A fototerapia com laser em baixa intensidade (FTLBI) é capaz de aumentar o metabolismo celular, o que poderia influenciar na diferenciação ósseo/odontogênica das células-tronco da polpa dentária humada (hDPSCs). O PDGF e o BMP-2 são fatores de crescimento envolvidos na dentinogênese e na reparação tecidual. O PDGF tem papel importante durante o desenvolvimento embrionário, na proliferação e migração celular e na angiogênese, enquanto o BMP-2 está fortemente associado à diferenciação celular em tecidos mineralizados, como o osso e a dentina. Sendo assim, o objetivo do estudo foi analisar os efeitos da FTLBI e dos fatores de crescimento (PDGF-BB ou BMP-2), isolados ou em associação, na diferenciação ósseo/odontogênica das hDPSCs. Para o estudo hDPSCs foram cultivadas em meio regular (G1) e irradiadas (G2), meio mineralizante (G3) e irradiadas (G4), meio mineralizante contendo PDGF-BB (G5) e irradiadas (G6), meio mineralizante contendo BMP-2 (G7) e irradiadas (G8). Para os grupos irradiados, a FTLBI foi realizada no modo pontual e em contato, com um laser de diodo semi-condutor, com área de feixe de 0,028cm2 e comprimento de onda 660nm (InGaAlP-vermelho), utilizando-se os seguintes parâmetros: potência de 20mW, densidade de energia de 5J/cm2, tempo de irradiação de 7 segundos por ponto e 0,14J de energia por ponto. A expressão dos genes relacionados à diferenciação ósseo/odontogênica (DSPP, DMP-1 e OCN) através do PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR), a atividade da fosfatase alcalina e os depósitos de cálcio foram analisados em 3, 7 e 14 dias. Os dados obtidos foram comparados pelo teste ANOVA complementado pelo teste de Tukey (p<0,05). As culturas tratadas com meio mineralizante contendo BMP-2 e irradiadas (G8) foram as que mostraram os maiores índices de diferenciação ósseo/odontogênica nos testes realizados. As expressões de DSPP, OCN e DMP-1, ao menos em 14 dias, foram significantemente maiores no G8 que nos demais grupos experimentais, exceto os grupos G3 e G7. Estes grupos apresentaram expressões de DSPP e OCN semelhantes às do G8 em 14 dias. A maior atividade de ALP foi observada no G8 em 3 dias e a menor no mesmo grupo aos 14 dias. A maior quantidade de depósitos de cálcio também foi encontrada no G8 em 14 dias. A associação de FTLBI e BMP-2 se mostrou capaz de induzir a diferenciação ósseo/odontogênica em células-tronco de polpa dentária humana de forma mais marcante que as demais terapias isoladas ou associadas estudadas. Portanto, o uso de uma terapia associando FTLBI e BMP-2 poderia ser de relevância para o restabelecimento da fisiologia pulpar quando aplicada em casos de exposição deste tecido, uma vez que poderia favorecer a diferenciação das células indiferenciadas da polpa dentária. / Laser phototherapy (LPT) is able to increase cellular metabolism, which in turn could influence the odontogenic differentiation of dental pulp stem cells (hDPSCs). PDGF and BMP-2 are growth factors involved in dentinogenesis and tissue repair. PDGF plays a role in embryonic development, cell proliferation, cell migration, and angiogenesis, whereas BMP-2 is strongly associated with cell differentiation in mineralized tissues such as bone and dentin. The aim of this study was to analyze the effects of LPT and the growth factors PDGF-BB and BMP-2 combined or not on the odontogenic differentiation of hDPSCs. These cells were grown in regular medium (G1) and irradiated (G2), mineralizing medium (G3) and irradiated (G4), mineralizing medium containing PDGF-BB (G5) and irradiated (G6), mineralizing medium containing BMP-2 (G7) and irradiated (G8). For irradiated groups, LPT was performed in punctual and contact mode with a semiconductor diode laser, with a beam spot area of 0.028 cm2 and wavelength of 660nm (InGaAlP-visible red), using the following parameters: power of 20mW, energy density of 5J/cm2 and irradiation time of 7 seconds per point (0,14 J per point). Differentiation was assessed by the following analysis: expression of genes related to odontogenic differentiation (DSPP, DMP-1 and OCN) using quantitative real time PCR (qRT-PCR); alkaline phosphatase activity and calcium deposition using alizarin red staining in 3, 7 and 14 days. Data were compared by ANOVA and Tukey´s test (p<0.05). The cultures treated with mineralizing medium containing BMP-2 and irradiated (G8) showed the highest rate of odontogenic differentiation. The expressions of DSPP, DMP-1 and OCN genes, at least in 14 days, were significantly higher in G8 compared to all other groups, except for the groups G3 and G7. These groups showed similar expressions of DSPP and OCN than G8 in 14 days. G8 showed the highest ALP activity in 3 days and the lowest in 14 days compared to all other groups. The largest amount of calcium deposits was observed in G8 in 14 days. The most striking feature on induction of odontogenic differentiation of hDPSCs was observed when LPT was applied in association with BMP-2. Therefore, the use of a combined LPT and BMP-2 therapy could be of relevance for the re-establishment of pulp physiology when applied in cases of dental pulp exposure by promoting the differentiation of hDPSCs.

O objetivo desse estudo foi verificar o efeito da modulação do dano muscular e da resposta inflamatória, com o uso de fototerapia, no efeito da carga repetida e na ativação da via PI3K/Akt/mTOR/p70S6K após a realização de cada uma das duas sessões de treinamento de força para membros inferiores. Vinte participantes foram divididos em dois grupos experimentais. Um dos grupos recebeu a fototerapia antes da realização da primeira sessão experimental e o outro grupo recebeu um tratamento placebo. A fototerapia consistiu na irradiação sobre o vasto lateral, o vasto medial e o reto femoral durante 90s, oferecendo uma dose de energia total de 180 J. As sessões de treinamento foram compostas de duas séries a 85% de 1-RM e duas séries a 120% de 1-RM com intervalo de dois minutos entre elas, nos exercícios leg-press e extensão de joelhos. Os marcadores indiretos de dano muscular (dor, amplitude de movimento, torque isométrico máximo, circunferência da coxa e creatina quinase) foram avaliados antes, 2h, 24h, 48h e 96h após o término de cada sessão de treinamento. Uma semana antes e duas horas após o término de cada sessão de treinamento, foram coletadas amostras de tecido muscular através da biópsia percutânea para análise da infiltração de células inflamatórias e das proteínas de interesse. Os resultados dessas variáveis demonstraram que a primeira sessão de treinamento induziu a ocorrência do dano muscular e da inflamação, mas a fototerapia não promoveu nenhum dos efeitos esperados sobre o dano e a inflamação. A expressão total das proteínas de interesse não foi afetada pela realização da sessão de treinamento e nem pela fototerapia. Antes do início da segunda sessão de treinamento, a quantidade de mTOR total estava mais elevada do que antes da primeira sessão. A repetição da sessão de treinamento resultou em alterações dos marcadores de dano muscular, mas a recuperação foi mais rápida do comparada com a primeira sessão, o que vai ao encontro do efeito da carga repetida (ECR). A inflamação foi semelhante entre as duas sessões. Da mesma forma que na primeira sessão, o treinamento não afetou a expressão total das proteínas de interesse. A maior quantidade de mTOR total pode significar uma adaptação protetora (ECR), aumentando a atividade mitocondrial e reduzindo o estresse oxidativo diminuindo assim a ocorrência do dano secundário / The aim of this study was to investigate the effect of muscle damage and inflammatory response modulation through phototherapy, on the repeated bout effect and PI3K/Akt/mTOR/p70S6K1 pathway activation after each of two lower-limbs resistance exercise bouts. Twenty participants were divided into two experimental groups. One of the groups was treated with phototherapy and the other one received a placebo. Phototherapy consisted of irradiating vastus lateralis, vastus medialis and the recto femoris muscles for 90s, applying a total energy dose of 180 J. Two sets at 85% of 1-RM and two sets at 120% of 1-RM were performed in the leg-press and leg extension exercises with a two-minute interval. Indirect markers of muscle damage (muscle soreness, range of motion, maximal isometric torque, thigh girth and creatine kinase, CK) were assessed before, 2h, 24h, 48, and 96h post exercise. One weekbefore and 2h after each exercise bout, percutaneous muscle biopsies were performed to obtain muscle samples to measure inflammatory cells infiltration and some proteins of interest. The results demonstrated that the first exercise bout induced muscle damage and inflammation, but phototherapy did not have any of the expected effects on muscle damage and inflammation responses. Total protein content was not affected by the resistance exercise bout neither by the phototherapy. Before the second bout, total mTOR was elevated compared to the first bout. Repeating a resistance exercise bout affected indirect markers of muscle damage,but recovery was faster compared to the first bout, which is in accordance to the repeated bout effect theory. Also, inflammation was similar after the two bouts. Similar to the first bout, the second exercise bout did not affect total protein content. The higher total mTOR content might represent a protective response which is part of the RBE, by increasing mitochondrial activity, reducing oxidative stress and consequently secondary damage

A melhora na capacidade física e/ou reserva funcional de um indivíduo deve-se, entre outros, a um treinamento sistemático e bem padronizado. O exercício aeróbio é uma modalidade frequentemente empregada em um programa de treinamento, especialmente naqueles com objetivo de melhora do condicionamento físico. Contudo atualmente, o uso da fototerapia tem ganhado espaço no que tange ao aumento de desempenho de atletas. Baseado nisso o objetivo deste estudo foi verificar o efeito do treinamento unipodal, terapia LED e treinamento associado à terapia LED sobre parâmetros ergoespirométricos de performance (VO2max, AT e RCT) e na concentração sanguínea de creatina quinase. Para esse estudo participaram 24 voluntários do sexo masculino, os quais foram submetidos a uma avaliação pré-intervenção, foram submetidos a um período de oito semanas de treinamento em cicloergômetro com irradiação LED ou placebo. Após esse período foram submetidos a uma nova avaliação, pós-treino. Para a aplicação da terapia LED, foi utilizado um arranjo contendo 50 LEDs com comprimento de onda de 850 nm e aplicado por 60 segundos após cada sessão de treino. Os voluntários foram separados nos seguintes grupos experimentais: Não Treinados e LED desligado (Grupo NTLD), Não Treinados e LED ligado (Grupo NTLL), Treinados e LED desligado (Grupo TLD), Treinados e LED ligado (Grupo TLL). A perna que recebeu a intervenção foi eleita por sorteio e foi chamada de perna ativa (A) e a perna contralateral, chamada de controle (C). Durante o teste em exercício crescente, até a fadiga, foram quantificadas as variáveis ergoespirométricas, ventilação (Ve), consumo de oxigênio (VO2), equivalente ventilatório de oxigênio (EqVO2), também foi coletada amostra de sangue para dosagem da lactacidemia e foi mensurada a concentração da enzima creatina quinase (CK). Como resultados das respostas agudas frente ao ato de pedalar com uma perna notou-se que a pedalada unipodal apresentou menor valor de intensidade, VO2, Ve, lactacidemia e maior incremento de CK, quando comparada com a pedalada bipodal (convencional). Ao se concluir as oito semanas de treinamento notou-se que a perna ativa na pedalada unipodal apresentou melhoras nas variáveis mensuradas nos grupos TLL, NTLL e algumas no TLD. Também foi encontrada melhora para a perna controle, em algumas variáveis, dos grupos que receberam a terapia LED. Com esse estudo conclui-se que o treinamento unipodal é capaz de melhorar parâmetros como intensidade, ventilação, consumo de oxigênio, eficiência aeróbia, e ainda minimiza os danos musculares induzido pelo exercício no membro que efetuou o treinamento. A terapia LED é capaz de promover as mesmas melhoras em intensidades, consumo de oxigênio e eficiência aeróbia que o treinamento proporcionou, contudo em magnitudes diferentes, ainda é capaz de proporcionar efeito protetor contra lesão muscular induzida pelo exercício. A terapia LED associada ao treinamento potencializa os efeitos conseguidos com cada um isoladamente. / The improvement in physical capacity and/or functional reserve is due to, among other factors, a systematic and organized training program. Aerobic exercise is a frequently used modality in a training program, especially among those who aim to improve physical fitness. However phototherapy has currently gained space in regard to improving the performance of athletes. Based on this information, the purpose of the study was to verify the effect of one-legged cycling, LED therapy and their association on ergospirometric parameters of performance (VO2max, AT and RCT) and on blood concentration of CK. 24 male subjects volunteered for the study and were submitted to a pre-intervention evaluation and an 8-week period of one-legged cycling with LED therapy or placebo. After the intervention period subjects were submitted to a second evaluation. An arrangement containing 50 LEDs and a wavelength of 850 nm was applied during 60 seconds after each training session. Volunteers were divided into the following experimental groups: untrained and LED off (ULOf), untrained and LED on (ULOn), trained and LED off (TLOf) and trained and LED on (TLOn). The leg that received the intervention (training and/or LED therapy) was selected randomly and named active leg (A) and the contralateral limb was named control (C). During the incremental exercise test to volitional failure the ergospirometric variables ventilation (Ve), oxygen uptake (VO2) and oxygen ventilatory equivalent (EqVO2) were measured and blood samples were collected after each stage for lactate and before and 24 hours after the test for the analysis of blood CK. Acute responses from the pre-intervention evaluation showed that the intensity of one-legged cycling led to lower intensity, VO2, Ve, blood lactate and higher increase in blood CK compared to traditional cycling (two-legged). After the 8 weeks of intervention, the active leg showed improvements in the measured variables for the TLOn, ULOn and TLOf groups and, in some of the variables for the groups that received LED therapy. With these data we conclude that one-legged cycling is capable of increasing parameters such as intensity, ventilation, oxygen uptake, aerobic efficiency and minimizes the blood CK responses to exercise in the exercised limb. The association between exercise and Led therapy potentiates the effects achieved with either of the interventions.

A mucosite oral (MO) é uma consequência debilitante do tratamento quimioterápico, que pode ser aliviada com o uso de fototerapias. A terapia fotodinâmica (Photodynamic Therapy - PDT), pode ser usada para o tratamento da MO, quando esta se encontra infectada por microrganismos. No entanto, não há estudos que demonstrem se a PDT, quando aplicada sobre lesões em mucosa oral, pode interferir na reparação tecidual. Assim, este trabalho tem o objetivo de induzir a MO, em hamsters, através da confecção de ranhuras em animais que receberam o quimioterápico 5-Fluorouracil (5-FU), e avaliar, através de análises clínicas, bioquímicas e histológica, o efeito da PDT no reparo destas lesões. Os animais foram divididos em dois grupos, controle e experimental. O grupo controle é formado pelo grupo CN, o qual recebeu o veículo da quimioterapia e anestesia. O grupo experimental é formado pelos grupos CQ, o qual recebeu quimioterapia (QT), anestesia e indução da MO; CQC, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO e aplicação do corante azul de metileno (AM) 0,01%; CQL, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO e irradiação com laser de baixa potência (LBP - 660nm, 120J/cm2, 40mW, 4,4J por ponto); e PDT, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO, aplicação do AM 0,01% e irradiação com LBP (mesmo protocolo do grupo CQL). O 5-FU foi aplicado através de injeções intraperitoneais ao que se seguiu a indução da MO pela confecção de ranhuras com o auxílio de uma agulha de ponta fina. O experimento teve duração total de 10 dias sendo que a avaliação da severidade da MO foi realizada diariamente através da utilização das escalas propostas pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e por W-Smith modificadas para animais. Os animais foram sacrificados após 5, 7 e 10 dias de experimento e suas mucosas jugais (direita e esquerda) foram removidas para a realização das análises bioquímicas (através da determinação da concentração total de proteína e da avaliação de parâmetros do sistema antioxidante, como a atividade enzimática da Superóxido Dismutase - SOD e da Catalase) e histológica (por microscopia de luz). Após análises estatísticas, os resultados clínicos, bioquímicos e histológico mostraram que a PDT diminuiu a severidade da MO no décimo dia do experimento (p<0,05) e mostrou maior queratinização do epitélio com deposição de fibras colágenas organizadas na lâmina própria. Com base no protocolo experimental desenvolvido neste estudo e nos resultados obtidos podemos concluir que a PDT pode ser utilizada de maneira segura em lesões infectadas de MO, pois a mesma não interferirá na reparação destas lesões. / Oral mucositis (OM) is a debilitating side effect of chemotherapy, which can be relieved with the use of phototherapy. Photodynamic therapy (PDT) may be used for the treatment of OM, when infection is present. However, there are no studies that demonstrate PDTs interference on tissue repair processes when applied on lesions of the oral mucosa. In this sense, this work aims to induce OM in hamsters, by grooving the oral mucosa of animals receiving 5-fluorouracil (5-FU) chemotherapy, and evaluate through clinical, biochemical and histological parameters the effect of PDT in repairing these lesions. The animals were divided into two groups, experimental and control. The control group is formed by the C group, which received the vehicle of chemotherapy and anesthesia. The experimental group is formed by the Ch group, which received chemotherapy, anesthesia and induction of OM; ChP, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM and application of methylene blue (MB) 0.01%; ChL, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM and irradiation with low-power laser (LPL - 660nm, 120J/cm2, 40 mW, 4.4 J per point); and PDT, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM, application of MB 0.01% and LPL irradiation (same protocol as ChL group). 5-FU was administered by intraperitoneal injection, which was followed by the induction of OM by making mucosal grooves. The experimental period was of 10 days and the assessment of the severity of OM was performed on a daily basis using the scales proposed by the World Health Organization (WHO) and by W-Smith modified for animals. The animals were sacrificed after 5, 7 and 10 days of the experiment and their cheek pouch mucosa (left and right) were removed for carrying out the biochemical (by measuring the total protein concentration and by evaluating the antioxidant system parameters, such as enzymatic activity of Superoxide Dismutase - SOD and catalase) and histological (by light optical microscopy) analyzes. After statistical analysis, the clinical, biochemical and histological results showed that PDT reduced the severity of OM on the tenth day of the experiment, when compared to the initial mucositis score (p<0.05) and showed greater keratinization with organized collagen deposition in the lamina propria. Based on the experimental protocol developed in this study and the results obtained we can conclude that PDT can be used safely in infected OM injuries because it does not interfere with the repair of these lesions.

Ao final da década de 1980, pesquisadores da empresa Eastman Kodak anunciaram as propriedades eletroluminescentes de materiais orgânicos não poliméricos. Seguindo essa linha, em 1990, um grupo de pesquisadores ingleses demonstrou propriedades semelhantes para os polímeros, utilizando-os como elementos ativos de dispositivos emissores de luz. Era este o início de uma nova área de pesquisa que tinha interface na eletrônica e nos novos semicondutores poliméricos. Surgiram os chamados polímeros luminescentes - resultado das descobertas das propriedades semicondutoras dos polímeros e copolímeros, blendas e heteroestruturas orgânico-inorgânicas. Os materiais semicondutores poliméricos apresentam diversas vantagens associadas à sua característica de fácil processamento e baixo custo de produção. Podem ser utilizados na forma de filmes finos que têm boas propriedades mecânicas e que permitem a sua utilização em substratos flexíveis. Diversas empresas como Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak e Uniax têm investido fortemente em pesquisa e desenvolvimento de dispositivos eletroluminescentes, memórias, sensores de imagem e outros sensores que aproveitam as propriedades dos polímeros semicondutores. A radiação, numa variada faixa de comprimentos de onda, pode afetar as propriedades de alguns desses polímeros semicondutores. A característica de material semicondutor, inerente a esses materiais, pode ser degradada por efeito de foto-oxidação que pode ser estimulado pela exposição à radiação. Surge a possibilidade de desenvolver dispositivos baseados em polímeros semicondutores para uso em detectores de radiação. Este trabalho consiste num estudo de desenvolvimento de dosímetros poliméricos de radiação para a faixa de comprimento de onda entre 400 nm e 500 nm, especificamente usada em ambientes hospitalares no tratamento intensivo de neonatos. Com o objetivo descrito, foi realizado o estudo de substratos adequados para a finalidade desejada, o desenvolvimento de um processo de deposição para os dispositivos de filmes-finos e o estudo da influência da radiação na faixa do ultravioleta-visível (UV-Vis) em suas propriedades. Das diversas técnicas de deposição de filmes finos existentes, foi selecionada para este estudo, a de deposição por jato de tinta (\"inkjet printing\") devido às suas características de simplicidade, potencial custo baixo e, principalmente, o menor nível de perda do polímero a ser depositado, já que a referida técnica permite a deposição de quantidades mínimas do material. Como material ativo foi selecionado um semicondutor polimérico da família dos polifluorenos, devido ao seu relativamente fácil manuseio. Pesquisadores da área, cada vez mais, acreditam que a impressão por jato de tinta seja uma das técnicas de deposição mais promissoras para a produção em grande escala. O objetivo desta pesquisa é contribuir com um novo instrumento a ser usado no monitoramento da irradiação no tratamento fototerápico da hiperbilirrubinemia no ambiente da neonatologia hospitalar. Atualmente os bebês recém-nascidos são tratados com empirismo considerável tendo em conta não haver procedimentos de controle para a dose da irradiação aplicada ao neonato nas incubadora neonatal das maternidades. Os riscos de hiperbilirrubinemia severa do neonato incluem a possibilidade de surdez, de paralisia cerebral ou mesmo de lesão cerebral em casos extremos. A observada Icterícia pode estar ligada à imaturidade do fígado do bebê. A bilirubinemia é muito freqüente em neonatos e precisa ser tratada para a redução dos citados riscos. O tratamento mais comum é a fototerapia com radiação na faixa do UV-próximo/azul. A fototerapia é realizada por várias sessões de muitas horas que dependem do nível de hiperbilirrubinemia no sangue, TBS (Total Bilirrubine Serum) do bebê. A hiperbilirrubinemia é crítica quando seu nível for igual ou maior que 428 micromol/litro ou 25 mg/dL (Referencia - Previsão e prevenção de hiperbilirrubinemia de neonatal extremo, T.B., Newman et al., Arco Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Além de permitir reduzir o empirismo do tratamento com o uso de um dosímetro para a faixa de radiação em tela, este pode ser usado para avaliar a condição da fonte de radiação específica de luz usada neste tipo de tratamento. O dosímetro proposto, como instrumento adicional para os neonatologistas poderá monitorar as doses de radiação aplicada durante a fototerapia e evitar excessos, reduzindo o tempo no protocolo de tratamento neonatal. / At the end of the 1980s, researchers from Eastman Kodak announced the electroluminescent properties of non-polymeric organic materials. At the beginning of the 1990s, researchers from the UK showed similar properties of organic polymers, using them as active elements in light emitting devices. It was the beginning of a new research area interfacing the electronics and the new polymeric semiconductors. As a result of the findings on the semiconducting properties of polymers and copolymers, blends and organic-inorganic heterostructures, a new class of materials became the research subject of several groups. Polymer semiconductors exhibit several advantages like simple processing and low production cost. They can be utilized as thin-films with good mechanical properties for use in flexible substrates. Several high-tech enterprises like Philips, Sony, Pioneer, DuPont, Kodak and Uniax are investing strongly in the research and development of such materials and devices, including memories, image sensors, light-emmiting devices, among others. Radiation in a very broad range of wavelengths can affect characteristics of some semiconductor polymers. Their inherent semiconducting feature can be degraded by the photo-oxidation effect, activated by radiation exposition. This suggests the possibility of the development of semiconductor polymer based radiation sensing devices. This work deals with a study of radiation dosimeters for the wavelength range of 400 nm to 500 nm, specifically important at the maternity hospitals in the therapy of newborn babies. To cope with this objective, the study of adequate substrates, development of suitable deposition process for the thin-film devices and study of its properties changes with radiation in the ultraviolet-visible (UV-Vis) range was done. From the different thin-film deposition techniques, the inkjet deposition technique was selected for this study thanks to its production simplicity, potential low cost an, mainly, because it permits the deposition of minute amounts of material, leading to very little material losses. As the active material a polymeric semiconductor of the fluorene family was selected thanks to its easy processing. Researchers of this area, more and more, believe that the Inkjet Printing is one of the very promising deposition techniques for mass production of those devices. The aim of this research is to offer a new tool to be used in the monitor of the irradiation in the phototherapy for severe hyperbilirubinemia of newborn babies. In most cases newborn babies are treated with a considerably empiric protocol considering the inexistence of procedures to control the radiation doses in the treatments. The risks of extreme neonatal hyperbilirubinemia include possibility of deafness, cerebral palsy or brain damage in extreme cases. Jaundice may be due to the immaturity of baby\'s liver. Bilirubinemia is most frequent in newborn and must be treated to reduce such risks. The most common treatment is phototherapy with nearUV-blue radiation. Phototherapy is accomplished by several sessions of many hours depending on the Total Bilirubin Serum (TBS) found in the baby blood. Hyperbilirubinemia is very dangerous to the near-term newborn when its level is equal or greater than 428 micromol/liter or 25 mg/dL (Reference Prediction and prevention of extreme neonatal hyperbilirubinemia, T.B., Newman et al., Arch Pediatr Adolesc Med/Vol 154, Nov. 2000 pp 1140-1147). Besides reducing the empiric treatments based on the nearUV-blue radiation, the use of a sensor can be important to evaluate the condition of the specific type of lamp used in the treatments. The proposed dosimeter can be an additional instrument for the neonatologists to be used in the determination of the phototherapy radiation dose, thus reducing, in the medical protocol, the jaundice treatment time.

Apesar de ser bem conhecido que a radiação ultravioleta (UV) causa danos na pele, já foram descritos alguns efeitos benéficos desta radiação, como por exemplo a sensação de bem estar proporcionado pela exposição a luz. Na pele, o triptofano (Trp) é metabolizado a compostos biologicamente ativos, e acredita-se que a síntese de serotonina (SER), um dos metabólitos do Trp, na fototerapia seja parte dos mecanismos de remissão da depressão de pacientes com desordem de humor sazonal. Ainda, a radiação UV induz diretamente a expressão e atividade de TDO, enzima que catalisa a transformação de Trp em quinurenina (KYN), em bactérias, efeito que ainda não havia sido estudado em células humanas. Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar a habilidade da radiação UV-A em modular a expressão de enzimas envolvidas nas rotas catabólicas do Trp em melanócitos e melanomas. Para isso foi realizada a padronização das condições de radiação UV-A através de ensaio de viabilidade celular, e então definimos condições que não levaram a morte das células (1,5 J/cm2 para melanócitos e 3 e 6 J/cm2 para melanomas). A radiação UV-A aumentou a expressão de IDO e TDO nos melanomas, enzimas que favorecem a progressão tumoral, e não só essas enzimas, houve aumento da expressão de KYNU e KMO, que também estão envolvidas na progressão tumoral. Além disso, a expressão de AANAT e HIOMT, responsáveis pela produção de melatonina (MLT), foi maior nos melanomas após 48 horas da radiação, enquanto a enzima INMT teve sua expressão aumentada em todos os tempos. O aumento de INMT em melanomas é muito interessante e podemos relacionar ao bem estar proporcionado pela exposição à luz, já que o produto dessa enzima, DMT, é conhecido por proporcionar essa sensação, porém o aumento observado na expressão de IDO e TDO em melanomas, indica um efeito nocivo da luz associado a produção de moléculas que estão fortemente ligadas aos processos de progressão e imunoescape tumoral. Os melanócitos parecem possuir menor susceptibilidade a radiação UV-A, pois as únicas enzimas que tiveram expressão aumentada após a radiação foram a KMO e a TPH1, e apesar da enzima TPH1 ter a expressão aumentada, esse aumento foi modesto o que nos levou a pensar que outras células da pele possam ter um papel mais relevante na produção de SER ou então outras condições de radiação. / Although it is well known that ultraviolet (UV) radiation causes skin damage, it was already described some benefits to this radiation, for instance the well-being feelings provided by light exposure. In the skin, tryptophan (Trp) is metabolized to biologically active compounds, and it is believed that the synthesis of serotonin, one of tryptophan metabolites, in phototherapy is part of mechanisms of remission of depression in patients with seasonal mood disorder. Moreover, in bacteria the UV radiation directly induces the expression and activity of TDO, the enzyme that catalyzes the metabolization of Trp to kynurenine (KYN). This effect has not been studied in human cells yet. Therefore, the objective of this work was to evaluate if UV-A radiation modulates the expression of enzymes involved in melanocytes and melanoma Trp metabolism. For this aim, we standardized the UV-A radiation conditions through cell viability assay, and then we defined the better conditions to avoid cell death (1,5 J/cm2 to melanocytes and 3 and 6 J/cm2 to melanomas). The UV-A radiation increased the expression of IDO and TDO in melanomas, enzymes that contribute to tumor immune- escape. The expression of KYNU and KMO also increased, and these enzymes are also involved with some types of tumors progression. Furthermore, the expression of AANAT and HIOMT, responsible for melatonin (MLT) production, was higher in melanomas after 48 hours of radiation while INMT had an increased expression at all times. The increase of INMT by melanomas is very interesting and can be related to the well being provided by exposure to light, since the product of this enzyme, DMT, is known to provide this sensation. However, the observed increased of expression of IDO and TDO in melanomas indicates a harmful effect of light associated with the production of molecules linked to tumor progression and immune-escape processes. The melanocytes appear to be less susceptible to UV-A radiation, because only the enzymes KMO and TPH1 had their expression increased after radiation, and for TPH1 this effect was relatively small. Thus, we believe that other skin cells may have a more relevant role in SER production or other radiation conditions.

La cellule lutte à chaque instant contre les perturbations afin de maintenir l'équilibre de son milieu intérieur, et permettre sa survie. L'apparition d'espèces oxydantes ou l'augmentation de la température sont autant de perturbations auxquelles la cellule doit faire face. Mon travail de thèse s'est articulé autour de la dynamique temporelle des stress oxydant et thermique en cellules vivantes. L’originalité de l’équipe où j’ai effectué ma thèse est de proposer une alternative aux photothérapies dynamiques en produisant directement, sans photosensibilisant, de l’oxygène singulet considéré comme l’agent cytotoxique principal. Cette façon de produire directement l’oxygène singulet permet non seulement d’adresser plus directement des questions de dosimétrie qui sont importantes en thérapie mais aussi d’identifier les macromolécules impliquées dans le stress oxydant. Dans une première partie je présenterai des études de cinétique photochimique qui ont permis de déterminer dans différents solvants et en cellule, le taux de production et la réactivité de l'oxygène singulet avec un partenaire spécifique. Dans une seconde partie, je présenterai mes travaux sur la dynamique temporelle de réponse au stress thermique en cellules vivantes. Le développement d’un modèle mathématique minimal de titration du stress thermique couplé à des expériences associant un facteur de transcription clef dans la régulation du stress, nous ont permis de mettre en évidence les contributions des principales réactions impliquées dans le mécanisme de réponse cellulaire au stress thermique. / The cell fight everytime against disturbances to maintain the balance of its internal environment and ensure its survival. The appearance of oxidative species or increasing the temperature are all major perturbations which the cell has to face. My thesis is structured around the temporal dynamics of oxidative and thermal stress in living cells. The originality of the team where I did my thesis, is to propose an alternative way to phototherapy dynamic in producing directly, without photosensitizer, singlet oxygen which is considered as the main cytotoxic agent. This way of producing singlet oxygen directly allows to address dosimetry issues that are important in therapy but also, to identify the macromolecules involved in oxidative stress more directly. In the first part ,I will present photochemical kinetic studies that have enable to determine in different solvents and in cells, the production rate and the reactivity of singlet oxygen with a specific partner. In the second part, I will present my work on the temporal dynamics of heat stress response in living cells. The development of a minimal mathematical model of titration of thermal stress coupled with experiments involving a key transcription factor in the regulation of stress, allowed us to identify the main reactions involved in the mechanism of cell response to heat shock.

Cette thèse décrit l’élaboration de nouvelles nanosondes disposant de propriétés permettant leur utilisation pour la microscopie multiphotonique ainsi que la thérapie ciblée du cancer. Dans un premier temps, ce travail s’est concentré sur la synthèse de nanoparticules actives en optique non linéaire et pour la photothérapie. Différents types de nanoparticules ont ainsi été élaborées et caractérisées comme des nanobâtonnets d’or, des nanoparticules de carbure de silicium ou de niobate de potassium, et des nanohybrides couplant ces différentes briques de base. Les nanoparticules ont ensuite été fonctionnalisées par des biomolécules comme l’acide folique afin de leur conférer des propriétés de ciblage spécifique vis-à-vis des cellules cancéreuses. La fonctionnalisation de surface des nanoparticules a été caractérisée de manière approfondie par des techniques avancées telles que la spectroscopie infrarouge, XPS et ToF-SIMS. Dans un second temps, les propriétés optiques non linéaires et thérapeutiques de ces nanoparticules ont été étudiées. Ainsi, ces nanosondes ont été utilisées avec succès pour réaliser le marquage de cellules saines et le ciblage spécifique de cellules cancéreuses pour la microscopie multiphotonique. Enfin, les propriétés photothérapeutiques de ces nanoparticules ont également été étudiées pour réaliser la destruction photoinduite de cellules cancéreuses. / This thesis describes the synthesis of new nanoprobes with properties allowing their use for cancer-targeted multiphotonic microscopy and cancer phototherapy. On the one hand, this work was focused on the synthesis of nanoparticles with non-linear optical and phototherapeutic properties. Different nanoparticles were synthesized and used like gold nanorods, silicon carbide or potassium niobate nanoparticles, and nanohybrids coupling these previous nano-building blocks. These nanoparticles were functionalized with biomolecules like folic acid to provide specific cancer-targeting properties. The surface chemistry of these nanoparticles was carefully evaluated through advanced characterization techniques such as infrared spectroscopy, XPS and ToF-SIMS. On the other hand, optical and therapeutic properties of these nanoparticles were studied. These nanoprobes were successfully used to perform healthy cells labelling and cancer cells targeting for multiphotonic microscopy. Phototherapeutic properties of our nanoparticles were also used to induce light-triggered cancer therapy.

In hierdie studie word die etiologiese verband tussen verstadigde neurologiese integrasie en latere leerproblematiek by kinders met klinies betekenisvolle neonatale bilirubienmetings ondersoek. Resente navorsing dui aan dat kinders met klinies betekenisvolle bilirubienmetings tydens die neonatale fase ‘n groter risiko loop om later verstadigde neurologiese integrasie te vertoon, veral weens die kwesbaarheid van die neonatale brein vir toksiene. Hierdie navorsingsresultate suggereer ‘n verband tussen klinies betekenisvolle neonatale bilirubienmetings en latere leerproblematiek, aangesien spesifieke breinareas wat deur neonatale bilirubien aangetas word ook vaardighede medieer wat belangrik is vir prestasie in sekere leerareas, te wete lees, skryf en reken. Neonatale fisiologiese geelsug is nie altyd met die blote oog sigbaar nie, en derhalwe word simptome soos oormatige slaperigheid en ingekorte behoefte aan voeding dikwels deur onervare moeders geïgnoreer, omdat die baba nie opmerklik “geel” is nie. Verder word neonatale fisiologiese geelsug nie altyd as sodanig gediagnoseer nie, weens verskeie faktore soos ontoereikende primêre gesondheidsorgdienste op die afgeleë platteland, tuisgeboortes en vroeë ontslag van moeders en babas uit klinieke en hospitale, veral gesien in die lig daarvan dat neonatale geelsug piekvlak tussen dag drie en dag sewe bereik. Bilirubienmeting is nie standaard prosedure by afgeleë klinieke nie, en waar ‘n rowwe skatting deur die klinieksuster op ‘n klinies betekenisvolle bilirubientelling dui, word moeders dan dikwels aangeraai om natuurlike fototerapie (sonlig) toe te pas. Verdermeer vind opvolgkonsultasies by ‘n klinieksuster dikwels eers plaas nadat die baba ongeveer een maand oud is, en voorligting aan die moeder rakende moontlike kwesbaarhede wat verband hou met klinies betekenisvolle neonatale bilirubienmetings is gebrekkig. Sodanige ouers kan dus heeltemal onbewus wees van die potensiële skade wat aangerig kan word aan die ontwikkelende brein, en intervensie vind gevolglik nie tydig plaas nie. Betekenisvolle duidinge wat uit hierdie navorsingsprojek mag voortvloei, kan derhalwe benut word ten einde spesifieke kwesbaarhede in kinders met klinies betekenisvolle neonatale bilirubienmetings tydig te kan identifiseer; en hoë-risiko leerders se moontlike latere leerproblematiek deur tydige intervensie tydens die voorskoolse jare te ondervang, voordat pobleme in die grondslagfase manifesteer. ‘n Empiriese ondersoek is uitgevoer waarby 37 deelnemers betrek is. Gebaseer op die resultate van die data-analise en interpretasie van die resultate word die hipotese aanvaar. Relevante aanbevelings met betrekking to praktykverbetering en verdere navorsing word gemaak. ENGLISH: With this study the etiological link between delayed neurological integration, high neonatal bilirubin measures and learning difficulties were investigated. Recent research findings suggest that children with high neonatal bilirubin measures are at a greater risk for delayed neurological integration later on, especially because of the susceptibility of the neonatal brain for toxins. The results of this research project suggest an etiological link between neonatal hyperbilirubinemia and learning difficulties at a later stage, since specific brain-areas which are affected by the bilirubin do mediate skills important for performance in certain learning areas, e.g. reading, writing and arithmetic. It is not always possible to notice neonatal physiological jaundice; hence, inexperienced mothers tend to ignore symptoms like sleepiness and lack of appetite, merely because their babies do not appear “yellowish”. Neonatal physiological jaundice is often misdiagnosed due to various factors like inadequate primary health care services in rural areas, home births and early discharge from hospitals - particularly in light of the fact that jaundice peaks between day three and day seven after birth. Measurement of neonatal bilirubin levels is not a standard procedure at rural clinics, and mothers are often advised to make use of natural phototherapy (sunlight) when the baby appears “yellowish”. Follow-up consultation often occurs when the baby is already one month old; hence mothers often receive inadequate information concerning neonatal hyperbilirubinemia. Parents might therefore be totally unaware of the potential vulnerability and harm to the developing brain, and intervention often does not take place. Significant indicators of this research project can be used to identify well in advance specific vulnerabilities in learners with neonatal hyperbilirubinemia, as well as potentially high-risk learners during the pre-school years, before such vulnerabilities escalate during the foundation phase. An empirical study with 37 participants was conducted. Based on the data analyses and interpretation of the results, the hypothesis was accepted. Relevant recommendations concerning best practice and further research were done. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2008. / Educational Psychology / unrestricted

In 2007, the Canadian Paediatric Society (CPS) released a guideline aimed at preventing complications of neonatal jaundice through universal screening and guidelines for follow-up and treatment. This thesis investigates the impact of implementation of the CPS guideline on health services utilization at a population level in Ontario. First, we surveyed all Ontario hospitals providing maternal-newborn services to determine if and when they had implemented universal bilirubin screening, and to gather information about the organization of services to provide follow-up and treatment, and about the factors that influenced screening implementation. Then we conducted two population-based cohort studies using linked administrative health data to evaluate the association between 1) the implementation of universal bilirubin screening and phototherapy use (during and following birth hospitalization) length of stay (LOS), jaundice-related emergency department (ED) visits and readmissions; and 2) universal bilirubin screening implementation and access to recommended follow-up care by socio-economic status (SES). By 2012, the majority of Ontario hospitals had implemented universal bilirubin screening. There is heterogeneity in how hospitals organize services, but a notable trend towards hospital-based post-discharge care. Screening was associated with an increase in phototherapy during hospitalization at birth (relative risk (RR) 1.32, 95% confidence interval (CI) 1.09-1.59), and a decrease in jaundice-related ED visits (RR 0.79, 95% CI 0.64-0.96), but no statistically significant difference in phototherapy after discharge, length of stay, or jaundice-related readmissions after accounting for pre-existing temporal trends in healthcare service use and other patient socio-demographic and hospital characteristics. Implementation of the universal bilirubin screening in Ontario was associated with a modest increase in rates of early follow-up (adjusted RR 1.11, CI 1.0014-1.22, p=0.0468), but most babies were not seen within the recommended timeframe. Babies of lowest SES were least likely to receive recommended follow-up, and disparities in follow-up increased following universal bilirubin screening implementation. En 2007, la Société canadienne de pédiatrie (SCP) a publié une directive visant à la prévention des complications de l'ictère néonatal par le dépistage universel et des lignes directrices pour le suivi et le traitement. Cette thèse étudie l'impact de la mise en œuvre de la directive SCP sur l'utilisation des services de santé à niveau de population de l'Ontario. Tout d'abord, nous avons interrogé tous les hôpitaux de l'Ontario offrant des services de santé maternelle-nouveau-né afin de déterminer si et quand ils avaient mis en œuvre le dépistage universel de la bilirubine, et à recueillir des informations sur l'organisation des services pour assurer un suivi et de traitement, et sur les facteurs qui ont influencé la mise en œuvre de dépistage. Ensuite, nous avons mené deux études de cohorte basée sur la population à partir de données administratives sur la santé pour évaluer 1 ) l'association entre la mise en œuvre du dépistage de la bilirubine universel et la photothérapie utilisation lors de l'hospitalisation à la naissance, la photothérapie après avoir sortie de l'hôpital, la durée du séjour, le service des urgences liées à la jaunisse et des réadmissions liées à la jaunisse; et 2 ) l'association entre la mise en œuvre du dépistage universel et l'accès aux soins de suivi recommandés et si cela différait entre les quintiles de statut socioéconomique. En 2012, la majorité des hôpitaux de l'Ontario a mis en œuvre le dépistage universel de la bilirubine. Il existe une hétérogénéité de la façon dont les hôpitaux organisent des services, mais une tendance notable vers les soins post-décharge en milieu hospitalier. Le dépistage a été associé à une augmentation de la photothérapie pendant l'hospitalisation à la naissance (risque relatif (RR) de 1,32, intervalle de confiance 95 % (IC 95 %) de 1,09 à 1,59), et une diminution des visites à l'urgence liées à la jaunisse (RR 0,79, IC 95 % 0,64 à 0,96), mais aucune différence statistiquement significative dans la photothérapie après la sortie , la durée du séjour , ou réadmissions liées jaunisse - après comptabilisation des tendances temporelles pré- existants dans l'utilisation des services de soins de santé et d'autres caractéristiques socio- démographiques des patients et caractéristiques de l'hôpital. La mise en œuvre de le dépistage universel en Ontario a été associée à une légère augmentation des taux de suivi précoce (RR ajusté 1,11; IC de 1,0014 à 1,22; p = 0,0468), mais la plupart des bébés n'ont pas été vues dans les délais recommandés. Les bébés de statut socioéconomique faibles étaient moins susceptibles de recevoir de soins de suivi recommandés et les disparités dans le suivi ont augmenté suite à la mise en œuvre du dépistage universel de la bilirubine.