Repositório Comunidade: BUM
https://hdl.handle.net/1822/1
BUM2024-03-29T13:44:06ZDesenvolvimento in silico de novos agentes antimicrobianos derivados da polimixina B
https://hdl.handle.net/1822/90242
Título: Desenvolvimento in silico de novos agentes antimicrobianos derivados da polimixina B
Autor: Inácio, João Miguel
Resumo: A resistência antimicrobiana (RAM) é um dos principais problemas de saúde pública da
atualidade, provocando uma morbimortalidade significativa. A evolução deste problema, agravada pelo
lento desenvolvimento de novos antimicrobianos, levou à reconsideração do uso das polimixinas,
fármacos que já estavam em desuso devido a sua alta toxicidade. Na tentativa de diminuir a sua
toxicidade e/ou melhorar a sua atividade antimicrobiana, vários análogos de polimixinas são gerados
através de diferentes estratégias, principalmente experimentais. Como tal, estão em falta abordagens
mais rápidas e fiáveis para tornar o design de análogos mais eficaz, a fim de combater a RAM o mais
rápido possível. A solução para acelerar a descoberta de novos fármacos provavelmente está no uso de
abordagens in silico, com métodos de machine learning (ML), devido ao seu ritmo mais rápido e baixo
custo.
Neste trabalho, a atividade de análogos da polimixina B foi modelada usando modelos semi quantitativos de relação estrutura-actividade baseados em ML. Neste contexto, foram aplicados três
algoritmos diferentes de ML (árvore de decisão, floresta aleatória e AdaBoost) em dez famílias diferentes
de descritores moleculares ao conjunto de dados de 413 pares molécula/microrganismo proveniente da
PubChem e dos ensaios laboratoriais.
O modelo DT/Estate_VSA destacou-se como promissor, com exatidões e previsões verdadeiras
altas, bem como previsões falsas negativas e falsas positivas muito baixas. Este modelo foi aplicado para
prever a atividade antimicrobiana de seis análogos das polimixinas B e E, sendo que todos são previstos
como promissores para Pseudomonas e não promissores para Acinetobacter. Para Escherichia, os três
análogos mais hidrofílicos foram previstos como promissores e os outros três como não promissores.
Estes análogos estão a ser sintetizados e posteriormente serão testados quanto a sua atividade in vitro.; Antimicrobial resistance (AMR) is one of the main public health problems today, causing
significant morbidity and mortality. The evolution of this problem, aggravated by the slow development of
new antimicrobials, led to the reconsideration of the use of polymyxins, drugs that were already in disuse
due to their high toxicity. In an attempt to decrease its toxicity and/or improve its antimicrobial activity,
several polymyxin analogues are generated through different strategies, mainly experimental. As such,
faster and more reliable approaches to make analogue design more effective in order to tackle AMR as
quickly as possible are lacking. The solution to accelerate the discovery of new drugs probably lies in the
use of in silico approaches, with machine learning (ML) methods, due to their faster pace and low cost.
In this work, the activity of polymyxin B analogues was modelled using semi-quantitative structure activity relationship models based on ML. In this context, three different ML algorithms (decision tree,
random forest, and AdaBoost) were applied in ten different families of molecular descriptors to the dataset
of 413 molecule/microorganism pairs from PubChem and laboratory assays.
The DT/Estate_VSA model stood out as promising, with high true accuracies and predictions, as
well as very low false negative and false positive predictions. This model was applied to predict the
antimicrobial activity of six polymyxin B and E analogues, all of which are predicted to be promising for
Pseudomonas and not promising for Acinetobacter. For Escherichia, the three most hydrophilic analogues
were predicted to be promising and the other three to be unpromising. These analogues are being
synthesized and will later be tested for their in vitro activity.
Descrição: Dissertação de mestrado em Química Medicinal
<b>Tipo</b>: masterThesis2024-03-28T11:31:47ZDevelopment of microfluidic nanobiosensors for early diagnosis of acute myeloid leukemia and monitoring of minimal residual disease
https://hdl.handle.net/1822/89808
Título: Development of microfluidic nanobiosensors for early diagnosis of acute myeloid leukemia and monitoring of minimal residual disease
Autor: Teixeira, Alexandra Catarina Pereira
Resumo: A leucemia mielóide aguda (LMA) é a forma mais comum de leucemia em adultos e, apesar de
ter resultados favoráveis em doentes mais jovens, tem um mau prognóstico nos idosos. Após o
tratamento com quimioterapia, os doentes que atingem clinicamente uma remissão completa (RC)
podem recair devido à persistência de doença residual mínima (DRM), com consequências fatais.
Isto deve-se essencialmente ao facto da detecção precoce da DRM ser limitada pela baixa
sensibilidade das tecnologias de diagnóstico actuais, baseadas principalmente em citometria de
fluxo e em biópsia da medula óssea, e agravada pelo facto de ser altamente invasivas, dolorosas
e dispendiosas. Um diagnóstico preciso e precoce da DRM permitiria aplicação de uma terapia
adequada, melhorando o prognóstico dos doentes. Para tal, foram desenvolvidos novos sistemas
de microfluídica para o isolamento e concentração de blastos leucémicos do sangue periférico de
doentes com LMA, obtendo-se uma eficiência de captura de aproximadamente 55 %. Uma vez
isoladas, as células foram caracterizadas in situ para marcadores aberrantes, CD7 e CD56, através
de uma análise fenotípica efectuada directamente no dispositivo. Posteriormente, next-generation
sequencing (NGS) foi utilizada para estudar as alterações genéticas nos blastos, utilizando um
painel específico e indicativo da recorrência e progressão da doença. Foi desenvolvido um painel
com os genes mais relevantes e uma selecção dos mesmos foi incorporada em novos sistemas
de detecção baseados em espectroscopia surface-enhanced Raman scattering (SERS). Para este
efeito, foram concebidos, fabricados e optimizados novos substratos SERS, de modo a obter uma
deteção múltipla das mutações de LMA selecionadas com elevada sensibilidade, constituindo uma
ferramenta poderosa para a detecção precoce de MRD. Além disso, para compreender melhor a
doença da LMA e a sua relação com a autofagia, foi desenhado e testado em amostras clínicas
um novo painel para NGS composto por genes específicos da doença LMA e do seu prognóstico,
bem como da autofagia. Os resultados mostraram que alteração na expressão dos genes de
autofagia está correlacionado com um mau prognóstico, demonstrando a relevância da autofagia
em LMA e o potencial impacto da utilização de genes de autofagia como indicadores de
prognóstico. Em conclusão, esta tese fornece um novo conjunto de ferramentas específicas e
sensíveis para contribuir para o diagnóstico precoce, preciso e não invasivo da DRM em doentes
com LMA.; Acute myeloid leukemia (AML) is the most common form of leukemia in adults and, despite having
favourable outcomes for younger patients, has a very poor prognosis in the elderly. After treatment
with chemotherapy, patients that clinically achieve complete remission (CR) can relapse through
the persistence of minimal residual disease (MRD), having fatal consequences. This is mainly due
to the fact that early detection of MRD is limited by the low sensitivity of current diagnostic
technologies, based primarily on flow cytometry and bone marrow biopsy, and aggravated by being
highly invasive, painful and costly. An accurate, early and non-invasive diagnosis of MRD would
allow the selection and application of appropriate therapy, improving the prognosis of patients. To
this end, new microfluidic systems have been developed for the isolation and concentration of
leukemic blasts from the peripheral blood of AML patients, obtaining a capture efficiency of
approximately 55 %. Once isolated, cells were profiled in situ for aberrant markers, CD7 and CD56,
through a phenotypic analysis performed directly within the device. Subsequently, next-generation
sequencing (NGS) was used to study genetic changes in blasts, using a specific panel indicative of
disease recurrence and progression. A panel of the most relevant genes was designed, and a
selection of those incorporated into new detection systems based on surface-enhanced Raman
scattering (SERS) spectroscopy. For this purpose, novel SERS substrates were designed,
manufactured and optimized, to achieve multiplex detection of selected AML mutations with high
sensitivity, constituting a powerful tool for the early detection of MRD. Furthermore, to better
understand AML disease and its relation with autophagy, a new NGS panel composed of genes
specific for AML disease and its prognosis, as well as for autophagy was designed and tested in
clinical samples. Results showed that the alteration of autophagy genes expression is correlated
with poor prognosis, demonstrating the relevance of autophagy in AML, and the potential impact
of using autophagy genes as prognostic indicators in AML.
In conclusion, this thesis delivers a new set of specific and sensitive tools to contribute towards the
early, accurate and non-invasive diagnosis of MRD in AML patients.
Descrição: Tese de doutoramento em Ciências da Saúde
<b>Tipo</b>: doctoralThesisMetodologias ativas e tecnologias digitais para o desenvolvimento da consciência histórica: um estudo de caso com alunos do 1.º e 2.º ciclos do ensino básico
https://hdl.handle.net/1822/89807
Título: Metodologias ativas e tecnologias digitais para o desenvolvimento da consciência histórica: um estudo de caso com alunos do 1.º e 2.º ciclos do ensino básico
Autor: Graça, Vânia Gabriela Dias
Resumo: A presente investigação pretendeu analisar os contributos da combinação de metodologias ativas,
nomeadamente a Sala de Aula Invertida e a Aprendizagem por Pares com tecnologias digitais,
operacionalizadas no modelo de aula-oficina para o desenvolvimento da consciência histórica em alunos
do 1.º e 2.º Ciclos do Ensino Básico. Optou-se por uma metodologia qualitativa, em que se recorreu ao
estudo de caso para compreender o fenómeno em estudo. Para a recolha de dados foram utilizados
focus group, inquérito por questionário aos alunos, entrevistas semiestruturadas aos professores,
trabalhos produzidos pelos alunos e questionários de metacognição. Foram construídas atividades com
várias tarefas que envolveram a utilização de algumas plataformas digitais como recurso para a
aprendizagem e exploração de documentos históricos, em que se combinava, de forma pontual e
contextualizada, as metodologias ativas referidas, operacionalizadas no modelo de aula-oficina, com o
intuito de desenvolver o pensamento histórico e consciência histórica dos alunos, conducentes à sua
aprendizagem histórica. A análise dos dados baseou-se nas técnicas sugeridas pela Grounded Theory.
De uma forma geral, os resultados sugerem que: a) as plataformas digitais analisadas evidenciaram
efeitos cognitivos na aprendizagem histórica dos alunos, contributos socioemocionais que remetem para
questões sociais e emocionais, causadas pela utilização da plataforma, mas também para as
funcionalidades das mesmas na construção do seu conhecimento histórico; b) a utilização das
metodologias ativas selecionadas, operacionalizadas no modelo de aula-oficina para o desenvolvimento
da consciência histórica dos alunos, evidenciaram efeitos cognitivos e socioemocionais, porém,
destacam-se elementos menos positivos nas duas metodologias ativas; c) as atividades construídas
baseadas nesta combinação permitiram o desenvolvimento da consciência histórica dos alunos pelo
trabalho desenvolvido nas atividades desenhadas focado em vários conceitos metahistóricos (evidência
histórica, explicação histórica, temporalidade, mudança, empatia histórica, multiperspetividade, narrativa
histórica) em ambos os ciclos. Assim, mais do que sugerir uma teoria emergente que relacionasse a
utilização de tecnologias digitais com as metodologias ativas, operacionalizadas no modelo de aula-oficina para o desenvolvimento da consciência histórica dos alunos, pretende-se deixar sugestões de
atividades que possam ser replicadas, com adequações, em outros contextos educativos.; This research aimed to analyse the contributions of combining active methodologies, namely the
Flipped Classroom and Peer Instruction with digital technologies, operationalised in the workshop classroom model, to the development of historical consciousness in the 1st (primary) and 2nd (elementary)
cycle of school students. We opted for a qualitative methodology, using case studies to understand the
phenomenon under study. Focus groups, student questionnaires, semi-structured teacher interviews,
student work and metacognition questionnaires were used to collect data. Activities were set up with
various tasks involving the use of some digital platforms as a resource for learning and exploring historical
documents, in which the aforementioned active methodologies were combined in a specific and
contextualised way, operationalised in the workshop-classroom model, with the aim of developing
students' historical thinking and consciousness, leading to their historical learning. Data analysis was
based on the techniques suggested by Grounded Theory. In general, the results suggest that: a) the digital
platforms analysed showed cognitive effects on students' historical learning, socio-emotional
contributions that refer to social and emotional issues, caused by the use of the platform, but also to its
functionalities in the construction of their historical knowledge; b) the use of the selected active
methodologies, operationalised in the classroom-workshop model for the development of students'
historical consciousness, showed cognitive and socio-emotional effects, however, less positive elements
stand out in the two active methodologies; c) the activities based on this combination allowed for the
development of students' historical consciousness through the work carried out in the designed activities
focussed on various metahistorical concepts (historical evidence, historical explanation, temporality,
change, historical empathy, multiperspectivity, historical narrative) in both cycles. So, rather than
suggesting an emerging theory that relates the use of digital technologies with active methodologies,
operationalised in the workshop-classroom model for the development of students' historical
consciousness, the aim is to provide suggestions for activities that can be replicated, with adjustments,
in other educational contexts.
Descrição: Tese de doutoramento em Ciências da Educação (especialidade em Tecnologia Educativa)
<b>Tipo</b>: doctoralThesis2024-03-21T12:33:46ZGamificação na educação de alunos em risco de dificuldades de aprendizagem específicas na leitura
https://hdl.handle.net/1822/89801
Título: Gamificação na educação de alunos em risco de dificuldades de aprendizagem específicas na leitura
Autor: Castro, Thales Cavalcanti e
Resumo: O uso de tecnologias digitais em dispositivos portáteis é uma estratégia relevante para enfrentar os
desafios educacionais atuais. A gamificação, que envolve a incorporação de elementos de jogos em
contextos não relacionados a jogos, pode ser aplicada nessas tecnologias digitais para oferecer um
ambiente de aprendizagem mais envolvente que pode ser adaptado às necessidades de alunos em risco
de dificuldades de aprendizagem específicas na leitura. Partindo deste pressuposto, este estudo foi
orientado com base na seguinte questão de investigação: quais os contributos da gamificação na
educação de alunos em risco de dificuldades de aprendizagem específicas na leitura? Para responder a
esta questão formularam-se os seguintes objetivos específicos: (i) identificar e descrever os elementos e
estratégias de gamificação que se mostram eficazes e apropriados para crianças em risco de dificuldades
de aprendizagem específicas na leitura.; (ii) formular e avaliar uma intervenção pedagógica utilizando
uma aplicação móvel gamificada dirigida à aprendizagem da leitura de alunos em risco de dificuldades
de aprendizagem específicas na leitura; (iii) fazer uma proposta de introdução da gamificação na
aprendizagem de crianças em risco de dificuldades de aprendizagem específicas na leitura. A
investigação seguiu a abordagem qualitativa da metodologia de desenvolvimento, que se baseia em
princípios de design sensíveis ao contexto, levando em conta as características e respostas à intervenção
do público-alvo trabalhado. A investigação consumou-se em duas fases: preliminar e intervenção. Na fase
preliminar foi feita uma avaliação heurística da aplicação, entrevista com professores, observações da
interação das crianças com a aplicação, testes com instrumentos de recolha de dados e elaboração de
uma proposta de intervenção. Já a fase de intervenção foi conduzida em três ciclos de testagem empírica
que incluíram análise e redesenho dos elementos de jogos utilizados, bem como considerações sobre a
usabilidade da aplicação utilizada. Os dados foram recolhidos por meio de avaliações de leitura,
observações e um grupo focal. Os resultados obtidos foram comparados com as investigações existentes
sobre gamificação e usabilidade, resultando na formulação de recomendações fundamentais para o
desenvolvimento de plataformas educacionais gamificadas que se adequem às necessidades e desafios
das crianças em risco de dificuldades específicas na leitura. Estas orientações abrangem diversas áreas,
incluindo a importância da elaboração de conteúdos bem planejados, a necessidade de instruções claras,
cuidados na implementação do feedback, a manutenção de um equilíbrio apropriado entre desafios e
recompensas, a atenção aos aspectos sociais da gamificação e ao controle do utilizador, a importância
da distinção nítida entre interfaces para crianças e adultos, bem como a inclusão de possibilidades de
personalização e acessibilidade. A investigação faz uma contribuição significativa ao campo da tecnologia
educativa, avançando a compreensão sobre a complexidade da gamificação e enfatizando a necessidade
de alinhar a gamificação com objetivos educacionais específicos, levando em conta o contexto real de
utilização.; The use of digital technologies on portable devices is a relevant strategy to address current educational
challenges. Gamification, which entails using game elements into non-gaming contexts, can be applied
to these digital technologies to provide a more engaging learning environment that can be tailored to the
needs of students at risk for specific reading learning difficulties. Based on this premise, this study was
guided by the following research question: What are the contributions of gamification in the education of
students at risk for specific reading learning disabilitiy? To answer this question, the following specific
objectives were formulated: (i) outline the principles of gamification with children at risk for specific
learning disabilities in reading; (ii) formulate and evaluate a pedagogical intervention using a gamified
mobile application aimed at teaching reading to students at risk for specific learning disabilities in reading;
(iii) make a proposal to introduce gamification into the learning of children at risk for specific learning
disabilities in reading. The research followed the qualitative approach of a development research
methodology, which is based on context-sensitive design principles, taking into account the characteristics
and responses to the intervention of the target audience. The research was conducted in two phases:
preliminary and intervention. In the preliminary phase, a heuristic evaluation of the application was
conducted, along with teacher interviews, observations of children's interaction with the application,
testing with data collection instruments, and the development of an intervention proposal. The intervention
phase consisted of three cycles of empirical testing, including the analysis and redesign of game elements
used, as well as considerations regarding the usability of the application. Data was collected through
reading assessments, observations, and a focus group. The results were compared with existing research
on gamification and usability, resulting in the formulation of fundamental recommendations for the
development of gamified educational platforms that suit the needs and challenges of children at risk for
specific reading learning difficulties. These guidelines cover various areas, including the importance of
well-planned content creation, the need for clear instructions, careful implementation of feedback,
maintaining an appropriate balance between challenges and rewards, attention to the social aspects of
gamification and user control, the importance of a clear distinction between interfaces for children and
adults, as well as the inclusion of customization and accessibility options. This research makes a
significant contribution to the field of educational technology, advancing our understanding of the
complexity of gamification and emphasizing the need to align gamification with specific educational goals,
taking into account the real context of use.
Descrição: Tese de doutoramento em Ciências da Educação (especialidade em Tecnologia Educativa)
<b>Tipo</b>: doctoralThesis2024-03-21T11:32:09ZPara uma pedagogia das multiliteracias na construção de conhecimento pelas crianças em idade pré-escolar
https://hdl.handle.net/1822/89799
Título: Para uma pedagogia das multiliteracias na construção de conhecimento pelas crianças em idade pré-escolar
Autor: Domingues, Ana Isabel de Azevedo
Resumo: A investigação apresentada nesta tese foi motivada por um dilema profissional relativo à
abordagem da literacia durante a Educação Pré-Escolar. Teoricamente enquadrada pelos
principais fundamentos e modelos curriculares da pedagogia da infância e pela abordagem teórica
da multimodalidade, a tese apresenta o resultado da investigação realizada para procurar
compreender como podem as crianças que frequentam a educação pré-escolar ser educadas para
se tornarem construtoras multimodais de sentidos. Procurou-se caracterizar as crianças da
Educação Pré-Escolar como construtoras multimodais de conhecimento e aferir o impacto da
mobilização da teoria da multimodalidade na construção da epistemologia da prática do/a
educador/a de infância. A metodologia utilizada foi a do autoestudo, em que uma educadora de
infância também foi a investigadora. No estudo, a autossupervisão serviu de instrumento ao
serviço da autorregulação da prática, e a investigação ação foi usada como estratégia de
intervenção e de desenvolvimento profissional da educadora. O estudo apresenta-se em três
artigos. O primeiro aponta para a possibilidade de reconceptualizar o desenvolvimento da
comunicação na prática da educação de infância como abraçando o desenvolvimento de
repertórios semióticos multimodais que vão para além dos modos oral e escrito da linguagem
verbal. O segundo artigo evidencia como as crianças desenvolvem diferentes perfis semióticos e
que o fazem de forma holística, enquanto brincam e atribuem significados às suas experiências.
O terceiro artigo aponta para o papel do estudo autossupervisivo e da investigação ação na
(re)construção do modelo curricular que sustenta a prática pedagógica da educadora a partir da
aplicação prática da abordagem teórica da multimodalidade. Os três artigos permitem concluir
que as crianças da Educação Pré-Escolar podem ser educadas para serem construtoras
multimodais de sentido e que essa possibilidade traz consigo a necessidade de uma atualização
na abordagem teórico-prática do/a educador/a de infância. Em função disso, a tese procura
contribuir para o entendimento da relevância da abordagem multimodal na pedagogia da educação
de infância e da realização de estudos autossupervisivos para a sua concretização.; The research presented in this thesis was motivated by a professional dilemma regarding the
approach to literacy during pre-school education. The thesis is theoretically framed by the main
foundations and curricular models of childhood pedagogy, as well as the theoretical approach of
multimodality. It presents the results of the research carried out to understand how children
attending pre-school education can be educated to become multimodal constructors of meaning.
The aim was to characterize pre-school children as multimodal constructors of knowledge and
assess the impact of mobilizing the theory of multimodality on the construction of the epistemology
of pre-school teachers' practice. The methodology employed involved self-study, in which an early
childhood educator served as both the researcher and the subject. In this study, self-supervision
served as a tool for self-regulation of practice, while action research was employed as both an
intervention and a professional development strategy for the educator. To disseminate the findings
effectively, the study is presented in three articles. The three articles lead to the conclusion that
pre-school children can indeed be educated as multimodal constructors of meaning. This
realization underscores the necessity of updating both the theoretical and practical approaches of
pre-school teachers. With this in mind, the thesis aims to contribute to a deeper understanding of
the significance of the multimodal approach in early childhood education pedagogy and the
practical application of self-supervisory studies for its implementation.
Descrição: Tese de doutoramento em Ciências da Educação (especialidade em Supervisão Pedagógica)
<b>Tipo</b>: doctoralThesis2024-03-21T11:06:27Z