Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-06-27T14:09:03Z No. of bitstreams: 1 2016_CamiloSánchezFerreira.pdf: 39423327 bytes, checksum: e8bc7518aad5042efe883689a3632b96 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-15T10:42:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_CamiloSánchezFerreira.pdf: 39423327 bytes, checksum: e8bc7518aad5042efe883689a3632b96 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T10:42:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_CamiloSánchezFerreira.pdf: 39423327 bytes, checksum: e8bc7518aad5042efe883689a3632b96 (MD5) Previous issue date: 2017-08-15 / Este trabalho apresenta uma abordagem para restauração automática de imagens degradadas por um meio subaquático. Neste cenário, a restauração objetiva facilitar a aplicação de etapas posteriores baseadas em algoritmos de processamento de imagens e visão computacional. A estratégia de restauração apresentada neste trabalho requer uma imagem degradada como única entrada, produzindo uma imagem onde as degradações devidas ao meio subaquático são atenuadas. Neste trabalho são apresentados dois tipos de testes de restauração: (a) restauração para imagens degradadas artificialmente e (b) restauração para imagens reais. Em ambos os tipos de testes, a estratégia de restauração foi baseada na inversão de um modelo de formação de imagens (em um meio subaquático), e guiada por algoritmos de otimização bio-inspirados que visam estimar os parâmetros do modelo com a finalidade de minimizar funções objetivo que descrevem o nível de degradação da imagem. Nos primeiros testes de restauração (utilizando imagens com degradações artificiais), foi utilizado o modelo de formação de imagens proposto por Trucco e OlmosAntillon para imagens em níveis de cinza, que apresenta uma simplificação do efeito de backscattering. Por outro lado, foi realizado um estudo de desempenho de diferentes métricas de avaliação de qualidade de imagens com o objetivo de encontrar uma função objetivo adequada para guiar o processo de otimização. Neste estudo, a métrica NIQE (Natural Image Quality Evaluator) mostrou um melhor desempenho em comparação às demais métricas e foi utilizada como função objetivo. Posteriormente, foi implementada uma estratégia PSO mono-objetivo utilizando a métrica supracitada como função objetivo. Os resultados obtidos a partir de esta estratégia foram comparados com os resultados gerados por dois algoritmos exatos de otimização disponíveis na Toolbox de otimização do MATLAB. Os resultados do algoritmo PSO mostraram ser muito melhores que os apresentados pelos algoritmos exatos, mesmo assim, a imagem resultante apresentou problemas de contraste devido às limitações da métrica neste tipo de degradação. Por esta razão foi testado uma abordagem multi-objetivo baseada no algoritmo de evolução diferencial, onde foi implementada uma segunda métrica baseada na Distribuição de Contraste Local para cobrir a deficiência da métrica NIQE. Os resultados destes testes mostraram melhoras significativas no contraste das imagens restauradas. Nos segundos testes de restauração (usando imagens com degradações subaquáticas reais), foi escolhido o modelo de formação de imagens proposto por Wagner, que considera os dois tipos de degradações: forward-scattering e back-scattering. Neste caso, este modelo foi implementado para a restauração de imagens coloridas, pelo qual foi desenvolvida uma etapa de pré-processamento na qual são estimados um conjunto de parâmetros para compensação cromática. Esta estratégia de restauração foi testada utilizando 5 algoritmos de otimização bio-inspirada (chamados OPSO, RAPSO, ABC, OABC e DE), utilizando como única função objetivo a métrica NIQE. As imagens resultantes (assim como posteriores testes estatísticos) mostraram que os algoritmos OPSO e ABC apresentam o melhor desempenho. Adicionalmente, no contexto deste trabalho também foram desenvolvidas duas ferramentas para o estudo e a implementação de algoritmos de restauração de imagens em meios subaquáticos. A primeira ferramenta consiste na implementação de três modelos simplificados de degradação expostos na literatura, permitindo simular as degradações geradas pela água em qualquer imagem. A segunda ferramenta é o banco UID-LEIA (LEIA Underwater Image Database), que consta de 135 imagens degradadas com um índice de qualidade MOS obtido a partir de experimentos subjetivos. Este banco de imagens foi utilizado para realizar o estudo de desempenho das métricas implementadas no contexto deste trabalho, analisando à capacidade de avaliar a qualidade em imagens com degradações subaquáticas reais. / This work presents an approach for automatic restoration of images degraded by an underwater environment. In this scenery the image restoration aims to make possible the application of subsequent steps based on both image processing and computer vision algorithms. The restoration strategy presented in this work requires a degraded image as the only input, yielding an image where degradations due to the underwater environment are attenuated. In this work two types of restoration experiments are presented: (a) restoration for artificially degraded images and (b) restoration for real images. In both types of experiments, the restoration strategy was based on the inversion of a propagation model (in an underwater environment), guided by bio-inspired optimization algorithms for estimating the model parameters, in order to minimize objective functions that describe the degradation level of the image. In the first restoration experiment (using images with artificial degradations), the propagation model proposed by Trucco and Olmos-Antillon for gray-scale images has been used, which presents a simplification of the back-scattering effect. On the other hand, a performance study of different image quality assessment metrics was performed in order to find out an adequate objective function to guide the optimization process. In this study, the NIQE (Natural Image Quality Estimator) metric showed a better performance in comparison to the other metrics and was used as an objective function. Subsequently, a mono-objective PSO strategy was implemented using the aforementioned metric as an objective function. The results obtained from this strategy were compared with the results generated by two exact optimization algorithms available in the MATLAB Optimization Toolbox. The results of the PSO algorithm shown to be much better than those presented by the exact algorithms, although the resulting image presented contrast problems due to the limitations of the metric in this type of degradation. For this reason, a multi-objective approach based on the differential evolution algorithm was tested, where a second metric based on the Local Contrast Distribution was implemented to cover the deficiency of the NIQE metric. The results of these tests showed significant improvements in the contrast of restored images. In the second restoration experiment (using images with real underwater degradations) the propagation model proposed by Wagner was chosen, which considers both degradations: the forward-scattering and the back-scattering effects. In this case, this model was implemented for the restoration of colour images, whereby a preprocessing stage was developed, in which a set of parameters for colour compensation are estimated. This restoration strategy was tested by using five bio-inspired optimization algorithms (namely, OPSO, RAPSO, ABC, OABC and DE), using the NIQE metric as an unique objective function. The resulting images (as well as subsequent statistical tests) have pointed out that both OPSO and ABC algorithms present the best performance. Additionally, in the context of this work two tools have also been developed for the study and implementation of image restoration algorithms in underwater environments. The first tool consists of the implementation of three simplified degradation models presented in the literature, allowing the simulation of degradations generated by water in any image. The second one is the UID-LEIA database (LEIA Underwater Image Database), which comprises 135 degraded images with a MOS quality index obtained from subjective experiments. This image database was used to perform a performance study of the metrics implemented in the context of this work, analyzing the ability to assess quality in images with real underwater degradations.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-13T21:28:44Z No. of bitstreams: 1 2017_CláudioAugustoRodriguesdaSilva.pdf: 3028255 bytes, checksum: 97064956031acf891aa3429241b20001 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-03T21:20:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_CláudioAugustoRodriguesdaSilva.pdf: 3028255 bytes, checksum: 97064956031acf891aa3429241b20001 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T21:20:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_CláudioAugustoRodriguesdaSilva.pdf: 3028255 bytes, checksum: 97064956031acf891aa3429241b20001 (MD5) Previous issue date: 2017-08-03 / Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho agroeconômico das culturas do repolho, alface e rabanete em monocultivo e em arranjos de consórcios duplos e triplo, bem como avaliar as culturas em modelos de produção agrícola desenhados para a agricultura familiar. Os experimentos foram realizados na Fazenda Água Limpa-UnB de agosto de 2013 a dezembro de 2016. O delineamento foi blocos ao acaso, com seis tratamentos em quatro repetições, em 2013 e 2014, sendo eles: monoculturas de repolho e rabanete; consórcios duplos de repolho com uma linha de rabanete, repolho com duas linhas de rabanete, repolho com três linhas de rabanete e repolho com quatro linhas de rabanete. Determinada a densidade ideal da cultura do rabanete, como companheira da cultura do repolho, adicionou-se ao modelo a cultura da alface, em 2015 e 2016, e avaliou-se o desempenho dos arranjos de consórcio em sete tratamentos e quatro repetições, sendo eles: monoculturas de repolho, alface e rabanete; consórcios duplos de repolho com alface, repolho com rabanete, alface com rabanete e consórcio triplo de repolho, alface e rabanete. Foram observadas a produtividade e os aspectos agroeconômicos dos produtos, bem como a infestação de pragas e viabilidade econômica dos arranjos em consórcio propostos. No biênio 2015/2016 não houve diferença significativa na produtividade das culturas entre os tratamentos avaliados e todos os arranjos de consórcio apresentaram Índice de Equivalência de Área maior ou igual a 1. Todos os arranjos de consórcio avaliados apresentaram Índice de Lucratividade (IL) acima de 60% sendo que, em 2016 o arranjo de consórcio triplo apresentou IL de 77,34% com taxa de retorno de 4,41. Em todos os casos, os produtos obtidos apresentaram padrão de qualidade superior ao mínimo demandado pelo mercado. Foram realizadas apenas duas capinas ao longo dos 90 dias do ciclo do repolho em todos os tratamentos. Não houve redução significativa na massa fresca de plantas espontâneas entre os tratamentos embora, de maneira geral, observou-se uma redução nos arranjos de consórcio onde esteve presente a cultura do rabanete, o mesmo ocorrendo para a incidência de danos causados pela traça-das-crucíferas na cultura do repolho sendo que, em 2015, essa diferença foi significativa. Vale ressaltar que não houve efeito negativo da praga na aparência do repolho em nenhum dos tratamentos. / The aim of this work was to evaluate the agroeconomic performance of cabbage, lettuce and radish crops in monoculture and in double and triple intercropping, as an agricultural production model designed for family farming. The experiments were carried out at Fazenda Água Limpa – UnB, from August 2013 to December 2016. The treatments were randomized blocks with six treatments in four replicates, in 2013 and 2014. The treatments were monocultures of cabbage and radish; double intercropping of cabbage with a line of radish; cabbage with two rows of radish; cabbage with three rows of radish and cabbage with four rows of radish. Based on the ideal density of the radish crop, as a companion to cabbage, lettuce plants were added to the model in 2015 and 2016. The performance the intercropping arrangements was evaluated in seven treatments and four replicates: monocultures of cabbage, lettuce and radish; double intercropping of cabbage with lettuce; cabbage with radish; lettuce with radish and triple intercropping of cabbage, lettuce and radish. Production and agroeconomic aspects of the products were observed, as well as pest infestation and economic viability of the proposed arrangements. In the biennium 2015/2016, there was no significant difference in crop production between treatments. All intercropping arrangements presented Area Equivalent Index greater than or equal to 1,0. All intercropping arrangements presented a Profitability Index (IL) above 60% and, in 2016, the triple intercropping arrangement presented IL of 77.34% with a return rate of 4.41. In all cases, the products presented a quality standard superior to the minimum demanded by market. Only two weeding were carried out during the 90 days of the cabbage cycle in all treatments. There was no significant reduction in the fresh mass of spontaneous plants among treatments, although in general, a reduction was observed in the treatment where the radish culture was present. It was also observed a reduction of diamondbackmoth incidence on cabbage plants in the presence of radish and, in 2015, this difference was significant. No negative effect of the pest on cabbage plants appearance was observed in any treatment.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Zoologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-10-26T15:31:18Z No. of bitstreams: 1 2017_VerônicaCarolinaAmorimSouza.pdf: 2053782 bytes, checksum: 2e841fa8e447a5150d0809fc4b8c7f56 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-01-15T20:37:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_VerônicaCarolinaAmorimSouza.pdf: 2053782 bytes, checksum: 2e841fa8e447a5150d0809fc4b8c7f56 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-15T20:37:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_VerônicaCarolinaAmorimSouza.pdf: 2053782 bytes, checksum: 2e841fa8e447a5150d0809fc4b8c7f56 (MD5) Previous issue date: 2018-01-15 / A biodiversidade enfrenta um processo de perda inigualável com o modelo econômico de desenvolvimento mundial. Na tentativa de frear esse processo, comunidades internacionais promoveram estratégias que visam à conservação de ecossistemas inteiros, as chamadas áreas protegidas. No Brasil, as Unidades de Conservação (UCs) representam uma tipologia delas. Contudo, sabe-se que muitas dessas áreas não estão conseguindo cumprir com efetividade o seu principal objetivo de conservar a biodiversidade. No intuito de avaliar a situação do Cerrado, fiz um levantamento da distribuição das 51 UCs federais entre as regiões norte e sul do bioma, do tamanho atual das UCs, da ocorrência de Planos de Manejo e de como a fauna é abordada nos planos. Amostrei as principais instituições que fazem pesquisa científica e os grupos taxonômicos predominantes nos Planos de Manejo. Além disso, identifiquei nos Planos de Manejo quais os gargalos que podem dificultar a obtenção das metas para conservação da biodiversidade. Por meio do teste Mann-Whitney, comparei a qualidade dos Planos de Manejo entre os grupos de Uso Sustentável e de Proteção Integral (W = 107, p = 0,0088), e entre os grupos de Proteção Integral nas regiões norte e sul (W = 24, p = 0,7309). As proporções de UCs de Proteção Integral na região norte é 43,48% (N = 10) e de Uso Sustentável 56,52% (N = 13). Na região sul as UCs de Proteção Integral representam 42,86% (N = 12) e as de Uso Sustentável 57,14% (N = 16). A região norte possui 3.677.772,56 hectares de áreas de Proteção Integral e 959.304,17 hectares estão na região sul. De 24 Planos de Manejo, apenas em um não houve levantamento de fauna, seis deles pertencem à região norte e 18 à região sul. As principais instituições de pesquisa são universidades públicas e os grupos taxonômicos mais abordados são os vertebrados (70%). Em termos de tamanho de área de proteção e de ações de planejamento há um desequilíbrio entre as duas regiões do Cerrado. A parte sul é mais fragmentada, no entanto apresenta mais Planos de Manejo. A maioria dos planos foi classificada como Satisfatório e não existe diferença na qualidade deles entre a região norte e sul. Entretanto, há diferença de qualidade entre os grupos de manejo de Proteção Integral e de Uso Sustentável. O principal gargalo nos Planos de Manejo está na falta de metas, objetivos claros e na abordagem do planejamento, representados pelos critérios de objetivos da UC, avaliação, planos de ação e monitoração. Os critérios mais bem pontuados são os que descrevem a área. É essencial que haja a gestão efetiva das áreas protegidas a fim de se alcançar os objetivos de conservação para os quais foram criadas. As duas estratégias aliadas (criação de áreas protegidas e gestão efetiva) proporcionam resultados mais efetivos para o alcance desse propósito. / Biodiversity faces an unmatched process of loss due to the economic model of global development. In attempt to halt this process, international communities furthered strategies that aim the conservation of entire ecosystems, the so-called protected areas (PAs). However, it is known that many of these areas are failing to effectively fulfill their main objective of conserving biodiversity. In order to evaluate the Cerrado condition, I made a survey of the distribution of 51 federal protected areas between the northern and southern regions of the biome. I also addressed the current size of these protected areas, the occurrence of management plans and how the fauna is addressed in it. I exposed the main institutions that do scientific research and the most prevailing taxonomic groups in the management plans. In addition, I identified the constraints that could hinder the achievement of biodiversity conservation goals. Comparisons were performed by Mann-Whitney test, hence I could assess the quality of management plans between the sustainable use and full protection groups (W = 107, p = 0.0088), and between full protection groups among northern and southern regions (W = 24, p = 0.7309). The proportion of full PAs in northern region is 43.48% (N = 10) and sustainable use PAs is 56.52% (N = 13). In southern region, full PAs represent 42.85% (N = 12) and sustainable use 57.13% (N = 16). The northern region covers 3,677,772.56 hectares of protected areas and 959,304.17 hectares are in the southern region. Only one between 24 management plans do not addressed fauna in its content, six of them belong to northern region and 18 to the southern. The main research institutions represent public universities and the most prevailing taxonomic groups are vertebrates (70%). In terms of size and planning actions there is an imbalance between the two regions of Cerrado. The southern region is more fragmented, but there are more management plans. Most of the management plans was classified as Satisfactory and there is no difference in quality between northern and southern regions. However, there is a difference in quality between groups of full PAs and sustainable use PAs. The main constraint in management plans is the lack of goals, clear objectives and the planning approach, represented by the criteria of PAs aim, evaluation, action plans and monitoring. The best-rated criteria are those that describe the area. Effective management of protected areas is essential in order to achieve the conservation objectives for which they were created. Both strategies allied (creation of protected areas and effective management) provide more significant results to achieve this purpose.

Apesar de ser principalmente um colonizador da pele e mucosas, Staphylococcus epidermidis, juntamente com outros estafilococos coagulase negativos, tornou-se um importante patógeno oportunista, responsável por infecções nosocomiais associadas ao uso de dispositivos implantáveis. O fator mais importante na patogênese de infecções estafilocócicas associadas a estes dispositivos é a habilidade do patógeno de formar um biofilme bacteriano, sendo que a presença dos genes ica, aap e atlE é considerada importante para a sua formação. Este estudo compara diferentes métodos para a detecção de formação de biofilme em S. epidermidis isolado de cateter venoso central (CVC). Dois métodos fenotípicos foram realizados: o teste da microplaca, considerado o padrão ouro e o teste com ágar Congo Red (ACR). No método genotípico, através da técnica de PCR, foi verificada a presença dos genes icaA, icaD, aap e atlE. Das 166 amostras analisadas, 107(64%) produziram biofilme pelo teste da microplaca, sendo 17 fortes, 23 moderadas e 67 fracas produtoras, enquanto 90(54%) produziram biofilme pelo teste com ACR. Foi verificada a presença dos genes icaA e icaD em 97% (104/107) das amostras produtoras de biofilme pela microplaca; em 77% foi identificado o gene aap e em 92% o gene atlE. Os genes icaA e icaD foram considerados os marcadores mais confiáveis na identificação molecular de biofilme porque apresentaram maior sensibilidade (97%) quando comparados com os demais genes. A ausência de genes icaA e icaD em três isolados produtores de biofilme através do teste da microplaca, chamados de “ica-independente”, sugerem a presença de um mecanismo alternativo de formação de biofilme, como a proteína Aap, que pode substituir funcionalmente PIA como uma adesina intercelular. A alta prevalência do gene atlE entre os isolados deste estudo pode ser explicada pelo fato de a proteína AtlE ser um importante fator para a aderência em superfícies plásticas como CVC. Porém a sua presença nem sempre implica em formação de biofilme. Este estudo confirma a importância do operon ica na formação do biofilme e nas infecções relacionadas a cateter, uma vez que a maioria das amostras produtoras de biofilme isoladas de CVC carreavam tal gene. / Although Staphylococcus epidermidis is essentially a colonizer of skin and mucous membranes, it has become an important opportunistic pathogen among other coagulasenegative staphylococci, and it is responsible for nosocomial infections associated to indwelling medical devices. The most important factor in the pathogenesis of staphylococcal device-related infections is the pathogen ability to produce a biofilm, and it has been demonstrated that ica, aap and atle genes are important to its production. The present study compares different detection methods of biofilm formation in isolates of S. epidermidis from central venous catheter (CVC). Two phenotypic methods were performed: the microtiter plate test, considered a golden standard, and Congo red agar test. Through a genotypic method, using the PCR technique, it was verified the presence of icaA, icaD, aap and atlE genes. Using the microtiter plate assay, biofilm formation was observed in 107 of 166 analyzed samples (64%, including 17 strong, 23 moderate and 67 weak producers) while the Congo Red agar (CRA) plate assay reveled 90 (54%) biofilm producers. The presence of icaA and icaD genes was verified in 104 of the 107 biofilm producers samples identified through the microtiter assay (97%), while 77% presented aap gene and 92% presented atlE gene. Compared to other genes, icaA and icaD presented the higher sensibility (97%) and were considered the most reliable markers for molecular identification of biofilm producers. The absence of icaA and icaD genes in three biofilm-producing isolates identified through the microtiter assay (the “ica-independent”) suggests the existence of an alternative mechanism for biofilm formation, such as the Aap protein, that can be a functionally substitute for PIA as an intercellular adhesin. The high occurrence of atlE gene among the isolates in this study may be due to AtlE protein being an important factor for adherence to plastic surfaces, such as CVC, but the presence of this gene does not always results in biofilm formation. The present study corroborate the importance of ica operon in biofilm formation and in catheter-related infections, since most of the biofilm-producing sample isolates from CVC presented these genes.

A progressão das neoplasias sólidas é um processo complexo, não segue uma seqüência universal e é caracterizada pela marcada heterogeneidade tumoral na ocasião do diagnóstico. Anormalidades cromossômicas, mutações somáticas e alterações epigenéticas estão entre as principais alterações celulares decorrentes da instabilidade do genoma destas neoplasias. Essa instabilidade tem importantes implicações clínicas, pois impõe dificuldades ao desenvolvimento de novos biomarcadores tumorais, tais como a baixa recorrência de mutações somáticas causalmente relacionadas ao desenvolvimento do câncer e a grande diversidade amostral. Neste trabalho estudamos alterações citogenéticos e moleculares com objetivo de caracterizar padrões de diversidade tumoral. Os resultados demonstraram que a diversidade cariotípica é específica para cada tipo de tumor e que os tumores de menor diversidade apresentam estatísticas populacionais com melhor sobrevida (79 tipos de tumores; n=12787). Além disso, desenvolvemos novos métodos computacionais baseados na teoria da informação com objetivo de mapear a diversidade de expressão gênica dos mecanismos de estabilização do genoma. Os resultados obtidos sugerem que redes de genes de apoptose e do sistema de reparo por excisão de nucleotídeos estão funcionalmente alteradas em neoplasias sólidas, com aumento da diversidade de expressão gênica e diminuição da abundância de transcritos (14 tipos de tumores; n=492). A implicação deste achado é que ele fornece evidências em favor da instabilidade genômica ao nível dos nucleotídeos, um tipo de disfunção que causa aumento da taxa de mutação somática e que está caracterizada apenas em modelos teóricos e experimentais ou em raros casos de desordens hereditárias. Por fim, a padronização dos métodos computacionais desenvolvidos resultou em duas patentes de invenção (aplicadas ao diagnóstico/prognóstico de neoplasias sólidas) e em dois produtos tecnológicos na forma de programas de computador distribuídos com licença de código aberto (aplicados ao estudo da diversidade citogenética e molecular). Endereço de acesso: http://lief.if.ufrgs.br/pub/biosoftwares/ / The progression of solid tumors does not follow a universal sequence and it is characterized by marked tumor heterogeneity. Chromosomal abnormalities, somatic mutations and epigenetic alterations are among the major cellular changes associated to genome stability impairments, which contribute substantially to this heterogeneity. The cancer genome instability has important clinical implications, since it imposes technical problems for tumor biomarker development, such as the low recurrence of somatic mutations causally related to cancer and the great sample diversity. Here, we considered different types of cytogenetic and molecular changes in order to characterize different patterns of tumor diversity. The results showed that the karyotypic diversity is specific to each tumor type and that tumors with lower diversity present better population statistics – five-year survival rates (79 types of tumors, n = 12787). Furthermore, we developed new computational methods based on information theory concepts in order to map the diversity of gene expression networks of genome maintenance mechanisms. The results suggest that two gene expression networks - apoptosis and nucleotide excision repair (NER) - are functionally altered in solid tumors, with increased gene expression diversity and decreased transcript abundance (14 types of tumors; n=492). The implication of this finding is that it provides evidence in favor of genomic instability at nucleotide level, a type of dysfunction that can increase the somatic mutation rate, which is soundly characterized only in theoretical and experimental models, or in rare inherited disorders. Finally, the standardization of the computational methods developed here gave rise to two patents (applied to the diagnosis / prognosis of solid tumors) and two bioinformatics applications released under open source license (designed for cytogenetic and molecular diversity studies). Availability: http://lief.if.ufrgs.br/pub/biosoftwares/

As doenças lisossômicas de depósito (DLD) são erros inatos do metabolismo causadas pela deficiência de uma proteína, normalmente uma enzima, que resulta no depósito de lipídios nos lisossomos. Neste trabalho, nos propusemos a avaliar uma metodologia para a investigação bioquímica das DLDs. Amostras em papel filtro apresentam um menor volume de sangue coletado e uma maior facilidade quanto ao transporte e acondicionamento. Tivemos por objetivos estabelecer fatores pré-analíticos em amostras de sangue em papel filtro (SPF) tais como: efeito de anticoagulantes, temperatura de armazenamento e estabilidade ao longo do tempo para as enzimas b-galactosidase (b-gal), hexosaminidase total (Hex t), alfa-galactosidase (GLA), arilsulfatase B (ASB) e alfa-glicosidase (GAA). Também foi realizada a miniaturização e a correlação das metodologias em estudo. Descrevemos ainda nossa experiência no rastreamento das DLD em SPF em uma população de alto risco. Amostras de sangue de indivíduos normais (controles) foram coletadas em tubos com anticoagulantes EDTA, heparina, ou diretamente impregnados em papel filtro e armazenadas em diferentes temperaturas (-20, 4, 25 e 37ºC) e tempos (3, 10, 17 e 180 dias). Através da determinação da atividade enzimática em SPF por técnicas fluorométricas chegamos aos seguintes resultados: não houve diferença significativa entre os diferentes métodos de coleta do estudo para nenhuma das enzimas pesquisadas. Com relação ao efeito da temperatura e do tempo foi possível determinar que aos três dias de armazenamento, em todas as temperaturas estudadas e para todas as enzimas, as atividades permaneceram estáveis. A partir deste tempo cada enzima demonstrou um efeito diferente ao longo do tempo para as diversas temperaturas estudadas. Existem aquelas que não sofrem variação em sua atividade até 180 dias de armazenamento nas temperaturas estudadas (Hex t e GLA), aquelas que só vão diminuir sua atividade aos 180 dias em todas as temperaturas (ASB) ou somente a 37°C (b-gal) ou ainda aquela que diminui constantemente sua atividade a partir de 10 dias de armazenamento em todas as temperaturas (GAA). Se o objetivo for medir a atividade de todas as enzimas no mesmo papel filtro, então o melhor será armazenar o papel filtro por no máximo 10 dias em qualquer uma das temperaturas estudadas. Este tempo pode ser estendido até 180 dias em qualquer das temperaturas se formos analisar somente as atividades enzimáticas da Hex t, GLA e b-gal. O estudo de correlação das amostras de papel filtro de 1,2mm e 3mm de diâmetro para as enzimas alfagalactosidase, arilsulfatase B e alfa-glicosidase resultou nos coeficientes 0,994; 0,900 e 0,957; respectivamente. Isto demonstra que podemos diminuir o picote de papel sem perda da qualidade do ensaio. Por fim realizamos um rastreamento para as doenças de Pompe, Fabry, Mucopolissacaridose I e VI em 205 amostras de pacientes de alto risco, onde foi observado uma freqüência de 2,9% para estas DLDs após a utilização da metodologia pesquisada. Nossos resultados mostram a viabilidade na medida da atividade enzimática em SPF, o que facilita a coleta, envio e armazenamento das amostras para a triagem destas doenças lisossômicas. / Lysosomal storage diseases (LSD) are inborn errors of metabolism caused by deficiency of a protein, usually an enzyme, which results in storage of lipids in lysosomes. In this work, we have proposed a methodology for the biochemical investigation of LSD. Dried blood spot samples on filter paper (DBS) have a lower volume of blood collected and ease about the transport and storage. The aims of the study for pre-analytical factors on DBS were: to investigate the effect of anticoagulants, storage temperature and stability over time for the enzymes b-galactosidase (b-gal), total hexosaminidase (Hex t), alphagalactosidase (GLA), arylsulfatase B (ASB) and alpha-glucosidase (GAA). We also made the miniaturization and the correlation of the methodologies under study. Also describe our experience in LSD screening on DBS in a high-risk population. Blood samples from normal individuals (controls) were collected in tubes with anticoagulant EDTA, heparin, either directly impregnated on filter paper and stored at different temperatures (-20, 4, 25 and 37ºC) and times (3, 10, 17 and 180 days). The enzymatic activities in DBS were determined by fluorometric techniques and we achieved the following results: no significant difference between the different collection methods was observed for any of the enzymes. Regarding the effect of temperature and time it was determined that the three days of storage at all temperatures studied and for all the enzymes, the activity remained stable. From this time each enzyme showed a different effect over time for various temperatures. There are enzymes that do not suffer variations in their activity until 180 days of storage at temperatures studied (t- Hex and GLA), there are those that will slow down their activity after 180 days at all temperatures only (ASB) or only at 37°C (b-gal ) or only that is constantly decreasing its activity after 10 days of storage at all temperatures (GAA). If the goal is to measure the activity of all enzymes in the same DBS, then it is best to store the DBS for a maximum of 10 days in any of the temperatures studied. This time can be extended to 180 days in any of the temperatures if we consider only the enzymatic activities of t-Hex, GLA and b-gal. The correlation study of samples of DBS of 1.2 mm and 3 mm in diameter for the enzyme GLA, ASB and GAA resulted in the coefficients 0.994, 0.900 and 0.957, respectively. This shows that we can decrease the paper punch without losing the quality of the test. Finally we performed a screening for Pompe disease, Fabry disease, Mucopolysaccharidosis I and VI in 205 samples of DBS of high-risk patients. This screening revealed a frequency of 2.9% of these LSD after using the methodology researched. Our results demonstrated the feasibility for measurement of enzymatic activity in DBS, which facilitates the collection, sending and storage of samples for the screening of these lysosomal disorders.

Introdução A mastocitose abrange um grupo heterogêneo de condições crônicas caracterizado pela proliferação excessiva de mastócitos nos tecidos. Os sinais e sintomas clínicos são decorrentes da distribuição anatômica dos mastócitos e do efeito funcional dos mediadores produzidos e liberados por estas células. Na infância, a doença é considerada uma condição benigna na maioria dos casos, cujo comprometimento característico é o cutâneo. As mais freqüentes manifestações na pele são os mastocitomas e a urticária pigmentosa. Lesões cutâneas bolhosas podem manifestar-se e acompanhar todas as formas de mastocitose e quando esta apresentação é a predominante, é denominada de mastocitose bolhosa. O diagnóstico de mastocitose é suspeitado clinicamente e confirmado pela histologia. A demonstração do aumento do número de mastócitos nas lesões cutâneas características se constitui no principal critério diagnóstico. Contudo, este método tem dificuldades técnicas que impedem a adequada reprodutibilidade dos achados, dificultando a elucidação de casos duvidosos e retardando seu tratamento. Considerando as propriedades imunológicas e a importância clínica dos mastócitos reveste-se de maior importância compreender o papel destas células nas doenças, sendo indispensável identificá-las e enumerá-las com acurácia nos tecidos. Objetivos Quantificar o número de mastócitos marcados com anticorpo monoclonal antitriptase, através de técnica imuno-histoquímica e análise de imagem, em biópsias cutâneas de crianças, com diagnóstico clínico de mastocitose. Descrever os achados histológicos; quantificar o número de mastócitos marcados com o anticorpo antitriptase entre as diferentes expressões clínicas da mastocitose cutânea; comparar o número de mastócitos entre os casos de mastocitose cutânea e mastocitose associada à sintomas sistêmicos e correlacionar as contagens de mastócitos entre os dois diferentes métodos (coloração por Giemsa com contagem manual e marcação com anticorpo antitriptase e análise digital). Material e Método Foram incluídas no estudo biópsias cutâneas de crianças de 0 a 14 anos, com diagnóstico clínico e histológico de mastocitose. Os casos foram classificados de acordo com a apresentação clínica cutânea em mastocitoma, urticária pigmentosa ou mastocitose bolhosa e assinalada a presença de sintomas sistêmicos associados. Os fragmentos de pele fixados em formalina e emblocados em parafina foram cortados e utilizados para diagnóstico histopatológico convencional, corados com hematoxilina-eosina e Giemsa, e para análise imuno-histoquímica com estreptavidina peroxidase marcados com anticorpo antitriptase. A densidade de mastócitos (número de células por área) foi realizada por um único observador na técnica histológica e através de um sistema de análise de imagem de vídeo no método imuno-histoquímico. Resultados Foram avaliados 33 casos de mastocitose, sendo 21 do sexo masculino. Dez casos (30,3%) apresentavam mastocitoma, 21 (63,6%) urticária pigmentosa e 2 (6,1%) mastocitose bolhosa. Todos os casos da amostra foram classificados como tendo mastocitose incipiente e em 6 (18,8%) pacientes pôde ser identificada a associação com sintomas sistêmicos. Prurido foi o sintoma mais freqüente, sendo relatado em 21 casos. Em 21 dos 33 casos foi identificada a infiltração de mastócitos na derme havendo predominância pela região perivascular (p=0,001, teste exato de Fisher). Não houve diferenças significativas entre a presença de infiltrado mastocitário e as várias formas cutâneas de mastocitose ou a mastocitose sistêmica. A presença de eosinófilos foi identificada em 15 casos (45,5%) e em 10 casos associadamente ao infiltrado perivascular de mastócitos. A densidade de mastócitos na técnica histológica, incluindo-se todos os casos, foi 50,00 células/mm2. Não houve diferença significativa das contagens entre os pacientes com mastocitoma e aqueles com urticária pigmentosa, assim como entre os pacientes com e sem sintomas sistêmicos associados aos cutâneos. A densidade de mastócitos encontrada com a técnica imuno-histoquímica e contagem por análise de imagem foi 158,85 células/mm2. Não houve diferença significativa das contagens entre os pacientes com mastocitoma e aqueles com urticária pigmentosa, assim como entre aqueles com e sem sintomas sistêmicos. Comparando-se a contagem dos mastócitos por área (densidade) entre a histologia e a imuno-histoquímica houve uma diferença significativa (p=0,0001 teste não-paramétrico de Wilcoxon). A média da diferença entre as contagens foi 199,98 células/mm2 (±365,31 DP). Também não houve semelhança, entre os dois métodos, nos grupos mastocitoma e urticária pigmentosa (p=0,005 e p=0,01, respectivamente, teste não-paramétrico de Wilcoxon). Puderam ser identificados 518% a mais de mastócitos com a técnica imunohistoquímica quando comparada com a histológica. Conclusões O presente estudo permite concluir que: 1) a localização preferencial da infiltração de mastócitos é dérmica e perivascular, não sendo possível identificar diferenças histológicas entre casos de urticária pigmentosa e mastocitoma; 2) o número de mastócitos marcados com o anticorpo monoclonal antitriptase e contados com análise digital de imagem, em biópsia de pele de crianças com diagnóstico clínico de mastocitose, foi 159 células por milímetro quadrado; 3) a densidade de mastócitos, foi semelhante entre os casos de urticária pigmentosa e mastocitoma e entre os casos com e sem sintomas sistêmicos associados nas duas diferentes técnicas empregadas; 4) o número de mastócitos por milímetro quadrado com a técnica imuno-histoquímica e a contagem através de análise de imagem foi significativamente maior quando comparada com a coloração através de Giemsa e a contagem manual, com uma diferença média entre os dois métodos de 200 células por milímetro quadrado; 5) a densidade de mastócitos com a técnica imunohistoquímica foi significativamente maior tanto nos casos com urticária pigmentosa quanto nos com mastocitoma, quando comparada com a técnica empregada rotineiramente e 6) com a técnica imuno-histoquímica e a contagem através de análise de imagem foi possível identificar 518% a mais de mastócitos quando comparada com a técnica histológica. / Introduction Mastocytosis includes a heterogeneous group of chronic conditions characterized by increased proliferation of mast cells in the tissues. The clinical signs and symptoms result from the anatomic distribution of mast cells and from the functional effect of mediators produced and discharged by these cells. In childhood, the disease is considered a benign condition, in the majority of the cases, whose characteristic implication is cutaneous. The most frequent manifestations in the skin are mastocytomas and urticaria pigmentosa. Bullous cutaneous lesions may be manifested and accompany all kinds of mastocytosis and when this presentation is predominant, it is named bullous mastocytosis. The diagnosis of mastocytosis is clinically suspected and confirmed by histology. The demonstration of increased number of mast cells in proper cutaneous lesions is the main diagnostic criterion. Although, this method has technical problems that impede the adequate reproduction of the findings, complicating the elucidation of doubtful cases and delaying the treatment. Considering the immunological properties and the clinical significance of mast cells becomes of great relevance to understand the role of these cells in the diseases, being absolutely necessary to identify and enumerate them with accuracy in the tissues. Aims To count the number of marked mast cells with anti-tryptase monoclonal antibody, by immunohistochemical technique and image analysis in cutaneous biopsies of children with clinical diagnosis of mastocytosis. To describe the histological findings; to count the number of marked mast cells with anti-tryptase antibody among the different clinical expressions of cutaneous mastocytosis; to compare the number of mast cells among the cases of cutaneous mastocytosis and systemic mastocytosis and to correlate the counting of mast cells between both different methods (stained by Giemsa with handy counting and marked with anti-tryptase antibody and digital analysis). Material and Methods Cutaneous biopsies of children from 0 to 14 years old were included in the study, with clinical and histological diagnosis of mastocytosis. The cases were classified according to the clinical presentation in mastocytoma, urticaria pigmentosa or bullous mastocytosis and distinguished the presence of associated systemic symptoms. The blocks of formalin fixed and paraffin embedded fragments of skin were cut and utilized for conventional histopathologic diagnosis, stained with hematoxylin eosin and Giemsa. Similar sections were processed for immunohistochemical analysis with streptavidin peroxidase marked with anti-tryptase antibody. The evaluation of the density of mast cells (number of cells by area) was performed by only one observer in the histological technique and by a video image analysis system in the immunohistochemical method. Results Thirty-three cases of mastocytosis were appraised, 21 of them belonging to the masculine sex. Ten cases (30,3%) presented mastocytoma, 21 (63,6%) urticaria pigmentosa and 2 (6,1%) bullous mastocytosis. All patients of the sample were classified as having indolent mastocytosis and in 6 (18,8%) of them the association with systemic symptoms could be identified. Pruritus was the most frequent symptom, being related in 21 cases. In 21 of the 33 cases dermal infiltration of mast cells was identified predominating in the perivascular region (p=0,00l, exact test of Fisher). There were no significant differences regarding to the presence of infiltrated mast cells in the diverse cutaneous forms of mastocytosis or the systemic mastocytosis. The presence of eosinophils was identified in 15 cases (45,5%) and in 10 of them associated to the perivascular infiltrated of mast cells. The density of mast cells in the histological technique, including all cases, was 50,00 cells/mm2. There was no significant difference in the counting of cells, taking into account patients with mastocytoma in comparison with those with urticaria pigmentosa; the same happened when patients with or without systemic symptoms associated to cutaneous manifestations were considered. The density of mast cells found with the immunohistochemical technique and the counting by the analysis of image was 158,85 cells/mm2. There was no significant difference in the counting between the patients with mastocytoma and those with urticaria pigmentosa, and also between those ones with or without systemic symptoms. Comparing the counting of mast cells by area (density) between the regular histology and the immunohistochemistry there was a significant difference (p=0;0001, nonparametric test of Wilcoxon). The mean of the difference among the countings was 199,98 cells/mm2 (±365,31 SD). Also, there was not resemblance between both methods in the mastocytoma and the urticaria pigmentosa groups (p=0,005 and p=0,01, respectively, nonparametric test of Wilcoxon). With the immunohistochemical technique, an increase of 518% in the number of mast cells could be demonstrated when compared with the histological method. Conclusions The present study allows to conclude that: 1) the preferential location of the infiltration of mast cells is dermic and perivascular, not being possible to identify histological differences between the cases of urticaria pigmentosa and mastocytoma; 2) the number of anti-tryptase monoclonal antibody marked mast cells and counted by digital image analysis in skin biopsies of children with clinical diagnosis of mastocytosis, was 159 cells by square millimeter; 3) the density of mast cells was similar in cases of urticaria pigmentosa and mastocytoma and also in those with and without associated systemic symptoms in both distincts techniques; 4) the number of mast cells, by square millimeter, marked by immunohistochemical technique and counted by image analysis was significantly greater than the number obtained by Giemsa staining and handy counting, with an average difference of 200 cells by square millimeter between both methods; 5) the density of mast cells marked by immunohistochemical technique was significantly greater in both, urticaria pigmentosa and mastocytoma cases, when compared with the regular histopathological technique, and 6) the use of the immunohistochemical technique and the digital image analysis counting allowed the detection of 518% more mast cells than the histological method.

Resumo não disponível.

Sabe-se que o refluxo crônico pode induzir lesão mucosa, estimular a proliferação de células e promover tumorigênese no esôfago distal. Ainda não é sabido por que apenas uma parcela dos pacientes com refluxo esofágico progrediram para uma metaplasia intestinal (Esôfago de Barrett) e adenocarcinoma. O estresse oxidativo parece exercer um papel importante nessa progressão . Assim sendo, examinamos o padrão de expressão da enzima Heme Oxigenase-1 (HO-1), enzima indutora do estresse oxidativo, em peças de esôfago obtidos de um estudo experimental com ratos que avaliou o papel do refluxo gástrico e duodenoesofágico na carcinogênese esofágica. Métodos: Uma amostra de três (3) peças de esôfago de cada grupo de ratos submetidos a tratamentos diferentes tiveram a expressão da enzima Heme Oxigenase-1 avaliada através de imunohistoquímica. Os ratos foram divididos nos seguintes grupos: (1) cardioplastia para induzir refluxo predominantemente gástrico, (2) anastomose esofagoduodenal para induzir refluxo duodenal, (3) sem tratamento, (4) cardioplastia+dietilnitrosamina (DEN), (5) anastomose esofagoduodenal +DEN, (6) DEN. Resultados: Não houve desenvolvimento de câncer ou metaplasia intestinal nos animais que não foram expostos ao refluxo de conteúdo duodenal. A expressão de HO-1 foi observada apenas em ratos submetidos à anastomose esofagoduodenal (Grupos 2 e 5) e a análise da média de intensidade de fluorescência demonstrou uma diferença significante de expressão de HO-1 (4,8 e 4,6 vezes respectivamente) comparando-se ao controle (Grupo 3) (p<0,05). O alvo principal para expressão da HO-1 foram as células inflamatórias dentro do tumor ou em áreas subepiteleiais. Os ratos expostos ao refluxo gástrico não desenvolveram tumores ou expressaram a HO-1. Conclusões: A esofagite de refluxo induzida por refluxo esofágico com conteúdo duodenal provocou estresse oxidativo considerável e pode desempenhar um papel importante na carcinogênese esofágica. O refluxo gástrico não foi suficiente para induzir estresse oxidativo neste modelo experimental.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-11-30T14:03:28Z No. of bitstreams: 1 2016_PauloHenriqueOliveiraBueno.pdf: 13884987 bytes, checksum: 0d8a2a1b63a002fec8edaa21ea784fe3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-30T16:36:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_PauloHenriqueOliveiraBueno.pdf: 13884987 bytes, checksum: 0d8a2a1b63a002fec8edaa21ea784fe3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T16:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_PauloHenriqueOliveiraBueno.pdf: 13884987 bytes, checksum: 0d8a2a1b63a002fec8edaa21ea784fe3 (MD5) / O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de procedimento para identificação de áreas prioritárias para o manejo das águas pluviais a partir da identificação de áreas hidrologicamente sensíveis: aplicação ao caso da bacia do alto descoberto – DF/GO. O procedimento baseou-se no uso de informações topográficas, como declividade e áreas contribuintes, na classificação do uso do solo e nas características do solo para o cálculo de um índice topográfico. A partir do índice, foi estabelecido um limiar de sensibilidade hidrológica, o qual identificou quais áreas de uma bacia tem maior probabilidade de estar saturada quando há ocorrência de eventos chuvosos. Em seguida, as áreas da bacia identificadas como hidrologicamente sensíveis, bem como aquelas áreas com potencial geração de poluentes, foram classificadas por sua adequabilidade a tipos de medidas de manejo de águas pluviais. A tipificação dessas medidas de manejo foi feita a partir da utilização informações sobre a classe de uso do solo da bacia, distância das áreas em relação às redes de drenagem e quantidade de áreas contribuintes a montante. As áreas hidrologicamente sensíveis que se enquadraram como adequadas a um dos tipos de categoria de medidas de manejo foram consideradas como prioritárias à implantação de medidas de manejo das águas pluviais. A bacia do Alto Descoberto foi utilizada como área de estudo para aplicação da metodologia. A partir dos resultados encontrados, foi possível constatar bons resultados de identificação de áreas adequadas às medidas de manejo propostas, com um acerto na identificação de áreas adequadas de 85,15%. Foi observado que as medidas de manejo de estabelecimento de faixas de proteção de córregos (buffers) foi a categoria de medida com maior quantidade de áreas identificadas como prioritárias, um total de 19,4 km² dos 30km² identificados como prioritários para medidas de manejo na bacia do Alto Descoberto. / This paper presents a development of procedure for identifying priority areas for the management of rainwater based on the identification of hydrologically sensitive areas. The procedure was based on the use of secondary data from topographic information, such as soil slope and areas of contribution, the classification of land use and soil characteristics for calculating a topographic index. After determining the index, it established a hydrological sensitivity threshold, which identified which areas of a hydrographic basin is more likely to be saturated when there is occurrence of rainfall events. Then, the areas of the watershed identified as hydrologically sensitive areas and potentially generate pollutants were classified by their suitability to the types of management measures of stormwater. The specification of these management measures were made from the use of information about the class of land use of the watershed area, the distance of the areas over the drainage systems and the amount of contribution areas upstream the river. The hydrologically sensitive areas that are determined as appropriate to any of the types of management measures category were considered as priority the implementation of management measures of rainwater. The Alto Descoberto basin was used as a case study for application of the methodology. With the data found it was possible to determine good results in identifying appropriate areas to the proposed management measures, with a hit in identifying suitable areas of 85.15%. It was observed that the management measures to establish streams of buffer strips was measured category with the highest number of identified priority areas, a total of 19.4 square kilometers of 30km² identified as priorities for management measures in the Upper Descoberto Basin.