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Obesity and associated diseases, such as diabetes, have reached epidemic proportions globally. In this era of “diabesity”, white adipose tissue (WAT) has become a target of high interest for therapeutic strategies. To gain insights into mechanisms of adipose (patho-)physiology, researchers traditionally relied on animal models. Leveraging Organ-on-Chip technology, a microphysiological in vitro model of human WAT is introduced: a tailored microfluidic platform featuring vasculature-like perfusion that integrates 3D tissues comprising all major WAT-associated cellular components (mature adipocytes, organotypic endothelial barriers, stromovascular cells including adipose tissue macrophages) in an autologous manner and recapitulates pivotal WAT functions, such as energy storage and mobilization as well as endocrine and immunomodulatory activities. A precisely controllable bottom-up approach enables the generation of a multitude of replicates per donor circumventing inter-donor variability issues and paving the way for personalized medicine. Moreover, it allows to adjust the model's degree of complexity via a flexible mix-and-match approach. This WAT-on-Chip system constitutes the first human-based, autologous, and immunocompetent in vitro adipose tissue model that recapitulates almost full tissue heterogeneity and can become a powerful tool for human-relevant research in the field of metabolism and its associated diseases as well as for compound testing and personalized- and precision medicine applications.

The need for competent in vitro liver models for toxicological assessment persists. The differentiation of stem cells into hepatocyte-like cells (HLC) has been adopted due to its human origin and availability. Our aim was to study the usefulness of an in vitro 3D model of mesenchymal stem cell-derived HLCs. 3D spheroids (3D-HLC) or monolayer (2D-HLC) cultures of HLCs were treated with the hepatotoxic drug nevirapine (NVP) for 3 and 10 days followed by analyses of Phase I and II metabolites, biotransformation enzymes and drug transporters involved in NVP disposition. To ascertain the toxic effects of NVP and its major metabolites, the changes in the glutathione net flux were also investigated. Phase I enzymes were induced in both systems yielding all known correspondent NVP metabolites. However, 3D-HLCs showed higher biocompetence in producing Phase II NVP metabolites and upregulating Phase II enzymes and MRP7. Accordingly, NVP-exposure led to decreased glutathione avail ability and alterations in the intracellular dynamics disfavoring free reduced glutathione and glutathionylated protein pools. Overall, these results demonstrate the adequacy of the 3D-HLC model for studying the bioactivation/metabolism of NVP representing a further step to unveil toxicity mechanisms associated with glutathione net flux changes.

Visual processing skill is used to gather visual information from environment however, there are cases that Visual Processing Disorder (VPD) occurs. The so called visual figure-ground discrimination is a type of VPD where color is one of the factors that contributes on this type. In line with this, color plays a vital role in everyday living, but individuals that have limited and inaccurate color perception suffers from Color Vision Deficiency (CVD) and still not aware on their case. To resolve this case, this study focuses on the design of KULAY, a Head-Mounted Display (HMD) device that can assess whether a user has a CVD or not thru the standard Hardy-Rand-Rittler (HRR) test. This test uses pattern recognition in order to evaluate the user. In addition, color vision deficiency simulation and color correction thru color transformation is also a concern of this research. This will enable people with normal color vision to know how color vision deficient perceives and vice-versa. For the accuracy of the simulated HRR assessment, its results were validated thru an actual assessment done by a doctor. Moreover, for the preciseness of color transformation, Structural Similarity Index Method (SSIM) was used to compare the simulated CVD images and the color corrected images to other reference sources. The output of the simulated HRR assessment and color transformation shows very promising results indicating effectiveness and efficiency of the study. Thus, due to its form factor and portability, this device is beneficial in the field of medicine and technology.

In questo documento sono illustrati i risultati dell'attività di progettazione della piattaforma di raccolta dati, che sarà sviluppata per e-Cabin, insieme al sistema di back-end su cui saranno in esecuzione tutti i servizi di supporto a tale architettura. Nel capitolo 1 sono introdotti i modelli di comunicazione e raccolta dati in ambienti distribuiti per la gestione di grandi quantitaÌEUR di informazioni. La necessitaÌEUR di avere un middleware che permetta di interfacciarsi con il sistema e-Cabin da più dispositivi di natura diversa e da più ambienti di esecuzione implica una scelta architetturale che garantisca flessibilitaÌEUR ed estendibilità. L'approccio scelto consiste nell'avere un'entità dispatcher che gestisce le comunicazioni tra nodi mittenti e destinatari mediante il paradigma publisher/subscriber. Per quanto riguarda la raccolta dei dati, è importante definire prima della fase implementativa le caratteristiche delle informazioni trattate, quali: frequenza e dimensione dei dati, tipo di analisi (real-time o batch), metodo di elaborazione, formato dei contenuti, sorgenti e consumatori di dati, hardware che si intende utilizzare. Viene infine presentato lo schema panoramico dell'infrastruttura di e- Cabin in cui sono mostrati i nodi principali (gateway per le reti di sensori, dispositivi mobili personali e server di back-end), i moduli che, a grandi linee, saranno installati su di essi e i relativi canali di comunicazione. Nel capitolo 2 sono presentate le tecnologie che saranno utilizzate per lo sviluppo della piattaforma di comunicazione. Fra i tre più rilevanti modelli di comunicazione per ambienti distribuiti, quali Remote Procedure Call (RPC), Remote Object Invocation (ROI) e Message Oriented Middleware (MOM), quest'ultimo è quello che meglio si adatta ad ambienti in cui eÌEUR richiesta flessibilitaÌEUR, asincronicità, resilienza e performance. Le tecnologie che saranno adottate per lo sviluppo del middleware saranno pertanto guidate dal modello MOM. Il protocollo MQTT (Message Queue Telemetry Transport), ampiamente diffuso nell'ambito delle comunicazioni Machine-to-Machine, sarà utilizzato per la distribuzione dei dati nel layer sottostante il middleware. MQTT è basato sul paradigma publish/subscribe, garantendo alte prestazioni e flessibilità. COAP (COnstrained Application Protocol) saraÌEUR invece utilizzato per integrare nel middleware di comunicazione sensori che utilizzano un stack protocollare IPv6 e che usano il modello REST per rappresentare le risorse interne. Come spiegato in seguito, COAP puoÌEUR essere considerata una versione leggera del protocollo di trasferimento web HTTP, specificatamente progettato per adattarsi alle esigenze di dispositivi con risorse limitate in termini computazionali ed energetiche. Il framework su cui saranno sviluppati i moduli del middleware eÌEUR OSGi (in particolare l'implementazione Apache Felix), un'ambiente di esecuzione modulare per la piattaforma Java. Questo permette di sviluppare moduli autonomi chiamati bundle, che possono comunicare tramite interfacce ben definite denominate service. Al tempo d'esecuzione, i bundle possono essere installati, avviati, fermati, aggiornati e rimossi senza dover riavviare l'intero framework OSGi. L'utilizzo di questa piattaforma comporta ridotta complessitaÌEUR, riutilizzo dei componenti, dinamicitaÌEUR, supporto al versioning, ottimizzazione delle prestazioni e gestione della sicurezza a grana fine. Infine, eÌEUR stata studiata la possibilitaÌEUR di integrazione del componente TCP bridge per l'Event Bus di Vert.x. Questo per un duplice scopo: i) fornire la connettività al middleware anche ai dispositivi mobili (IP- based) che non possono sfruttare la piattaforma OSGi e ii) offrire un punto di connessione con il precedente progetto myCabin di FC, allo scopo di predisporre l'eventuale integrazione fra i due sistemi. Questo componente consentirà al middleware di fungere da "bridge" fra gli ambienti e-Cabin e myCabin. Nel capitolo 3 (Specifiche generali della piattaforma di raccolta dati e del sistema di back-end) sono definite le caratteristiche dei livelli di astrazione per utilizzare il middleware proposto nel WP3. Nella prima parte del capitolo si definiscono quali sono gli attori in gioco che devono essere considerati nell'ambito del progetto e-Cabin: Persona, Cabina, Dispositivo e Decisore sono le classi principali di attori considerate in questo progetto. All'attore Persona sono associati determinati attributi che sono finalizzati a definire sia le sue caratteristiche soggettive che le attività, o azioni, che può svolgere all'interno dell'ambiente cabina. L'attore Cabina rappresenta l'ambiente che sarà caratterizzato da certe dimensioni, che sono riferibili a una certa categoria, e da un certo tipo di dotazioni, quali la presenza di finestra o balcone e il numero di posti letto. Nelle cabine sarà presente un determinato numero di dispositivi classificabili nella categoria di attori Dispositivo e i sistemi di regolazione, o sistemi di comando DSS, definiti come attore Decisore. Viene inoltre presentato il modello di analisi del sistema creato tramite un diagramma delle classi secondo un linguaggio di tipo UML (Unified Modeling Language). L'obiettivo è fornire informazioni dettagliate riguardo le proprietà e le interazioni delle classi. Inoltre, sono definite le specifiche funzionali di comunicazione di e-Cabin. In particolare, definiamo il formalismo di comunicazione per i sensori ambientali di comfort, i sensori relativi al consumo energetico, gli attuatori ambientali di comfort, gli attuatori relativi al consumo energetico, i sensori fisiologici, la knowledge base, il modulo di reasoning, la APP e-Cabin. Infine, sono definiti i casi d'uso con cui gli attori interagiscono con la piattaforma di raccolta dati (sensori, attuatori e applicazioni) e i requisiti funzionali e non funzionali della stessa. Nel capitolo 4 sono definite le interfacce di comunicazione dei componenti del middleware e le modalitaÌEUR di interfacciamento con i client tramite diagrammi delle classi e diagrammi di sequenza in formato UML. E' definita anche la modalità con cui i messaggi circolano sul bus MQTT sottostante ed il loro formato (JSON). E' inoltre descritta l'interfaccia per fornire la connettività ai dispositivi mobili tramite il bridge IP-based che permette a tutti i dispositivi che non possono sfruttare la piattaforma OSGi di usufruire pienamente di tutte le funzionalità del middleware tramite connessione TCP. Sono poi definiti i meccanismi che garantiranno la sicurezza delle comunicazioni fra i dispositivi presenti in cabina e il server tramite: i) connessione SSL/TLS a mutua autenticazione e ii) restrizioni sui canali disponibili alle istanze del middleware di una cabina per evitare accessi fra cabine diverse. Infine è discussa l'organizzazione dei moduli presenti sul back-end: broker MQTT, ambiente OSGi e database storico (MongoDB). Il capitolo 5 illustra lo scenario predisposto per l'integrazione fra e-Cabin e il precedente progetto myCabin di FC. Viene presentato un diagramma semplificato dell'architettura di myCabin, desunto dai pochi documenti a nostra disposizione, e proposto di seguito uno schema che mostra i componenti necessari all'interfacciamento con e-Cabin. In particolare: i) un'interfaccia verso l'Event Bus di myCabin che permetta al middleware di eCabin di inviare/ricevere messaggi su esso e ii) un modulo con logiche ad alto livello che permetta le interazioni fra le entitaÌEUR presenti nei due ambienti. Le entità di myCabin ricavate dalla documentazione sono: Cabina (ospite, luce, temperatura, ecc.), Servizi (concierge, acquisti, ristorazione) e Attività (servizi in cabina). L'utilizzo di MongoDB come database per entrambi i sistemi rappresenta una soluzione vantaggiosa che permette di unire lo storico generato nei due ambienti (in modo piuÌEUR o meno profondo, in base ai dettagli che saranno forniti riguardo le specifiche dei dati circolanti in myCabin).

Aβ-induced astrogliosis can worsen the eziopathogenesis of Alzheimer disease (AD) by the release of proinflammatory and pro-oxidant mediators. Activated glial cells may release also pro-angiogenic molecules. The role of angiogenesis in AD is still controversial: although angiogenesis brings oxygen and nutrients to injured tissue, it may also exacerbate reactive gliosis. Moreover, by altering blood-brain barrier permeability pro-angiogenic mediators promote passage of inflammatory/immune-competent cells into the brain, thereby exacerbating gliosis. The release of proangiogenic factors during astrogliosis may thus be a key-step in controlling AD progression. The endogenous fatty acid amide, palmitoylethanolamide (PEA), is a pleiotropic mediator exerting anti-inflammatory, antinociceptive and antiangiogenic effects in several in vitro and in vivo models of chronic-degenerative disease. In this study, we investigated the effects of PEA in AD angiogenesis and neuroinflammation by using conditioned medium from untreated and Aβ-treated C6 rat astroglioma cells and HUVEC human endothelial cells. PEA (10-8-10-6 M) concentration-dependently reduced expression of pro-inflammatory and pro-angiogenic markers in Aβ (1 μg/mL)-stimulated C6 cells. Moreover, culture medium from PEA-treated C6 cells reduced HUVEC cell proliferation as compared to cells treated with conditioned medium from Aβ-treated C6 cells. Immunocytochemical analysis revealed that PEA treatment inhibited nuclear levels of mitogen-activated protein kinase 1 (the main pro-angiogenic pathway) and cytoplasmic vascular endothelial growth factor in HUVEC cells receiving C6 conditioned medium. Finally, the peroxisome proliferator-activated receptor alpha inhibitor GW6471, added to Aβ-treated C6 cells blocked all PEA effects in this model, suggesting that PEA acts through a proliferator-activated receptor alpha-dependent mechanism on astroglial cells. Collectively, these data support the potential therapeutic utility of PEA in AD. - See more at: http://www.eurekaselect.com/129596/article#sthash.B3IYn77B.dpuf