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- Toward the isolation of exosomes by flow cytometryPublication . Mozes, André Ribeiro da Graça Lima; Goot, Gisou van der; Martinho, Rui GonçaloIn the last two decades the Extracellular Vesicles (EVs) field has attracted a lot of attention from the scientific community, especially after the discovery that EVs can shuttle functional proteins and nucleic acids between cells. Some recent studies have shown an association between tumorigenesis and increased exosomes production. Exosomes and their influence has also been reported in the establishment of new metastatic niches. Besides that, the EV field remains confusing due to numerous and ambiguous definitions, specially caused by the huge heterogeneity of the vesicles, both in composition and function. Extracellular vesicles are divided into microvesicles which are originated from the plasma membrane and exosomes which have an endosomal origin. For now, it is technically challenging to obtain a pure exosome fraction, free from non-vesicular components, due to the fact the extracellular milieu is quite complex and can contain microvesicles or apoptotic bodies similar in size and structure to exosomes. The two most used methods, ultracentrifugation and commercial kits, don’t show a good efficiency when distinguishing the exosomes fraction specifically from the microvesicles fraction. Due to this sub-optimal efficiency demonstrated by these two methods, we have decided to use Flow Cytometry to see if we can achieve better exosome purification. We will use Fluorescence-activated cell sorting (FACS) to purify endogenous exosomes. This would be quite challenging especially due to the exosomes size and heterogeneity but on the other hand, if we have success with our approach, it would be possible to do downstream analysis in order to know their protein composition, functions and elaborate some more studies to try to find some “exosome-specific” marker. This would have a huge impact in the pharmaceutical industry, both for diagnosis and therapy.
- Otimização da composição nutricional do meio de crescimento de microalgasPublication . Ornelas, Beatriz; Raposo, Sara; Constantino, AnaOs organismos marinhos são conhecidos por produzirem uma grande diversidade de compostos com aplicabilidades na área da medicina, cosmética, indústria agroalimentar, biocombustíveis e aquacultura, principalmente por estarem sujeitos a condições físicas e químicas diferentes. As microalgas são um dos recursos de eleição, devido à capacidade de operarem em autotrofia, heterotrofia ou mixotrofia. O objetivo deste estudo foi otimizar a composição nutricional do meio ALGAL e do meio TAP, de forma a maximizar o rendimento e a produtividade de biomassa das microalgas Tetraselmis sp. CTP4 e Chlorella sorokiniana. Para a otimização do meio ALGAL utilizou-se a glucose como fonte de carbono, foram testadas três concentrações. O carbono é um nutriente vital para o desenvolvimento da microalga, para além de ser o seu principal constituinte é também a sua fonte de energia, e em alguns casos a sua limitação pode inibir ou estimular a produtividade da estirpe em estudo. A otimização do meio TAP dividiu-se em duas fases, na primeira otimizou-se a concentração de fósforo e na segunda a concentração de enxofre. O fósforo é um elemento que desempenha um papel importante na produção lipídica e proteica. E o enxofre está presente no processo de divisão celular e no metabolismo proteico, além de ser um elemento estrutural das proteínas e vitaminas. Com a microalga Tetraselmis sp. CTP4 em meio ALGAL realizam-se ensaios em condições de hetero e de mixotrofia. Em condições mixotróficas, a microalga CTP4 cultivada em meio ALGAL com 10 g/L de glucose produziu cerca de 7 g/L de biomassa, enquanto que em heterotrofia, foram obtidas apenas 3 g/L. Na otimização do meio TAP, a microalga Chlorella sorokiniana apresentou as melhores condições de crescimento para a concentração de 3 mM de fósforo e 1 mM de enxofre, onde se registaram produtividades máximas de 0,233 gbiomassa/L.d e 0,227 gbiomassa/L.d, respetivamente. Usando o meio otimizado no crescimento desta microalga, foi atingida uma produtividade máxima foi 0,393 gbiomassa/L.d. Os resultados obtidos na otimização do meio ALGAL sugerem que a CTP4 consegue ativar o sistema mixotrófico, aliando o consumo de uma fonte de carbono orgânico (glucose) e o efeito da luz na fixação do dióxido de carbono (CO2). Os ensaios de otimização do meio TAP para o aumento da produtividade da microalga Chlorella sorokiniana apresentaram resultados promissores, revelando assim a importância de definir as concentrações ótimas dos constituintes do meio de forma a estimular a produção dos produtos de interesse.
- Real-time human body detection and tracking for augmented reality mobile applicationsPublication . Bajireanu, Roman; Rodrigues, J. M .F.; Cardoso, Pedro J. S.Hoje em dia, cada vez mais experiências culturais são melhoradas tendo por base aplicações móveis, incluindo aqueles que usam Realidade Aumentada (RA). Estas aplicações têm crescido em número de utilizadores, em muito suportadas no aumento do poder de cálculo dos processadores mais recentes, na popularidade dos dispositivos móveis (com câmaras de alta definição e sistemas de posicionamento global – GPS), e na massificação da disponibilidade de conexões de internet. Tendo este contexto em mente, o projeto Mobile Five Senses Augmented Reality System for Museums (M5SAR) visa desenvolver um sistema de RA para ser um guia em eventos culturais, históricos e em museus, complementando ou substituindo a orientação tradicional dada pelos guias ou mapas. O trabalho descrito na presente tese faz parte do projeto M5SAR. O sistema completo consiste numa aplicação para dispositivos móveis e num dispositivo físico, a acoplar ao dispositivo móvel, que em conjunto visam explorar os 5 sentidos humanos: visão, audição, tato, olfacto e paladar. O projeto M5SAR tem como objetivos principais (a) detectar peças do museu (por exemplo, pinturas e estátuas (Pereira et al., 2017)), (b) detectar paredes / ambientes do museu (Veiga et al., 2017) e (c) detectar formas humanas para sobrepor o conteúdo de Realidade Aumentada (?). Esta tese apresenta uma abordagem relativamente ao último objectivo, combinando informações de articulações do corpo humano com métodos de sobreposição de roupas. Os atuais sistemas relacionados com a sobreposição de roupas, que permitem ao utilizador mover-se livremente, são baseados em sensores tridimensionais (3D), e.g., Sensor Kinect (Erra et al., 2018), sendo estes não portáteis. A contribuição desta tese é apresentar uma solução portátil baseado na câmara (RGB) do telemóvel que permite ao utilizador movimentar-se livremente, fazendo ao mesmo tempo a sobreposição de roupa (para o corpo completo). Nos últimos anos, a capacidade de Redes Neurais Convolucionais (CNN) foi comprovado numa grande variedade de tarefas de visão computacional, tais como classificação e detecção de objetos e no reconhecimento de faces e texto (Amos et al., 2016; Ren et al., 2015a). Uma das áreas de uso das CNN é a estimativa de posição (pose) humana em ambientes reais (Insafutdinov et al., 2017; Pishchulin et al., 2016). Recentemente, duas populares CNN frameworks para detecção e segmentação de formas humanas apresentam destaque, o OpenPose (Cao et al., 2017;Wei et al., 2016) e o Mask R-CNN (He et al., 2017). No entanto, testes experimentais mostraram que as implementações originais não são adequadas para dispositivos móveis. Apesar disso, estas frameworks são a base para as implementações mais recentes, que possibilitam o uso em dispositivos móveis. Uma abordagem que alcança a estimativa e a segmentação de pose de corpo inteiro é o Mask R-CNN2Go (Jindal, 2018), baseado na estrutura original do Mask R-CNN. A principal razão para o tempo de processamento ser reduzido foi a otimização do número de camadas de convolução e a largura de cada camada. Outra abordagem para obter a estimativa de pose humana em dispositivos móveis foi a modificação da arquitetura original do OpenPose para mobile (Kim, 2018; Solano, 2018) e sua combinação com MobileNets (Howard et al., 2017). MobileNets, como o nome sugere, é projetado para aplicativos móveis, fazendo uso de camadas de convoluções separáveis em profundidade. Essa modificação reduz o tempo de processamento, mas também reduz a precisão na estimativa da pose, quando comparado à arquitetura original. É importante ressaltar que apesar de a detecção de pessoas com a sobreposição de roupas ser um tema atual, já existem aplicações disponíveis no mercado, como o Pozus (GENTLEMINDS, 2018). O Pozus é disponibilizado numa versão beta que é executado no sistema operativo iOS, usa a câmera do telemóvel como entrada para a estimação da pose humana aplicando segmentos de texturas sobre o corpo humano. No entanto, Pozus não faz ajuste de texturas (roupas) à forma da pessoa. Na presente tese, o modelo OpenPose foi usado para determinar as articulações do corpo e diferentes abordagens foram usadas para sobreposição de roupas, enquanto uma pessoa se move em ambientes reais. A primeira abordagem utiliza o algoritmo GrabCut (Rother et al., 2004) para segmentação de pessoas, permitindo o ajuste de segmentos de roupas. Uma segunda abordagem usa uma ferramenta bidimensional (2D) de Animação do Esqueleto para permitir deformações em texturas 2D de acordo com as poses estimadas. A terceira abordagem é semelhante à anterior, mas usa modelos 3D, volumes, para obter uma simulação mais realista do processo de sobreposição de roupas. Os resultados e a prova de conceito são mostrados. Os resultados são coerentes com uma prova de conceito. Os testes revelaram que como trabalho futuro as otimizações para melhorar a precisão do modelo de estimação da pose e o tempo de execução ainda são necessárias para dispositivos móveis. O método final utilizado para sobrepor roupas no corpo demonstrou resultados positivos, pois possibilitaram uma simulação mais realística do processo de sobreposição de roupas.
- As estratégias das crianças na resolução de problemas em ciênciasPublication . Graça, Adélia Filipa Silva; Coelho, Ana CristinaO relatório da unidade curricular de Prática de Ensino Supervisionada (PES) intitula-se As estratégias das crianças na resolução de problemas em ciências e foi realizado no decorrer do ano letivo 2017/2018. O processo investigativo teve como objetivo a análise das capacidades de crianças em idade pré-escolar na resolução de problemas, promovido através de instrumentos didáticos concebidos originalmente para o efeito. A análise das capacidades decorria da observação das estratégias definidas pelas crianças na resolução de situações-problema, enquadradas em domínios do conhecimento em Ciências. O projeto investigativo foi realizado em contexto de Educação Pré-Escolar, numa instituição privada, localizada na região algarvia, com um grupo de 25 crianças, com idades compreendidas entre os 3 e 4 anos, das quais, apenas 18 participaram. Foram preparadas três situações-problema, que podem ser observadas como três instrumentos didáticos, designados como A casa do rato da palmeira, Um peixinho no fundo do mar e As salinas, exploradas com as crianças nesta sequência. Os conceitos de ciências abordados nestas atividades estão relacionados com a opacidade e transparência dos materiais, propriedades magnéticas, características de solubilidade em água, resistência e funcionalidade. Todas as crianças foram capazes de encontrar soluções para resolver os problemas propostos, tendo havido apenas 2 crianças que não propuseram soluções no primeiro problema. As soluções propostas pelas crianças estavam enquadradas nas soluções previstas num pré-teste. Na análise dos resultados, exploraram-se os seguintes parâmetros: tempo despendido até encontrar a primeira solução; primeira solução proposta; material/estratégia associado à primeira solução; número de soluções e conjunto de materiais usados nas várias soluções. Globalmente, destaca-se a tendência para a diminuição do tempo decorrido até encontrar a primeira solução, do primeiro problema para o terceiro problema. Considera-se que esta diminuição do tempo não tem origem no tipo de problema, mas na prática subjacente à resolução de problemas, motivadora do desenvolvimento de competências cognitivas, comportamentais e criativas.