Submitted by BRUNA NICOLETI SANTANA null (brunanicoleti.ata@hotmail.com) on 2018-01-03T20:39:17Z No. of bitstreams: 1 Defesa Final (revisado) - Bruna 2017.docx: 1811276 bytes, checksum: b32071976cc79d8b95968a135760d1b6 (MD5) / Rejected by Ederson Vasconcelos Pereira null (edersonpereira@fmva.unesp.br), reason: Falta o certificado de Aprovação com a data da Defesa. Favor colocar o Certificado e fazer as alterações quanto à bolsa FAPESP. on 2018-01-08T13:19:20Z (GMT) / Submitted by BRUNA NICOLETI SANTANA null (brunanicoleti.ata@hotmail.com) on 2018-01-08T16:35:49Z No. of bitstreams: 1 Defesa Final (revisado) - Bruna 2017.docx: 2115998 bytes, checksum: d53869153af6d87bd313087bb51809fe (MD5) / Approved for entry into archive by Ederson Vasconcelos Pereira null (edersonpereira@fmva.unesp.br) on 2018-01-08T19:37:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santana_bn_me_araca_int.pdf.docx: 2115998 bytes, checksum: d53869153af6d87bd313087bb51809fe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-08T19:37:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santana_bn_me_araca_int.pdf.docx: 2115998 bytes, checksum: d53869153af6d87bd313087bb51809fe (MD5) Previous issue date: 2017-12-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Objetivou-se determinar a ocorrência de Cryptosporidium spp. em amostras de fezes de galinha doméstica em criações extensivas, semiextensivas e intensivas, no Estado de São Paulo, e avaliar três protocolos da reação em cadeia pela polimerase (nested PCR) para diagnóstico de Cryptosporidium spp. A purificação e concentração dos oocistos presentes em amostras fecais provenientes de 190 aves foram realizadas por meio de centrífugo-flutuação em solução de Sheather. As amostras foram submetidas à extração do DNA genômico dos oocistos e submetidas à pesquisa de Cryptosporidium spp. utilizando três protocolos de nested PCR para amplificação de fragmento parcial do gene da subunidade 18S do rRNA (18S rRNA), seguida de sequenciamento dos fragmentos amplificados. Os resultados obtidos pelos três protocolos de nested PCR foram analisados pelo teste de McNemar e pelo índice de correlação Kappa. As amostras que foram identificadas como Cryptosporidium meleagridis ou Cryptosporidium sp., pela análise do gene 18S rRNA, foram submetidas à caracterização adicional por meio de subgenotipagem de C. meleagridis pela nested PCR e sequenciamento de fragmento parcial do gene GP60 ou pela nested PCR e sequenciamento de fragmento parcial do gene da actina, respectivamente. A positividade total para Cryptosporidium (total de amostras positivas em pelo menos um método diagnóstico) obtida pela nested PCR foi de 12,6% (24/190), com identificação de Cryptosporidium baileyi (9,47%; 18/190), C. meleagridis (0,53%; 1/190), Cryptosporidium parvum (2,1%; 4/190) e Cryptosporidium sp. (0,53%; 1/190). A subgenotipagem de C. meleagridis revelou a presença do subtipo zoonótico IIIgA23G3R1. A análise do gene da actina permitiu a identificação de um novo genótipo de Cryptosporidium, em uma ave de criação extensiva, relacionado geneticamente com Cryptosporidium bovis e Cryptosporidium xiaoi. A análise de regressão logística não revelou diferenças significativas nas taxas de detecção de Cryptosporidium associadas aos diferentes sistemas de produção (extensivo, semi-intensivo e intensivo). Em comparação com frangos de corte, houve maior probabilidade de que as aves de postura e as aves de criações mistas fossem positivas para Cryptosporidium. Não houve diferença significativa na frequência de resultados positivos obtidos pelos três protocolos de nested PCR (p> 0,05); a concordância obtida pelo índice Kappa variou de substancial (0,70) a quase perfeita (0,9). / The objective of this study was to determine the occurrence of Cryptosporidium spp. in domestic chickens raised in different chicken production systems in Brazil using three nested PCR protocols. The purification and concentration of oocysts present in 190 fecal samples from chickens raised in extensive, semi-intensive and intensive production systems were accomplished by centrifugal flotation in Sheather's solution and were followed by the extraction of genomic DNA. The detection and molecular characterization of Cryptosporidium species and genotypes were performed using three nested polymerase chain reaction (nested PCR) protocols targeting the 18S rRNA gene followed by sequencing of the amplified fragments. The results obtained by the three nested PCR reactions were analyzed using the McNemar test and the Kappa correlation index. Subgenotyping of Cryptosporidium meleagridis was performed using a nested PCR reaction targeting the gp60 gene. Samples identified as Cryptosporidium sp. genetically similar to Cryptosporidium xiaoi and Cryptosporidium bovis by 18S rRNA gene sequencing were further analyzed by nested PCR targeting the actin gene and subsequent sequencing of the amplified fragment. The overall positivity for Cryptosporidium spp. (total samples positive in at least one protocol) from the nested PCR results was 12.6% (24/190), including Cryptosporidium baileyi (9.47%; 18/190), C. meleagridis (0.53%, 1/190), Cryptosporidium parvum (2.1%; 4/190) and Cryptosporidium sp. (0.53%; 1/190). Subgenotyping of C. meleagridis revealed the presence of the zoonotic subtype IIIgA23G3R1. Sequencing of the 18S rRNA gene and the actin gene fragments revealed a new Cryptosporidium genotype in an extensive poultry system genetically related to C. xiaoi and C. bovis. Logistic regression analysis did not reveal significant differences in the rates of Cryptosporidium detection associated with the variable production system (extensive, semi-intensive and intensive). In comparison to broiler chickens, there were higher odds for layer chickens and mixed chickens to be positive for Cryptosporidium. There was no significant difference in the frequency of positive results obtained by the three nested PCR protocols (p> 0.05); additionally, the agreement obtained by Kappa index ranged from substantial (0.70) to almost perfect (0.9). / FAPESP: 15/26334-8.

Este trabalho avaliou o potencial da aplicação da técnica recursiva dos mínimos quadrados (MQR) para o ajuste em tempo atual dos parâmetros de modelos autorregressivos com variáveis exógenas (ARX), as quais são constituídas pelos níveis de montante para melhorar o desempenho das previsões de níveis fluviais em tempo atual. Três aspectos foram estudados em conjunto: variação do alcance escolhido para a previsão, variação da proporção da área controlada em bacias a montante e variação da área da bacia da seção de previsão. A pesquisa foi realizada em três dimensões principais: a) metodológica (sem recursividade; com recursividade; com recursividade e fator de esquecimento); b) temporal (6 alcances diferentes: 10, 24, 34, 48, 58 e 72 horas); e c) espacial (variação da área controlada da bacia e da área da bacia definida pela seção de previsão). A área de estudo escolhida para essa pesquisa foi a bacia do rio Uruguai com exutório no posto fluviométrico de Uruguaiana (190.000 km²) e as suas sub-bacias embutidas de Itaqui (131.000 km²), Passo São Borja (125.000km²), Garruchos (116.000 km²), Porto Lucena (95.200 km²), Alto Uruguai (82.300 km²) e Iraí (61.900 km²). Os dados de níveis fluviométricos, com leituras diárias às 07:00 e às 17:00 horas, foram fornecidos pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), sendo utilizados os dados de 1/1/1991 a 30/6/2015. Para a análise de desempenho dos modelos, foi aplicado como estatística de qualidade o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) e o quantil 0,95 dos erros absolutos (EA(0,95): erro que não foi ultrapassado com a frequência de 0,95). Observou-se que os erros EA(0,95) dos melhores modelos obtidos para cada bacia sempre aumentam com a redução da área controlada, ou seja, a qualidade das previsões diminui com o deslocamento da seção de controle de jusante para montante. O ganho na qualidade das previsões com a utilização dos recursos adaptativos torna-se mais evidente, especialmente quando observam-se os valores de EA(0,95), pois esta estatística é mais sensível, com diferenças maiores em relação ao coeficiente NS. Além disso, este é mais representativo para os erros maiores, que ocorrem justamente durante os eventos de inundações. De modo geral, foi observado que, à medida que diminui a área da bacia, é possível obter previsões com alcances cada vez menores. Porém a influência do tamanho da área controlada de bacias a montante melhora o desempenho de bacias menores quando se observam principalmente os erros EA(0,95). Por outro lado, se a proporção da bacia controlada de montante já é bastante grande, como é o caso das alternativas 1 e 2 utilizadas para previsão em Itaqui (entre 88,5% e 95,4 %, respectivamente), os recursos adaptativos não fazem muita diferença na obtenção de melhores resultados. Todavia, quando se observam bacias com menores áreas de montante controladas, como é o caso de Porto Lucena para a alternativa 2 (65% de área controlada), o ganho no desempenho dos modelos com a utilização dos recursos adaptativos completos (MQR+f.e: mínimos quadrados recursivos com fator de esquecimento) torna-se relevante. / This study evaluated the potential of the application of the recursive least squares technique (RLS) to adjust in real time the model parameters of the autoregressive models with exogenous variables (ARX), which consists of the upstream levels, to improve the performance of the forecasts of river levels in real time. Three aspects were studied jointly: the variation of the lead time chosen for the forecast, the variation in the proportion of controlled area in upstream basins and variation in the area of forecasting section of the basin. The research was conducted in three main dimensions: a) methodological (without recursion; with recursion; with recursion and forgetting factor); b) temporal (6 different lead times: 10, 24, 34, 48, 58 and 72 hours); and c) spatial (variation in the controlled area of the basin and the area of the basin defined by the forecast section). The study area chosen for this research was the Uruguay River basin with its outflow at the river gage station of Uruguaiana (190,000 km²) and its entrenched sub-basins in Itaqui (131,000 km²), Passo São Borja (125,000 km²), Garruchos (116,000 km²), Porto Lucena (95,200 km²), Alto Uruguai (82,300 km²), and Iraí (61,900 km²). The river levels data, with daily readings at 7am and 5pm, were provided by the Company of Mineral Resources Research (CPRM), with the data used from January 1, 1991 to June 30, 2015. We applied the Nash-Sutcliffe coefficient (NS) and the quantile 0.95 of absolute errors (EA(0,95): error has not been exceeded at the rate of 0.95) for the analysis of models performances. We observed that the errors EA(0.95) of the best models obtained for each basin always increase with the reduction of the controlled area then the quality of the forecasts decreases with displacement of the downstream control section upstream. The gain in quality of the forecasts with the use of adaptive resources becomes more evident especially when the observed values of EA(0.95) as this statistic is more sensitive with greater differences in relation to the Nash-Sutcliffe Coefficient (NS). Moreover, this is most representative for larger errors which occur precisely during flooding events. In general, we observed that, as much as the area of the basin decreases, it is possible to obtain forecasts with smaller lead times, but the influence of the size of the area controlled upstream basins improves the performance of smaller basins when observing, especially the errors EA (0.95). However, if the proportion of the upstream of controlled basin is already quite large - as in the case of the alternatives 1 and 2 used for forecast in Itaqui (between 88.5% and 95.4%, respectively) - the adaptive resources do not differ too much in getting better results. However, when observing basins with smaller areas controlled upstream - as is the case of Porto Lucena to alternative 2 (65% controlled area) - the performance gain of the models with the use of the complete adaptive resources (MQR+f.e.) becomes relevant.

Part I of this thesis concerns the question in which dimensions manifolds with higher orientability properties can have an odd Euler characteristic. In chapter 1 I prove that a k-orientable manifold (or more generally Poincare complex) has even Euler characteristic unless the dimension is a multiple of 2^k+1, where we call a manifold k-orientable if the i^th Stiefel-Whitney class vanishes for all 0 < i < 2^k (k ≥ 0). For k = 0, 1, 2, 3, k-orientable manifolds with odd Euler characteristic exist in all dimensions 2^k+1m, but whether there exist a 4-orientable manifold with an odd Euler characteristic is an open problem. In Chapter 2 I present calculations on the cohomology of the first two Rosenfeld planes, revealing that (O ⊗ C)P² is 2-orientable and (O ⊗ H)P² is at least 3-orientable. Part II discusses the homotopy type of spaces of nested manifolds. I prove that the space of d-dimensional manifolds with k-dimensional submanifolds inside Rⁿ has the homotopy type of a linearised model T_k<d, which can be thought of as a space of off-set d-planes inside Rⁿ with a (potentially empty) off-set k-plane inside of it, compactified with a point at infinity representing the empty set. Applying an induction I generalise this result to the case of higher nestings, establishing that the space Ψ_I (Rⁿ) of nested manifolds inside Rⁿ, for I a finite list of strictly increasing dimensions between 0 and n - 1, has the homotopy type of a linearised model space T_I.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-29. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:21Z : No. of bitstreams: 1 Publico-178.pdf: 625763 bytes, checksum: bd311a8cd3f7ff010bc833233dd4c82b (MD5) / Objetivo: Desenvolvimento e aplicação de protocolos de Nested Multiplex PCR e PCR em Tempo Real para a detecção bacteriana e classificação de Gram em amostras de humor aquoso e vítreo coletadas de pacientes com suspeita clínica de endoftalmite. Métodos: Especificidade analítica foi estabelecida utilizando 31 microrganismos clinicamente importantes, 20 gram-positivos e 11 gram-negativos. Reação cruzada com DNA humano e DNA fúngico foi testada. Amostras controles de humor aquoso coletadas após facoemulsificação foram incluídas. Sensibilidade analítica para as metodologias de PCR foram determinadas utilizando diluição seriada 1:10 de DNA extraído de S. epidermidis e E. coli. As técnicas foram posteriormente aplicadas e testadas em amostras de humor aquoso e vítreo coletadas de pacientes com diagnóstico clínico de endoftalmite. Preparações comerciais de Taq DNA polimerase foram pré-tratadas com DNaseI. Resultados: Amplificação genérica do gene 16S rDNA foi positiva para todos os isolados bacterianos. Classificação de Gram pela técnica de Nested Multiplex PCR não foi possível apenas para isolados de Acinetobacter spp. Utilizando PCR Multiplex em Tempo Real, todos os isolados foram classificados por Gram, sendo que P. acnes exibiu um padrão misto de amplificação. Limite de detecção da metodologia de Nested Multiplex PCR foi de 1 fg/μl para S. epidermidis e E.coli. A sensibilidade de detecção para S. epidermidis e E. coli utilizando reação para detecção universal bacteriana por PCR em Tempo Real com SYBR Green foi de 100 fg/μl (E = 0,82 e 0,86; r2 = 0,99) e 1 pg/μl utilizando metodologia de PCR Multiplex em Tempo Real com Sondas TaqMan (E = 0,66 e 0,77; r2 = 0,99). A positividade da cultura para detecção bacteriana a partir de amostras de humor aquoso e vítreo foi de 47,6% e pelas metodologias de Nested Multiplex PCR e PCR em Tempo Real foi de 100% e 95,2% respectivamente. Entre as amostras negativas por cultura (n=10), a metodologia de Nested Multiplex PCR foi positiva para todas (100%) e PCR em Tempo Real em 90% dos casos (9/10). Entretanto, a proporção de falso-positivos pela metodologia de Nested Multiplex PCR (65,4%) foi superior aos valores obtidos por PCR em Tempo Real (7,7%). A classificação de gram foi obtida em 88,8% dos casos por Nested PCR e 100% por PCR em Tempo Real. A correlação entre a identificação clássica e classificação de Gram molecular foi 63,6% para ambas as técnicas. A identificação pelo sequenciamento dos produtos obtidos por Nested Multiplex PCR e PCR em Tempo Real apresentou correlação de 100% e 88,8%, respectivamente, quando comparada a identificação fenotípica. Conclusões: As metodologias de PCR apresentaram boa correlação quando comparadas com os resultados da cultura e a detecção passou de 47,6% por cultura para 100%, demonstrando serem testes viáveis e mais sensíveis para a caracterização laboratorial de endoftalmite. / Objective: Development and application of Nested Multiplex PCR and Real Time PCR assays for detection and Gram classification of bacteria using aqueous and vitreous humor collected from patients with suspected endophthalmitis. Methods: Analytical specificity was established using 31 clinically important pathogens, 20 gram-positive and 11 gram-negative. Specificity was also tested using human DNA and fungal DNA. Control samples of non-infected aqueous humor collected at the end of phacoemulsification surgery were included. Analytical sensitivity was determined using a 10-fold dilution of S. epidermidis and E. coli DNA. After, methodologies were tested in aqueous and vitreous humor collected from patients with clinical diagnosis of endophthalmitis. Comercial Taq polymersase preparations were DNA decontaminated using DNaseI pretreatment. Results: Universal amplification of 16S rDNA was achieved for all bacterial isolated. Nested Multiplex PCR failed only to determine the Gram status of Acinetobacter spp. Gram classification was achieved for every bacterial isolates using a Multiplex Gram-Specific TaqMan-based PCR, and only a P. acnes isolate showed a mixed signal. Limit of detection using Nested Multiplex PCR was 1 fg/μl for both S. epidermidis and E. coli. Sensitivity for detection of S. epidermidis and E. coli DNA using a SYBR Green 16S rDNA-based universal PCR was 100 fg/μl (E = 0.82 and 0.86; r2 = 0.99) and 1 pg/μl using a Multiplex Gram-Specific TaqMan-based PCR (E = 0.66 and 0.77; r2 = 0.99). Culture was positive in 47.6% of aqueous and vitreous humor analysis. Nested Multiplex PCR and Real Time PCR assays were positive in 100% and 95.2% of these cases, respectively. Among negative culture samples, Nested Multiplex PCR was positive for all (100%) and Real Time PCR assays in 90% of cases (9/10). Gram classification was completed for 88.8% and 100% samples using Nested Multiplex PCR and Real Time PCR methodologies, respectively. Correlation of 63.6% between microbiological and molecular Gram classification was observed using both molecular assays. 16S rDNA sequence-based identification using Nested Multiplex PCR and Real Time PCR products showed 100% and 88.8% correlation respectively when compared with phenotypic identification. Conclusions: Both PCR methodologies presented good correlation when compared with culture-proven results and bacterial detection was improved from 47.6%% to 100% showing to be feasible tests for laboratorial characterization of bacterial endophthalmitis. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Este trabalho avaliou o potencial da aplicação da técnica recursiva dos mínimos quadrados (MQR) para o ajuste em tempo atual dos parâmetros de modelos autorregressivos com variáveis exógenas (ARX), as quais são constituídas pelos níveis de montante para melhorar o desempenho das previsões de níveis fluviais em tempo atual. Três aspectos foram estudados em conjunto: variação do alcance escolhido para a previsão, variação da proporção da área controlada em bacias a montante e variação da área da bacia da seção de previsão. A pesquisa foi realizada em três dimensões principais: a) metodológica (sem recursividade; com recursividade; com recursividade e fator de esquecimento); b) temporal (6 alcances diferentes: 10, 24, 34, 48, 58 e 72 horas); e c) espacial (variação da área controlada da bacia e da área da bacia definida pela seção de previsão). A área de estudo escolhida para essa pesquisa foi a bacia do rio Uruguai com exutório no posto fluviométrico de Uruguaiana (190.000 km²) e as suas sub-bacias embutidas de Itaqui (131.000 km²), Passo São Borja (125.000km²), Garruchos (116.000 km²), Porto Lucena (95.200 km²), Alto Uruguai (82.300 km²) e Iraí (61.900 km²). Os dados de níveis fluviométricos, com leituras diárias às 07:00 e às 17:00 horas, foram fornecidos pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), sendo utilizados os dados de 1/1/1991 a 30/6/2015. Para a análise de desempenho dos modelos, foi aplicado como estatística de qualidade o coeficiente de Nash-Sutcliffe (NS) e o quantil 0,95 dos erros absolutos (EA(0,95): erro que não foi ultrapassado com a frequência de 0,95). Observou-se que os erros EA(0,95) dos melhores modelos obtidos para cada bacia sempre aumentam com a redução da área controlada, ou seja, a qualidade das previsões diminui com o deslocamento da seção de controle de jusante para montante. O ganho na qualidade das previsões com a utilização dos recursos adaptativos torna-se mais evidente, especialmente quando observam-se os valores de EA(0,95), pois esta estatística é mais sensível, com diferenças maiores em relação ao coeficiente NS. Além disso, este é mais representativo para os erros maiores, que ocorrem justamente durante os eventos de inundações. De modo geral, foi observado que, à medida que diminui a área da bacia, é possível obter previsões com alcances cada vez menores. Porém a influência do tamanho da área controlada de bacias a montante melhora o desempenho de bacias menores quando se observam principalmente os erros EA(0,95). Por outro lado, se a proporção da bacia controlada de montante já é bastante grande, como é o caso das alternativas 1 e 2 utilizadas para previsão em Itaqui (entre 88,5% e 95,4 %, respectivamente), os recursos adaptativos não fazem muita diferença na obtenção de melhores resultados. Todavia, quando se observam bacias com menores áreas de montante controladas, como é o caso de Porto Lucena para a alternativa 2 (65% de área controlada), o ganho no desempenho dos modelos com a utilização dos recursos adaptativos completos (MQR+f.e: mínimos quadrados recursivos com fator de esquecimento) torna-se relevante. / This study evaluated the potential of the application of the recursive least squares technique (RLS) to adjust in real time the model parameters of the autoregressive models with exogenous variables (ARX), which consists of the upstream levels, to improve the performance of the forecasts of river levels in real time. Three aspects were studied jointly: the variation of the lead time chosen for the forecast, the variation in the proportion of controlled area in upstream basins and variation in the area of forecasting section of the basin. The research was conducted in three main dimensions: a) methodological (without recursion; with recursion; with recursion and forgetting factor); b) temporal (6 different lead times: 10, 24, 34, 48, 58 and 72 hours); and c) spatial (variation in the controlled area of the basin and the area of the basin defined by the forecast section). The study area chosen for this research was the Uruguay River basin with its outflow at the river gage station of Uruguaiana (190,000 km²) and its entrenched sub-basins in Itaqui (131,000 km²), Passo São Borja (125,000 km²), Garruchos (116,000 km²), Porto Lucena (95,200 km²), Alto Uruguai (82,300 km²), and Iraí (61,900 km²). The river levels data, with daily readings at 7am and 5pm, were provided by the Company of Mineral Resources Research (CPRM), with the data used from January 1, 1991 to June 30, 2015. We applied the Nash-Sutcliffe coefficient (NS) and the quantile 0.95 of absolute errors (EA(0,95): error has not been exceeded at the rate of 0.95) for the analysis of models performances. We observed that the errors EA(0.95) of the best models obtained for each basin always increase with the reduction of the controlled area then the quality of the forecasts decreases with displacement of the downstream control section upstream. The gain in quality of the forecasts with the use of adaptive resources becomes more evident especially when the observed values of EA(0.95) as this statistic is more sensitive with greater differences in relation to the Nash-Sutcliffe Coefficient (NS). Moreover, this is most representative for larger errors which occur precisely during flooding events. In general, we observed that, as much as the area of the basin decreases, it is possible to obtain forecasts with smaller lead times, but the influence of the size of the area controlled upstream basins improves the performance of smaller basins when observing, especially the errors EA (0.95). However, if the proportion of the upstream of controlled basin is already quite large - as in the case of the alternatives 1 and 2 used for forecast in Itaqui (between 88.5% and 95.4%, respectively) - the adaptive resources do not differ too much in getting better results. However, when observing basins with smaller areas controlled upstream - as is the case of Porto Lucena to alternative 2 (65% controlled area) - the performance gain of the models with the use of the complete adaptive resources (MQR+f.e.) becomes relevant.

A tuberculose (TB) é um importante problema de saúde pública, portanto, é necessário o desenvolvimento de novas ferramentas para a detecção rápida e confiável do Mycobacterium tuberculosis, prevenindo a transmissão da TB. O objetivo deste estudo foi avaliar dois testes moleculares para detecção de bactérias do Complexo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) diretamente de amostras clínicas. Foi realizado um estudo transversal, no qual foram selecionadas 124 amostras respiratórias. As amostras foram avaliadas por dois testes moleculares “in house” para detecção do MTBC: NESTED-PCR (NPCR) e Real Time PCR (RT-PCR) ambos com primers para o IS6110. As amostras também foram avaliadas por um teste direto (pesquisa de BAAR). Os resultados foram comparados com a cultura para M.tuberculosis e também com os resultados da cultura juntamente com dados clínicos. Uma amostra comercial com quantificação de DNA conhecida foi utilizada para determinação do Limite de Detecção (LOD) dos testes moleculares. O LOD foi de 1 cópia/μL para o RT-PCR e de 25 cópias/μL para o NPCR. O BAAR apresentou baixa sensibilidade - SE - (40%) e alta especificidade - SP - (94%). Ambos os ensaios moleculares, apresentaram elevada SE e SP (RT-PCR 98% e 91%, NPCR 86% e 93%, respectivamente) em relação à cultura. Quando comparamos os resultados frente a cultura juntamente com os dados clínicos, a SE e a SP foram de 90% e 97% para a RT-PCR e de 80% e 99% para a NPCR, respectivamente. Houve um pequeno decréscimo da SE dos métodos moleculares, quando comparados com a cultura mais os dados clínicos em relação à cultura isoladamente, no entanto, a SP foi consideravelmente elevada para os três métodos avaliados. Avaliamos o custo dos insumos para os ensaios moleculares: o custo do NPCR foi de $ 17.77/teste enquanto que o custo do RT-PCR foi de $ 15.76/teste. Em relação ao tempo de execução dos testes o RT-PCR foi mais rápido (2 horas) do que o NPCR (4 horas). Este estudo confirma que técnicas de PCRs podem ser muito úteis para o diagnóstico rápido da TB respiratória, com altas taxas de SP. Ele também pode ser muito importante para a exclusão de diagnóstico, considerando o alto VPN encontrados no nosso estudo. Os resultados demonstraram que os ensaios moleculares visando IS6110 do M. tuberculosis podem ajudar a melhorar o diagnóstico da TB pulmonar, com muitos potenciais efeitos positivos para a gestão clínica e de controle da doença. / Tuberculosis (TB) remains as an important public health problem worldwide. Therefore, the rapid detection of M. tuberculosis is of primary importance to effectively reduce transmission among patients. The aims of this study were to evaluate two molecular tests to detect M. tuberculosis complex (MTBC) directly from clinical samples. The study included 124 respiratory samples which were evaluated by two in house molecular assays for MTBC detection: Nested PCR (NPCR) and Real Time PCR (RT-PCR). The respiratory samples were also evaluated by the direct test (AFB assay). The results were compared with the results of culture and also compared with the culture results plus clinical data of patients. We used a commercial DNA sample with known quantification to establish the Limit of Detection (LOD). The LOD was 1 copy/μL for RT-PCR and 25 copies/μL for NPCR. The AFB assay presented low sensitivity – SE - (40%) and a high specificity - SP – (94%). Both molecular assays, RT-PCR and NPCR presented high SE and SP (RT-PCR 98% and 91%, NPCR 86% and 93%, respectively) compared to culture. When the results of the molecular tests were compared to the culture plus clinical data the SE and SP were 90,20% and 97,26% for RT-PCR and 80,39% and 98,63% for the NPCR, respectively. It was possible to observe a slight decrease of SE of the molecular methods in comparison to culture plus clinical data in relation to culture; however, the SP was increased, since many cases of TB could not be confirmed by culture. Furthermore we evaluated the cost of molecular assays: the NPCR cost was $17.77/test while the RT-PCR cost was $15.76/test. The RT-PCR test was faster (2 hours) than the NPCR (4 hours) to be performed. Our study confirms that PCRs may be useful for rapid diagnosis of respiratory TB, with high SP rates. It may also be very important to exclude such diagnosis, considering the high NPV found in our study. In summary, PCRs targeting IS6110 of MTB improve the accuracy of the diagnosis of pulmonary TB, with many potential positive effects for clinical management and control of the disease.

abstract: In recent decades, marine ecologists have conducted extensive field work and experiments to understand the interactions between bacteria and bacteriophage (phage) in marine environments. This dissertation provides a detailed rigorous framework for gaining deeper insight into these interactions. Specific features of the dissertation include the design of a new deterministic Lotka-Volterra model with n + 1 bacteria, n/n + 1 phage, with explicit nutrient, where the jth phage strain infects the first j bacterial strains, a perfectly nested infection network (NIN). This system is subject to trade-off conditions on the life-history traits of both bacteria and phage given in an earlier study Jover et al. (2013). Sufficient conditions are provided to show that a bacteria-phage community of arbitrary size with NIN can arise through the succession of permanent subcommunities, by the successive addition of one new population. Using uniform persistence theory, this entire community is shown to be permanent (uniformly persistent), meaning that all populations ultimately survive. It is shown that a modified version of the original NIN Lotka-Volterra model with implicit nutrient considered by Jover et al. (2013) is permanent. A new one-to-one infection network (OIN) is also considered where each bacterium is infected by only one phage, and that phage infects only that bacterium. This model does not use the trade-offs on phage infection range, and bacterium resistance to phage. The OIN model is shown to be permanent, and using Lyapunov function theory, coupled with LaSalle’s Invariance Principle, the unique coexistence equilibrium associated with the NIN is globally asymptotically stable provided that the inter- and intra-specific bacterial competition coefficients are equal across all bacteria. Finally, the OIN model is extended to a “Kill the Winner” (KtW) Lotka-Volterra model of marine communities consisting of bacteria, phage, and zooplankton. The zooplankton acts as a super bacteriophage, which infects all bacteria. This model is shown to be permanent. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Applied Mathematics 2016

Multistage stochastic optimization is used to solve many real-life problems where decisions are taken at multiple times, e.g., portfolio selection problems. Such problems need the definition of stochastic processes, which are usually approxim- ated by scenario trees. The choice of the size of the scenario trees is the result of a compromise between the best approximation and the possibilities of the com- puter technology. Therefore, once a master scenario tree has been generated, it can be needed to reduce its dimension in order to make the problem computation- ally tractable. In this thesis, we introduce several scenario reduction algorithms and we compare them numerically for different types of master trees. A simple portfolio selection problem is also solved within the study. The distance from the initial scenario tree, the computational time, and the distance between the optimal objective values and solutions are compared for all the scenario reduction algorithms. In particular, we adopt the nested distance to measure the distance between two scenario trees. 1

A tuberculose (TB) é um importante problema de saúde pública, portanto, é necessário o desenvolvimento de novas ferramentas para a detecção rápida e confiável do Mycobacterium tuberculosis, prevenindo a transmissão da TB. O objetivo deste estudo foi avaliar dois testes moleculares para detecção de bactérias do Complexo Mycobacterium tuberculosis (MTBC) diretamente de amostras clínicas. Foi realizado um estudo transversal, no qual foram selecionadas 124 amostras respiratórias. As amostras foram avaliadas por dois testes moleculares “in house” para detecção do MTBC: NESTED-PCR (NPCR) e Real Time PCR (RT-PCR) ambos com primers para o IS6110. As amostras também foram avaliadas por um teste direto (pesquisa de BAAR). Os resultados foram comparados com a cultura para M.tuberculosis e também com os resultados da cultura juntamente com dados clínicos. Uma amostra comercial com quantificação de DNA conhecida foi utilizada para determinação do Limite de Detecção (LOD) dos testes moleculares. O LOD foi de 1 cópia/μL para o RT-PCR e de 25 cópias/μL para o NPCR. O BAAR apresentou baixa sensibilidade - SE - (40%) e alta especificidade - SP - (94%). Ambos os ensaios moleculares, apresentaram elevada SE e SP (RT-PCR 98% e 91%, NPCR 86% e 93%, respectivamente) em relação à cultura. Quando comparamos os resultados frente a cultura juntamente com os dados clínicos, a SE e a SP foram de 90% e 97% para a RT-PCR e de 80% e 99% para a NPCR, respectivamente. Houve um pequeno decréscimo da SE dos métodos moleculares, quando comparados com a cultura mais os dados clínicos em relação à cultura isoladamente, no entanto, a SP foi consideravelmente elevada para os três métodos avaliados. Avaliamos o custo dos insumos para os ensaios moleculares: o custo do NPCR foi de $ 17.77/teste enquanto que o custo do RT-PCR foi de $ 15.76/teste. Em relação ao tempo de execução dos testes o RT-PCR foi mais rápido (2 horas) do que o NPCR (4 horas). Este estudo confirma que técnicas de PCRs podem ser muito úteis para o diagnóstico rápido da TB respiratória, com altas taxas de SP. Ele também pode ser muito importante para a exclusão de diagnóstico, considerando o alto VPN encontrados no nosso estudo. Os resultados demonstraram que os ensaios moleculares visando IS6110 do M. tuberculosis podem ajudar a melhorar o diagnóstico da TB pulmonar, com muitos potenciais efeitos positivos para a gestão clínica e de controle da doença. / Tuberculosis (TB) remains as an important public health problem worldwide. Therefore, the rapid detection of M. tuberculosis is of primary importance to effectively reduce transmission among patients. The aims of this study were to evaluate two molecular tests to detect M. tuberculosis complex (MTBC) directly from clinical samples. The study included 124 respiratory samples which were evaluated by two in house molecular assays for MTBC detection: Nested PCR (NPCR) and Real Time PCR (RT-PCR). The respiratory samples were also evaluated by the direct test (AFB assay). The results were compared with the results of culture and also compared with the culture results plus clinical data of patients. We used a commercial DNA sample with known quantification to establish the Limit of Detection (LOD). The LOD was 1 copy/μL for RT-PCR and 25 copies/μL for NPCR. The AFB assay presented low sensitivity – SE - (40%) and a high specificity - SP – (94%). Both molecular assays, RT-PCR and NPCR presented high SE and SP (RT-PCR 98% and 91%, NPCR 86% and 93%, respectively) compared to culture. When the results of the molecular tests were compared to the culture plus clinical data the SE and SP were 90,20% and 97,26% for RT-PCR and 80,39% and 98,63% for the NPCR, respectively. It was possible to observe a slight decrease of SE of the molecular methods in comparison to culture plus clinical data in relation to culture; however, the SP was increased, since many cases of TB could not be confirmed by culture. Furthermore we evaluated the cost of molecular assays: the NPCR cost was $17.77/test while the RT-PCR cost was $15.76/test. The RT-PCR test was faster (2 hours) than the NPCR (4 hours) to be performed. Our study confirms that PCRs may be useful for rapid diagnosis of respiratory TB, with high SP rates. It may also be very important to exclude such diagnosis, considering the high NPV found in our study. In summary, PCRs targeting IS6110 of MTB improve the accuracy of the diagnosis of pulmonary TB, with many potential positive effects for clinical management and control of the disease.

NestStep is a collection of parallel extensions to existing programming languages. These extensions supports a shared memory model and nested parallelism. NestStep is based the Bulk-Synchronous Programming model. Most of the communication of data in NestStep takes place in a combine/commit phase, which is essentially a reduction followed by a broadcast. The primary aim of the project that this thesis is based on was to develop a runtime system for NestStep-C, the extensions for the C programming language. The secondary aim was to find which tree structure among a selected few is the best for communicating data in the combine/commit phase. This thesis includes information about NestStep, how to interface with the NestStep runtime system, some example applications and benchmarks for determining the best tree structure. A binomial tree structure and trees similar to it was empirically found to yield the best performance.