FCT1-Teses
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- Effects and variability of decline in sea ice on marine primary production in the arcticPublication . Walter, Charlotte; Relvas, Paulo; Samuelsen, AnnetteThe Arctic environment is rapidly changing and drastic declines in sea ice extent and thickness have been observed over the past decades. The thinning of the ice pack affects its dynamics and makes it more susceptible to form pressure-ridges and leads. Such features appear at a scale of meters to kilometers, and are thus usually not represented in common Earth system models. However, observations show that their presence influences polar phytoplankton communities and productivity, pointing at the importance of representing such sea ice features in biogeochemical ocean modeling. The following study investigates how Arctic primary production and carbon export simulated with the biogeochemical model HYCOM-ECOSMO are affected by different sea ice models. Two simulations are available; one coupled to the classical Los Alamos sea ice model (CICE) that simulates sea ice as a continuum that deforms in a viscous manner. In contrast, the second simulation was run with the next generation sea-ice model (neXtSIM) with a brittle rheology that better represents features such as leads and ridges. Climatologies, daily time series and maps of monthly mean values for relevant parameters were analyzed for three Arctic regions. Differences in sea ice concentration resulting from the different rheologies caused differences in light availability and primary production between simulations in all regions. The different influx volumes of melt water and resulting stratification of the upper ocean affected primary production in two of three regions, and might have caused differences in nutrient availability between simulations. These findings suggest that the choice of sea ice model affects primary production modeling in HYCOM-ECOSMO to a certain extent. The results of this study contribute to the evaluation of whether the better representation of mechanical damage in sea ice models with brittle rheology can improve primary production and carbon export predictions from Arctic Ocean biogeochemical models.
- Development of IL-11 receptor targeting miniproteinsPublication . Komporday, Katalin Luca; Oroszlan, Gabor; Power, Deborah MaryDe novo protein design has emerged as a transformative approach for creating novel therapeutic molecules with highly specific functions and tailored structures. This thesis presents the design and development of miniproteins targeting the interleukin-11 receptor alpha (IL-11Rα), a key mediator in fibrotic diseases such as idiopathic pulmonary fibrosis (IPF). Miniproteins, small stable peptides with well-defined tertiary structures, offer advantages over traditional therapies by small molecules or antibodies through higher selectivity, improved tissue penetration, and lower risk of immunogenicity. Leveraging AI-driven bioinformatics tools, a library of 400 different miniprotein scaffolds was designed to selectively bind the IL-11Rα, competing with its natural ligand, IL-11 cytokine. The miniprotein library was synthesized as an oligonucleotide pool, cloned into phagemid vectors, and expressed on the pIII M13 bacteriophage surface for phage display-based selection. A biopanning campaign was used to enrich miniproteins with strong binding affinities for IL-11Rα across multiple screening rounds. Two lead candidates, DN226 and DN213 demonstrated high specificity and affinity confirmed by ELISA assays. However, DN226 showed a better affinity and competitiveness against the IL-11 cytokine for binding to the receptor compared to DN213. Since transient transfection expression of IL-11Rα in FreeStyle Human Embryonic Kidney (HEK293-F) cells faced yield and aggregation challenges, commercially sourced IL-11Rα was employed in downstream assays. The combination of computational design with classical biotechnological approaches enabled the rapid identification of functional miniproteins capable of binding the IL-11Rα. This work underscores the potential of AI-driven de novo protein design as a versatile technology for precise drug discovery and development. The identified miniproteins provide promising hit molecules for developing innovative, targeted anti-fibrotic therapies. Future work should focus on optimizing miniprotein candidates and evaluating their efficacy in cell-based and in vivo studies, paving the way for novel treatment approaches for fibrotic diseases, like IPF.
- Perturbação de hiperatividade com défice de atenção (ADHD): uma revisão atual e perspetivas sobre o futuro do tratamento farmacológicoPublication . Santos, Hugo Nascimento; Matos, Carlos Adriano Albuquerque Andrade deA perturbação de hiperatividade com défice de atenção (ADHD, do inglês attention deficit hyperactivity disorder) é uma das patologias neurológicas mais prevalentes em pediatria, caracterizando-se por sintomas de inatenção e hiperatividade e/ou impulsividade que conduzem a impedimentos sociais, académicos e profissionais. Compostos ativos derivados da anfetamina como o metilfenidato constituem a terapia farmacológica de primeira linha, devido à sua elevada eficácia na atenuação deste distúrbio. Contudo, limitações tais como efeitos adversos, a potencialização de comorbidades e contraindicações em determinados indivíduos tornam necessária a disponibilidade de alternativas farmacológicas. Alternativas como a atomoxetina e fármacos não estimulantes, como a guanfacina e clonidina, são utilizados como tratamento de segunda linha, no entanto demonstram eficácia inferior e latência de várias semanas no início de ação. Este trabalho de dissertação tem como objetivos a compilação das terapias farmacológicas atualmente aprovados para o tratamento da ADHD, assim como a apresentação de fármacos recentemente aprovados e/ou em desenvolvimento. O trabalho procura comparar estes fármacos quanto ao seu efeito terapêutico, perfil de segurança, e tolerabilidade, de forma a avaliar a possibilidade de uma futura alteração na farmacoterapia deste distúrbio. O desenvolvimento de novos fármacos como a centanafadina e a aprovação da viloxazina para o tratamento deste distúrbio pela FDA refletem o crescente interesse no papel da neurotransmissão serotoninérgica, no controlo da atenção, impulsividade, e regulação emocional. A viloxazina demonstra uma eficácia terapêutica semelhante a outros fármacos de segunda linha, com um perfil de segurança mais favorável comparativamente à atomoxetina. Ensaios clínicos recentes demonstram que a centanafadina apresenta um efeito terapêutico semelhante ao metilfenidato em adultos, com melhor tolerabilidade. No entanto, ensaios comparando estes fármacos diretamente são necessários de forma a aferir sobre os seus efeitos em pediatria a longo prazo. Por outro lado, a aprovação recente da associação serdexmetilfenidato/dexmetilfenidato pela FDA representa uma alternativa de toma única diária a formulações de libertação prolongada de metilfenidato, com um início de ação rápido (30 minutos) e um efeito com uma duração mais prolongada de 13 horas. Palavras-chave: Perturbação de hiperatividade com défice de atenção; Farmacoterapia; Neurofarmacologia; Metilfenidato.
- Cancro colorretal: A influência das componentes genética e ambiental na prevenção e progressão da doençaPublication . Quaresma, Diogo Assis; Ribeiro, VeraO cancro colorretal é uma das neoplasias mais prevalentes a nível global, resultante da interação entre a predisposição genética e fatores ambientais modificáveis. As três vias principais de carcinogénese são a instabilidade cromossómica, a instabilidade de microssatélites e o fenótipo metilador de ilhas CpG. Síndromes hereditárias como a Síndrome de Lynch, a polipose adenomatosa familiar e a polipose associada a MUTYH representam causas relevantes de suscetibilidade familiar e reforçam a importância da componente genética. Entre os fatores ambientais e comportamentais, sobressaem hábitos que aumentam o risco, incluindo uma dieta ocidental rica em carnes vermelhas e processadas, o elevado consumo de álcool, o tabagismo, o excesso de peso e o sedentarismo. Em contraste, padrões alimentares como a dieta mediterrânica, a prática regular de atividade física e a manutenção de um peso corporal saudável estão associados à redução significativa do risco. A microbiota intestinal desempenha também um papel determinante, funcionando como mediador entre a dieta, a inflamação e a produção de metabolitos que podem ser protetores ou promover a carcinogénese. A prevenção primária assenta na promoção de estilos de vida saudáveis e na redução da exposição a fatores de risco, enquanto a prevenção secundária se baseia em programas de rastreio, nomeadamente a prova de sangue oculto nas fezes e a colonoscopia, fundamentais para a deteção precoce da doença. Existe ainda interesse na quimioprevenção com agentes como a aspirina, vitamina D e glucosamina e condroitina, embora os resultados clínicos sejam ainda heterogéneos. Apesar dos avanços nas estratégias terapêuticas, é na compreensão e modificação dos fatores de risco que reside a principal oportunidade de reduzir a incidência da doença, sendo a farmacogenómica igualmente essencial para personalizar o tratamento e otimizar resultados.
- Mapping blue shark (Prionace glauca) distribution: assessing fishing pressures in the eastern tropical pacificPublication . Gaviria, Ángela Patricia Palomino; Gouvêa, Lidiane P.Os tubarões oceânicos, particularmente o Prionace glau ca (tubarão azul), enfrentam ameaças crescentes de sobre exploração, principalmente devido às pescarias pelágicas de palangre, que os capturam tanto de forma direta como acidental (bycatch). Neste contexto, as Áreas Marinhas Protegidas (AMPs) são amplamente reconhecidas como uma forma eficaz de conservar espécies e habitats marinhos. Embora as AMPs possam reduzir os impactos humanos, como a sobrepesca, a proteção de espécies marinhas altamente móvei s dentro delas continua a ser um desafio. AMPs individuais podem oferecer uma proteção limitada se não abrangerem uma parte significativa dos habitats críticos das espécies. A criação de uma Rede de Áreas Marinhas Protegidas (RAMP) poderia aumentar a proteção, ligando habitats vitais e servindo como uma ferramenta mais eficaz na gestão de espécies móveis, como o tubarão azul. Este estudo integra dados dos registos de desembarque da pescaria artesanal de palangre do Equador, do Projeto Tubarão Azul das Galápagos e de bases de dados online para avaliar a distribuição potencial do tubarão azul no Pacífico Tropical Oriental (PTO) e sobrepor essas áreas com as atividades de pesca. Os resultados revelaram que o tubarão azul é uma das espécies de elasmobrânquios mais frequentemente capturadas e desembarcadas, representando 25% do total de capturas. Através dos Modelos de Distribuição d e Espécies (SDMs), foram identificados habitats altamente adequados para o tubarão azul em torno da Reserva Marinha das Galápagos, particularmente a sudeste da Ilha Isabela. O estudo também avaliou a sobreposição entre esses habitats potenciais e as zonas de pesca ativas, mostrando que cerca de 20% dos habitats adequados estão sob pressão da pesca. Estes resultados mostram a necessidade de estratégias de conservação mais abrangentes, incluindo a expansão da RAMP, para melhor proteger os tubarões azuis e mitigar os impactos da pesca que podem somar se às mudanças ambientais e comprometer ainda mais a sobrevivência da espécie na região.
- Impact of artificial reefs on fishing communities: the Lagos bay casePublication . Costa, Joana; Leitão, Francisco; Ramos, JorgeCoastal zones are highly productive areas that sustain biodiversity and provide essential ecosystem services for human communities. However, they are increasingly threatened by overfishing and habitat degradation, creating a need for management tools that balance ecological sustainability with socioeconomic needs. Artificial reefs (ARs) have been deployed worldwide to enhance fisheries, restore habitats, and support coastal communities, but they also play an extensive role in establishing coastal resilience and offering new livelihood opportunities. This study investigates whether the Alvor artificial reef, deployed 25 years ago off southern Portugal, continues to serve as a fishing enhancement tool for surrounding fishing communities. A mixed-methods approach was applied, combining Automatic Identification System (AIS) data from coastal vessels with semi-structured questionnaire-based interviews (SSQBI) from local small-scale fishers. AIS data provided spatial and temporal records of fishing activity across the AR and two control areas, while interviews offered insights into perceptions, practices, and challenges associated with the AR, ensuring that both observed behaviour and reported knowledge were considered. The results indicate that the Alvor AR still attracts fishing activity, though patterns change across fleet segments. Coastal vessels continue to operate around the reef, suggesting that it remains valuable as a fishing ground for larger-scale operations. In contrast, local fishers report minimal use, citing practical challenges such as ghost fishing and gear entanglement risk, which for small-scale operations can mean significant economic loss. These findings reveal opposing benefits of the AR, shaped by fleet characteristics and perceptions. Study limitations include the restricted coverage of AIS, the small interview sample, and the absence of seasonal analysis due to limited data. Despite these restrictions, the combination of spatial tracking and fisher perceptions offered complementary insights into the AR’s use. The study concludes that the Alvor AR continues to support fishing activity, though unevenly across fleets. It highlights the importance of periodic reassessment, smaller-scale monitoring, and fisher engagement to ensure that artificial reefs deliver on their intended socioeconomic and ecological objectives.
- Mesozooplankton community dynamics in response to suppressed upwelling: a case study comparing the gulf of panama and the Gulf of Chiriquí using automated image analysisPublication . Becker, Lina; Mendes, Isabel Maria de Paiva Pinto; Schiebel, RalfThis thesis investigates mesozooplankton community dynamics in response to anomalous oceanographic conditions, focusing on the 2025 collapse of the seasonal upwelling in the Gulf of Panama. Using a comparative approach with the neighboring Gulf of Chiriquí, the study integrates semi-automated FlowCam imaging with supervised machine learning classifiers to process over 750,000 plankton images. This methodology enabled reliable abundance, and biomass estimates for dominant taxa, particularly copepods, at resolutions and scales unattainable through traditional microscopy. Hydrographic measurements revealed strongly stratified conditions in the Gulf of Panama, with suppressed nutrient input into the euphotic zone. In contrast, the Gulf of Chiriquí maintained relatively stable conditions. Ecological consequences were profound: the Gulf of Panama, typically characterized by high productivity due to upwelling, exhibited markedly reduced mesozooplankton abundance and biomass. Conversely, the Gulf of Chiriquí showed unexpectedly higher biomass across most depths, highlighting its role as a potential analogue for future oligotrophic states under climate-driven variability. Copepods remained the numerically and functionally dominant group, underscoring their resilience and central role in trophic transfer. However, size-structured analyses revealed that biomass patterns were not solely linked to abundance but strongly influenced by ontogenetic stage distribution. The disproportionate contribution of larger size fractions to carbon stocks emphasizes the importance of monitoring size structure in addition to abundance. Methodologically, the study demonstrates the value of hybrid workflows combining automated imaging with targeted manual curation. Despite challenges such as misclassification of transparent taxa and debris, semi-automated imaging proves scalable and essential for long-term ecological monitoring. Ultimately, the findings provide critical baseline data for understanding mesozooplankton dynamics under anomalous conditions. They highlight both resilience and vulnerability: while copepods persist, the productivity of short food chains may increasingly be at risk in a warming and more variable ocean.
- Investigating the role of frequency-dependent pre-conditioning to low oxygen and pH in building coral stress tolerancePublication . Littke, Sophie; Schoepf, Verena; Engelen, AschwinSevere hypoxia, often coupled with low pH, is an emerging threat to coral reefs, yet their combined effects, and the potential for environmental priming to modulate coral responses under such stress, remain understudied. In particular, the frequency and timing of prior sublethal exposure to combined low oxygen and pH are largely unexplored as drivers of coral stress tolerance. We conducted a controlled laboratory experiment to test how the frequency of nightly low dissolved oxygen (DO) and pH exposure shapes physiological responses of two Caribbean coral species, Agaricia tenuifolia and Siderastrea siderea, during subsequent, acute combined stress. Corals received six (high frequency, HF), three (low frequency, LF), or no (control) priming pulses, each lasting two consecutive nights, over four weeks, mimicking natural diel DO and pH cycles in shallow reefs, followed by 4–7 days of acute stress or ambient conditions. Results revealed contrasting species-specific outcomes. In A. tenuifolia, HF priming reduced baseline photosynthetic efficiency by 32% by the end of the priming period, with no further change during acute stress. HF primed A. tenuifolia also exhibited a ~42% reduction in symbiont densities, and a nearly tenfold increased risk of tissue loss compared to controls, regardless of acute stress treatment, while biomass and calcification remained unchanged. In contrast, S. siderea showed physiological stability across treatments, with LF priming supporting tissue biomass maintenance under acute stress. By the experimental end, biomass declined 28% and 22% in unprimed and HF-primed corals under acute stress, respectively, whereas LF primed corals maintained biomass. These findings highlight stress frequency as a critical yet understudied dimension of environmental priming and a direct modulator of baseline coral physiology. HF priming impaired the hypoxia-sensitive A. tenuifolia, while LF priming was neutral. The more hypoxia-tolerant S. siderea showed subtle LF priming benefits and no HF effects. As climate change and coastal eutrophication intensify diel variability and acute low DO and pH events, understanding frequency-dependent stress responses will improve predictions of reef community trajectories and help identify resilient coral populations.
- Medicamentos contendo valproato e medidas adicionais de minimização de risco – conhecimentos e atitudes do farmacêutico comunitárioPublication . Pereira, João Diogo Santos; Ramalhinho, IsabelA farmacovigilância constitui um pilar essencial da segurança do medicamento, sendo as medidas adicionais de minimização de risco (MMRa) fundamentais quando as de rotina se revelam insuficientes. Os medicamentos contendo valproato, devido à sua teratogenicidade, estão sujeitos a várias MMRa como o Programa de Prevenção da Gravidez. O farmacêutico comunitário, enquanto último profissional de saúde em contacto com o utente antes do início da terapêutica, desempenha um papel fundamental na sua efetividade. Este estudo teve como objetivo avaliar os conhecimentos e atitudes dos farmacêuticos comunitários relativamente às MMRa dos medicamentos contendo valproato. Foi conduzido um estudo observacional, transversal, com recurso a um questionário online dirigido a farmacêuticos de farmácias filiadas da Associação Nacional das Farmácias (ANF). A amostra final incluiu 196 farmacêuticos das diferentes regiões do país. Os resultados mostram que 90,8% conhecem as MMRa, sendo a rotulagem/embalagem especial (75,5%) e as Comunicações dirigidas aos Profissionais de Saúde (65,8%) as mais conhecidas. Contudo, apenas 38,3% conhece o Programa de Prevenção da Gravidez e 29,2% as medidas destinadas a homens em idade fértil. Ainda existem 11,7% de farmacêuticos que não utilizam qualquer medida no ato de dispensa, alegando principalmente desconhecimento e dificuldade de acesso. Relativamente às atitudes na dispensa, 80,6% aconselha sobre contraceção eficaz e 77,6% referenciam para consulta médica em caso de suspeita de gravidez, embora 9,2% não presta qualquer aconselhamento. Os farmacêuticos comunitários revelam elevado conhecimento global, mas persistem lacunas em medidas específicas e recentes. O reforço formativo e a integração de alertas nos sistemas informáticos poderão aumentar a adesão às MMRa e garantir o uso seguro dos medicamentos.
- Green extraction technique using natural deep eutectic Solvents (NADES) and supramolecular solvents (SUPRAS) to recover bioactive compounds from medicinal halophyte Polygonum Maritimum L.Publication . Udoji, Mmaduabuchi Desmond; Custódio, Luisa; Lopes, André D.A extração sustentável de compostos bioativos de alto valor a partir de recursos naturais continua sendo um desafio crítico na química verde. Este estudo avalia a eficácia dos Solventes Eutéticos Profundos Naturais (NADES) e dos Solventes Supramoleculares (SUPRAS) como alternativas inovadoras e sustentáveis aos solventes convencionais para a extração de compostos fenólicos e alcaloides de Polygonum maritimum, uma planta com potencial bioativo pouco explorado. Quatro sistemas NADES e dois SUPRAS, incluindo suas formas em equilíbrio e híbridas, foram avaliados utilizando extração assistida por ultrassom (UAE) e comparados com etanol e água como solventes de referência. Entre os solventes testados, a mistura Cloreto de colina: ácido lático (CC:LA) apresentou a maior atividade antioxidante no ensaio DPPH, com um valor de IC₅₀ de 0,0281 ± 0,014 mg/mL, superando significativamente o Cloreto de colina: ácido málico (CC:MA). Esses resultados foram corroborados pelas medições do teor total de flavonoides (TFC) e pela análise por LC-MS, confirmando a presença de diversos compostos fenólicos. Embora o etanol tenha extraído a maior quantidade total de bioativos, os NADES e SUPRAS demonstraram enriquecimento seletivo e recuperação de compostos fenólicos específicos e alcaloides. Este estudo ressalta a integração promissora dos NADES e SUPRAS com UAE como uma abordagem ecoeficiente e escalável para a extração de produtos naturais valiosos de plantas marinhas.