Thesis (M.S.)--Uniformed Services University of the Health Sciences, 2005. / Typescript (photocopy).

La synthèse d'une nouvelle famille d'oligomères de motifs contraints de dipeptides est décrite dans ce manuscrit. Les monomères utilisés sont des motifs 3(S)-amino-5-carbonylméthyl-2,3-dihydro-1,5-benzothiazépine-4(5H)-one (DBT), acide 2-aminométhyl-phényl-acétique (AMPA) et α-amino γ-lactames. La structure secondaire de ces édifices a été étudiée par spectroscopies RMN, IR, CD et RX. Nous avons montré tout d'abord que les oligomères de DBT sont capables d'adopter des structures stables et définies en ruban. En se basant sur ces structures, nous avons conçu de nouveaux systèmes beaucoup plus versatiles qui permettent de répartir diverses fonctions (basiques, acides, aromatiques) de part et d'autre de l'axe du ruban. Une stratégie de synthèse originale a été développée à cet effet. Elle consiste en la conversion directe de séquences peptidiques, incorporant des méthionines, en oligomères d'α-amino γ-lactames. Ils sont capables, au même titre que ceux de DBT, d'adopter des structures en ruban et de pénétrer dans les cellules. Enfin une étude in vivo chez la souris a montré le fort potentiel anti-tumoral d'un bioconjugué associant des oligomères d'AMPA à un inhibiteur de la Cathepsine D, enzyme lysosomale surexprimée et sécrétée par de nombreuses tumeurs solides. / The synthesis of a new type of constrained dipeptide motif oligomers is described. Monomers used are the (3S)-amino-5-(carboxylmethyl)-2,3-dihydro-1,5-benzothiazepin-4(5H)-one (DBT), the 2-aminomethyl-phenyl-acetic acid (AMPA) and α-amino γ-lactams. The secondary structure of those architectures has been studied by NMR, IR, CD and X-ray spectroscopies. Firstly, we demonstrated that DBT oligomers are able to adopt stable and well defined ribbon like structures. Based on these structures, we designed new systems, far more versatile which are able to distribute various functions (basic, acidic, aromatic) on each side of the ribbon axis. An original strategy has been developed for this purpose. It consists in the direct conversion of peptidic sequences, incorporating methionine, in α-amino γ-lactams oligomers. They are able, as the DBT, to adopt ribbon like structures and to be internalized into cells. Finally, an in vivo study in mice showed the high anti-tumoral potency of a bioconjugate linking AMPA oligomers to an inhibitor of the cathepsin D, a lysosomal enzyme overexpressed and secreted by numerous solid tumors.

La compréhension des mécanismes moléculaires de différentes pathologies a permis la caractérisation de gènes et de protéines impliqués dans la pathogénèse et l'identification de cibles thérapeutiques intracellulaires. La nature hydrophobique de la membrane cellulaire empêche le passage des médicaments dans les cellules. Les Cell-Penetrating Peptides (CPP) ou domaines de transduction protéiques (PTD) sont des peptides qui permettent l'internalisation de macromolécules hydrophiles in cellulo et in vivo. Un nouveau peptide issu du facteur de transcription ZEBRA du virus Epstein-Barr, et qui possède des propriétés de transduction a été caractérisé récemment dans notre laboratoire. Des études par mutagénèse de délétion de la protéine ZEBRA ont permis d'identifier la région d'acides aminés (nommé ainsi MD) impliquée dans la pénétration cellulaire. Ce peptide traverse les membranes des cellules de mammifères par un mécanisme de translocation directe, même lorsqu'il est fusionné à des molécules telles que la protéine reportrice eGFP. Le mécanisme de pénétration directe représente un grand avantage pour les applications thérapeutiques: les molécules cargos peuvent être internalisées directement dans le cytoplasme cellulaire sans dégradation et sous une forme biologiquement active. L'objectif de cette thèse est d'étudier les propriétés de pénétration cellulaire du peptide MD et d'évaluer ses applications thérapeutiques comme système de vectorisation des protéines. Ce travail est structuré en trois parties. La première partie porte sur l'étude de l'optimisation de la séquence peptidique MD par réduction de taille et l'évaluation du rôle de sa composition en acides aminés dans le processus de translocation à travers la membrane cellulaire. Cette étude a conduit à l'identification d'une séquence plus courte MD (MD11) possédant une efficacité et un mécanisme de translocation inchangés. La deuxième partie décrit une approche thérapeutique basée sur MD11 visant à la complémentation protéique d'un dysfonctionnement identifiée dans la plupart des cancers. Les cellules tumorales présentent des altérations dans la machinerie de traduction résultant dans une prolifération cellulaire incontrôlée. Parmi les différents facteurs intervenant dans la régulation de ce processus, le facteur eucaryote d'initiation 3 (eIF3) contribue à l'oncogenèse et au maintien de l'état cancéreux. Ce complexe est composé de 13 sous-unités, désignées eIF3 a-m. L'expression de certaines sous-unités est altérée dans plusieurs cancers, et en particulier la sous-unité f (eIF3f) est significativement diminuée dans le mélanome, les cancers du pancréas, de la vulve, du sein, de l'intestin et de l'ovaire. L'expression ectopique par transfection transitoire du gène eIF3f inhibe la synthèse protéique et induit l'apoptose dans le mélanome et dans les cellules cancéreuses pancréatiques. A partir de ces observations, nous avons développé une approche thérapeutique innovante pour le traitement des cancers dans lesquels la protéine manquante eIF3f est produite sous forme recombinante fusionnée à la séquence de MD11, et ensuite internalisée dans les cellules cibles tumorales. Ces résultats démontrent que le système de transfert de eIF3f basé sur MD11 représente une stratégie efficace pour supprimer la prolifération des cellules tumorales. La dernière partie de cette thèse explore la propriété de pénétration de MD11 dans les cellules de levure, et en particulier dans le champignon pathogène Candida albicans. Les résultats obtenus démontrent la polyvalence de MD11, qui fonctionne comme vecteur de protéines à activité biologique aussi bien dans la levure que dans les cellules de mammifères. Le potentiel de MD11 comme système de transport et de relargage des protéines a donc été établis, toutefois certaines améliorations en ce qui concerne la formulation des protéines de fusion et des études in vivo doivent être réalisées afin de valider son efficacité thérapeutique. / In recent years, the understanding of disease molecular mechanisms has led to the identification of genes and proteins that are altered in disease state and many therapeutic targets have been found located within cells. The protective and hydrophobic nature of plasma membrane prevents therapeutic drugs from entering cells. Cell-penetrating peptides (CPPs) or protein transduction domains (PTDs) have emerged as a group of non-invasive delivery vectors for various hydrophilic macromolecules, and several in vitro and in vivo applications as pharmaceutical carriers have been reported. A novel cell-penetrating peptide deriving from the Epstein-Barr virus ZEBRA transcription factor has been recently characterized in our laboratory. A reductionist study of full-length ZEBRA protein has allowed to identify the amino acid region (named as Minimal Domain, MD) implicated in cellular uptake. This peptide is able to cross the mammalian cell membranes via a direct translocation mechanism even when fused to cargo molecules such as eGFP reporter protein. The direct penetration mechanism represents a great advantage for therapeutic applications as the cargo molecules can be directly delivered into cells cytoplasm in a biological active form. The aim of this thesis is to explore the cell-penetrating properties of the MD peptide and evaluate its applications as therapeutic protein delivery system. This work is structured in three parts.The first part describes the study on the optimization of MD peptide sequence by size-reduction and the evaluation of its amino acid composition role in the translocation process across the cell membrane. This study has led to the identification of a shorter MD sequence (MD11) with unvaried mechanism of translocation. The second section describes a MD11-based therapeutic approach aiming at repair a dysfunction of the protein synthesis identified in most cancers. The regulation of the protein synthesis has a crucial role in governing the eukaryotic cell growth and subtle defects in the translational machinery can alter the cellular physiology and lead to cell malignancy. Among the different factors intervening in the regulation of this process, the eukaryotic initiation factor 3 (eIF3) contributes to oncogenesis and maintenance of the cancer state. This complex is composed of 13 subunits (designated eIF3 a-m). The expression of eIF3 subunits is altered in several cancers, and in particular the f subunit (eIF3f) is significantly down-regulated in pancreas, vulva, breast, melanoma, ovary and small intestine tumors. The eIF3f ectopic expression by transient gene transfection inhibits cellular protein synthesis and induces apoptosis in melanoma and pancreatic cancer cells. Starting from these observations, we developed an innovative therapeutic approach for cancer treatment in which the missing eIF3f protein is produced in vitro in fusion to MD11, and delivered to cells. These results have demonstrated that the MD11- based eIF3f transfer system may represent a powerful strategy to suppress the tumor-cell proliferation. The last part of this thesis explores the cell-penetrating property of MD11 in yeast cells, and in particular in the pathogenic fungus Candida albicans. The presented results demonstrate the versatility of MD11, functioning as vectors in both yeast and mammalian cells and as carrier for proteins with biological activity.The MD11 potential as protein delivery system is evident; however some improvements regarding the fusion protein formulation and in vivo studies should be realized to validate the effectiveness of its therapeutic application.

Cette thèse a deux objectifs principaux: (i) la reconstruction de l'évolution des plaines côtières autour des baies de Chabahar et de Pozm et (ii) L'évaluation des risques côtiers (tsunamis et tempêtes extrêmes) par l'étude des dépôts de haute énergie. Vastes plaines côtières et paleo-rivages protégées par des terrasses marines soulevées sont présents autour des baies de Chabahar et Pozm. Nous avons mise en évidence des changements du niveau marin relatif le long de quatre profils. L'architecture interne des paleo-rivages a été imagée en utilisant le géoradar (GPR). Des analyses sédimentologiques et stratigraphiques des séquences côtières ont été examinées par carottages et tranchées. Les paleo-rivages sont datées entre 4800 et 270 ans BP à des distances respectives de 5 km et de 670 m du rivage actuel. La position spatiale des paléo-rivages montre une chute du niveau relatif de la mer de 15 m au cours des 4800 derniers années. Nous insistons aussi sur le rôle de contrôle des structures géologiques. Les dépôts d'événements (tsunami et tempêtes) ont été étudiés en contexte de côte meuble par Les sédiments sableux et coquilliers d'origine marine, et sur les côtes rocheuses par les dépôt des blocs déplacés. Nous avons appliqué des modèles hydrologiques pour évaluer et comparer la hauteur des vagues et la distance d'inondation. Nos résultats montrent qu'aucun événement de tempête, connu ou potentiel, n'est capable de transporter les blocs observés. Des vagues de tsunamis de l'ordre de 4 m de hauteur sont suffisantes pour transporter les blocs. La côte de Makran a enregistré des indices de paléo-tsunamis probablement générés par de grands séismes dans la zone de subduction. / In this thesis we have two main goals: (i) to reconstruct the Holocene coastal evolution and relative sea-level changes using strandplains around the Chabahar and Pozm bays; and (ii) to evaluate coastal hazards (tsunami and extreme storms) along the Iranian coast of Makran using high-energy deposits. Since the mid-Holocene, the shoreline rimming the bays of Chabahar and Pozm has prograded ~5 km and formed extensive strandplains. We documented relative sea-level changes along four coast-normal profiles. Internal architecture of strandplain imaged using Ground Penetrating Radar (GPR). The sedimentology and stratigraphy of the coastal sequence were studied by coring and trenching. The highest paleo-coastline is located about 5 km inland and stands approximately 15 m above present sea level. Paleo-shorelines date back between 4800 and 270 years BP at respective distances of 5 km to 670 m from the active shoreline. The spatial position of the palaeo-coastlines demonstrates a fall in local sea level of around 15 m during the last ~4800 years. Event deposits attesting to high-energy waves have been studied in low-lying coast by study of Over-washed sandy and shelly marine sediment and on the rocky shore by study of displaced boulder deposits. We applied hydrologic models to estimate the height and inundation distance of exceptional waves. Our results demonstrate that no known or probable storm is capable of detaching and transporting the boulders. Tsunami waves 4 m in height are enough to transport the boulders. We conclude the Makran coast has archived evidence of palaeo-tsunami events generated in the Makran subduction zone.

The distribution of massive ground ice in the ground in Taylor Valley of the McMurdo Dry Valleys, Antarctica, is quite unknown, and could provide answers to questions such as where the ice comes from, if it has been affected and removed by proglacial lakes and how landscapes underlain by massive ground ice responds to climate change. It could also be a source for atmospheric information in the past and hence a key in climate research. The main goal with this project was therefore to map the distribution of massive ground ice mainly in Taylor Valley, but also in the adjacent Salmon Valley and Wright Valley, using ground penetrating radar to see how the distribution varied and if there was any spatial patterns. The technical computing programme MATLAB was used for editing of the raw radar data, merging of GPR profiles and digitalization of reflectors for possible massive ground ice and several compilations of different files. The data obtained from MATLAB was imported and interpreted using the geographic information system ArcGIS. A series of histograms showing the distribution of massive ground ice depending on the parameters elevation, slope and aspect were made by using the spreadsheet application Microsoft Excel. The results showed that the distribution of massive ground ice was more common at elevations up to 200 m, at the mouth of the valleys and also more frequent in Taylor Valley than in Wright Valley. There was a slightly higher amount of massive ground ice at northeast-east aspects, probably due to different incoming solar radiation. The lack of, or not that prominent, differences for slope and aspect can be due to lack of data, a not enough detailed digital elevation model or that it have existed for a too short period of time to display big differences caused by effects from these parameters. The higher frequency of massive ground ice in Taylor Valley can be due to a thicker sediment cover when compared with the situation in Wright Valley. The distribution of massive ground ice at different slopes seems to follow the distribution of radar measurements, whereas the origin of the massive ground ice and sediment cover can be responsible for the distribution across different elevations. The reason why massive ground ice still occurs despite the existence of Glacial Lake Washburn that previously occupied Taylor Valley could be that the glacial lake did not remain for a sufficiently long time to melt all the massive ice. Massive ground ice is very common in a zone that is believed to be very susceptible for future warming, which means that changes that already have been observed in areas rich in massive ground ice can continue to happen and changes in other areas with massive ice can be enabled. The ice can thus play a major role in the development of the landscape in the McMurdo Dry Valleys depending on the amount of warming. / Markis kan hittas i mark som har temperaturer under 0°C under åtminstone 2 år i följd och därav klassas som permafrost, skillnaden mellan markis och permafrost är däremot att permafrost inte behöver vara just is utan kan enbart vara kall mark. För att markis ska klassas som massiv is så ska andelen is i marken vara minst 250 % jämfört med vikten på torr jord. Utbredningen av sådan massiv is i Taylor Valley i McMurdos torrdalar på Antarktis är inte helt känd, och kunskapen om att veta vart den finns (om den finns) skulle kunna ge svar på frågor som vart den kommer ifrån, om den har påverkats och smält bort av isuppdämda sjöar och hur landskap som är grundade av massiv markis påverkas av klimatförändringar. Isen skulle även kunna vara en informationskälla för tidigare atmosfäriska förhållanden. Huvudsyftet med detta arbete var därför att kartlägga utbredningen av massiv is främst i Taylor Valley, men även i de närliggande dalarna Salmon Valley och Wright Valley, och undersöka hur utbredningen varierar beroende på olika landskapsegenskaper som påverkar dess förekomst. Datorprogrammet och programspråket MATLAB användes för att editera rådatat från radar-mätningarna i området, samt för att sammanföra och digitalisera horisonter för möjlig massiv markis i radarfigurerna och för ett antal sammanställningar av olika filer. Data erhållet från MATLAB importerades till det geografiska informationssystemet ArcGIS där det kunde visualiseras i kartor och tolkas. Ett antal histogram skapades i kalkylprogrammet Microsoft Excel för att visa frekvensen av massiv markis vid olika höjder, sluttningsvinklar och olika väderstrecksriktningar. Resultaten visade att det var mer vanligt med massiv is höjder upp till 200 m, vid mynningarna av dalarna samt i Taylor Valley jämfört med Wright Valley. Det var en aning mer vanligt med massiv markis vid nordöst-östliga sluttningsriktningar, vilket antagligen beror på olika mängder inkommande solstrålning till de olika riktningarna. Avsaknaden av, eller inte så märkbara, skillnader för olika sluttningsvinklar och riktningar kan bero på att mängden data var för liten, att höjdkartan inte var tillräckligt detaljerad eller att isen inte har funnits tillräckligt länge för att bli påverkad av dessa parametrar. Anledningen till att det finns mer massiv markis i Taylor Valley än i Wright Valley kan vara att det skyddande sedimenttäcket är tunnare i Wright Valley än i Taylor Valley. Frekvensen av massiv markis vid olika sluttningsvinklar verkar bero på det totala antalet mätningar gjorda, fler mätningar leder till en högre frekvens av markis, medan dess ursprung samt det antagna tunnare sedimenttäcket på högre höjder kan vara anledningen till de olika frekvenserna av massiv markis vid olika höjder. Anledningen till varför det fortfarande finns massiv markis trots existensen av den isuppdämda sjön Washburn som tidigare fanns i Taylor Valley, och att isen således inte helt har smält bort på grund av sjön, kan vara att den fanns under en för kort tid så att de långsamma termodynamiska processerna som skulle orsaka smältningen inte hann agera tillräckligt länge för att smälta all is. Den massiva markisen är vanlig i en zon som tros vara väldigt mottaglig för framtida uppvärmning, vilket betyder att landskapsförändringar som redan har observerats i områden med mycket massiv markis kan fortsätta att ske samtidigt som andra områden med massiv markis kan börja förändras. Isen kan därför spela en stor roll i landskapsutvecklingen i McMurdos torrdalar beroende på hur mycket varmare det blir i området.

This diploma thesis deals with construction and technological survey of the reinforced concrete structure. The first part of the diploma thesis deals with the properties of the reinforced concrete and with the building survey methods applied in the second part of the thesis. The second part of the diploma thesis focuses on diagnostics of existing structure. More specifically, the hardness of the concrete is tested using a Schmidt hammer and then it is further specified by testing the cores. The reinforcement in the reinforced concrete is also tested using electromagnetic indicator, ground-penetrating radar, and chopped probes. Lastly, a static assessment of the selected girder and column is conducted.

The diploma thesis deals with the construction and technical survey of a reinforced concrete structure. The theoretical part describes the tested properties of concrete and the methodology of their tests used in the practical part. The practical part is devoted to the diagnosis of the existing structure, which was determined the strength of concrete using core holes, concrete adhesion by tear tests, and reinforcement of reinforced concrete elements of the structure determined by ground-penetrating radar, electromagnetic indicators and additional chopped probes.

No description available.

The thesis is focused on the overview of the diagnostic methods for engineering surveys reinforced concrete constructions. The practical part explains engineering surveys of industrial building, evaluation of concrete strength on existing building and results from search reinforcements on individual elements. Next part is focused on load testing precast floor slab removed from construction and evaluation load capacity. The last part include structural design of elected parts (precast floor slab and beam).

Polygonal cryogenic structures cannot be investigated with conventional methods as they could be harmed during measurement. A real3D GPR and ERT non-destructive surveys were used to examine and prove applicability for topsoil covered ice-wedge pseudomorphs and coarse-grained sorted polygons (patterned ground). A list of processing tools and algorithm suitable for such environments was created and tested. The benefits of 3D measurements are illustrated on horizontal slices and pseudo3D visualisation of 3D Cube. Basic morphometry characteristics of both forms were collected. Abilities of geophysical imaging for advanced shape characterisations are discussed, too. The low-frequency measurements gave better results at both sites. Pseudomorphs, 2 wide and up to 6,5 long, were found penetrating depth bigger than 3,5 . Sorted polygons, 2,5 wide in diameter, were depicted locked by stony ring of width around 1 . Sorting depth extends up to 0,54 depth for sure, perhaps more.