαν αξιολογήσεις του συστήματος αναγνώρισης για ροπές από 1ης έως και 15ης τάξης ώστε να βρεθεί ο αριθμός που μας εξασφαλίζει την καλύτερη απόδοση. Η καλύτερη τοπολογία του δικτύου χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη ενός συστήματος ανίχνευσης υπόπτων περιοχών σε ψηφιακές μαστογραφίες. Τέλος αναπτύσσεται διεξοδικά σύστημα ανίχνευσης υπόπτων περιοχών σε ψηφιακά μαστογραφήματα Η ταξινόμηση πραγματοποιείται με στατιστικούς περιγραφείς της υφής ενώ ο έλεγχος γίνεται μέσω χρήσης νευρωνικού δικτύου ακτινικών συναρτήσεων. Το σύστημα ανίχνευσης δίνει ως αποτέλεσμα τα αρχικά μαστογραφήματα σηματοδοτημένα με τις πλέον ύποπτες περιοχές για την ύπαρξη νεοπλασίας. Παρουσιάζονται αναλυτικά τα στάδια που ακολουθήθηκαν για τη υλοποίηση του συστήματος, τα πειραματικά αποτελέσματα, τα προβλήματα που αντιμετωπίστηκαν και τα συμπεράσματα που εξήχθησαν. / -