β Escina, o principal princípio ativo das sementes da Castanha-da-Índia, Aesculus hippocastanum (Hippocastanaceae), tem demonstrado evidências satisfatórias nas respostas clínicas significativas dos casos de insuficiência venosa crônica (IVC), hemorróidas e edemas pós-operatórios. (SIRTORI C.R., 2001). Suas características físico-químicas e farmacológicas permitem seu uso tanto medicamentoso quanto cosmético. Como produto de uso farmacêutico, possui grande utilidade e várias apresentações, em diferentes formas farmacêuticas. A β Escina é uma mistura de saponinas, substâncias de elevado peso molecular, formada por uma parte hidrofóbica denominada aglicona ou sapogenina e uma parte hidrofílica constituída por um ou mais açúcares. (TREASE G.E. et al., 1996). Ocorre na natureza na forma beta, que é praticamente insolúvel em água e em óleo. (MARTINDALE, 2003). Por ser praticamente insolúvel em água, sua manipulação e incorporação em formas farmacêuticas líquidas e semi-sólidas são dificultadas. Além disso, esta característica pode ser responsável por uma redução da sua absorção e conseqüente biodisponibilidade. O trabalho proposto foi a modificação da molécula da β escina, através da sua esterificação, processo químico que altera a estrutura molecular de uma droga, e conseqüentemente sua farmacocinética. (KOROLKOVAS A. et al., 1988). Através da reação com grupamentos anidridos: ftálico e succínico, aumentamos a solubilidade dos derivados da β Escina em água, que pôde ser verificada através do estudo comparativo de solubilidades em vários solventes orgânicos, realizado entre as moléculas modificadas e a molécula original. O resultado deste estudo de solubilidade, aliado aos testes farmacotécnicos com bases aquosas, nos mostra uma melhora no comportamento dos produtos desenvolvidos, quando em solventes ou bases aquosas, apresentando-se como materiais de fácil incorporação, e formulações finais de maior transparência. Através de análise por eletroforese capilar micelar dos derivados desenvolvidos, pudemos verificar a ocorrência das reações com os anidridos succínico e ftálico, o que confirma a realização da síntese proposta. A avaliação por cromatografia em camada delgada teve como objetivo comparar qualitativamente as moléculas desenvolvidas com a molécula original. Esta análise confirma as alterações na β Escina de partida. Para avaliação da eficácia farmacológica dos produtos desenvolvidos, foi utilizada a metodologia da dermatite induzida pelo óleo de cróton, que demonstra o efeito antiinflamatório das substâncias por comparação entre pesos de orelhas de camundongos (SERTIÉ J.A.A., et al 1991). O experimento realizado mostrou resultado satisfatório quando comparados os efeitos antiinflamatórios produzidos pelas moléculas desenvolvidas e pela molécula original, chegando a apresentar melhores resultados para os derivados ftálicos. / β aescin, the major active from Aesculus hippocastanum (Hippocastanaceae), the Horse-Chestnut tree, has shown satisfactory evidence for a clinically significant activity in chronic venous insufficiency (CVI), hemorrhoids and post-operative oedema. (SIRTORI C.R., 2001). Its physico-chemical and pharmacological characteristics allow both cosmetic and pharmaceutical uses. As a pharmaceutical product, it has great utility in several presentations, on various pharmaceutical forms. The β Aescin is a mixture of saponins, high molecular weight substances, composed by a hidrophobic chain, called aglicone or sapogenin, and a hydrophilic chain, that may contain one or more sugar molecules. (TREASE G.E. et al., 1996). It occurs as beta form that is practically insoluble in water and oils. (MARTINDALE, 2003). For being practically insoluble in water, its handling and incorporation in liquid and semi-solid pharmaceutical forms are very difficult. Moreover, this feature can be responsible for a reduction in their absorption and consequent bioavailability. The present work has the purpose of doing chemical modifications to the β Aescin molecule. The main chemical reaction used was the estherification, a chemical process that modifies the molecular structure of a drug, and consequently its pharmacokinetics. (KOROLKOVAS A. et al., 1988). The reaction with anhydride groups: phtalic and succinic, increased the solubility of the derivatives, which could be verified by a comparative study of solubility in various organic solvents, between the derivatives and the original molecule. The result of this study and the pharmacotecnic tests show us the improvement of the derivatives when solved in aqueous bases, showing up an easy incorporation material, and formulations of greater transparency. Through micellar capillary electrophoresis analysis of the derivatives developed, we could verify the occurrence of reactions with succinic and phtalic anhydrides, which confirms the proposed synthesis. A thin layer chromatography had the objective of qualitative comparison of developed molecules and the original. This analysis confirms the changes occurred at the β Aescin. For pharmacological effectiveness evidence, the chosen methodology was the croton oil induced dermatitis, which demonstrates the anti-inflammatory effect of the substances by comparing weight of a tissue, such as ear tissue, of mice. (SERTIÉ J.A.A. et al., 1991). The experiment conducted showed satisfactory results, when compared the anti-inflammatory effects produced by the developed molecules and the original molecule, presenting better results for phtalic derivatives.

Tendo em vista a importância dos compostos bioativos (CBAs) para a promoção da saúde, foram desenvolvidos, a partir de cruzamentos do tomate cereja com espécies selvagens, os tomates laranja (rico em &#946;-caroteno) e roxo (rico em antocianinas), por meio da técnica de introgressão de alelos. Diante disso, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o perfil de compostos bioativos e voláteis dos tomates enriquecidos e avaliar a estabilidade e metabolização de flavonoides do tomate roxo durante digestão in vitro e em modelo animal. Os tomates foram caracterizados quanto ao conteúdo de compostos fenólicos totais; capacidade antioxidante por DPPH e ORAC; ácidos orgânicos; açúcares solúveis; perfil de carotenoides por CLAE/DAD; flavonoides por CLAE/DAD e LC/ESI/MS/MS e compostos voláteis por CG/MS. Avaliou-se ainda a estabilidade dos flavonoides da casca do tomate roxo por simulação da digestão in vitro, utilizando o Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem (SHIME), bem como a formação de AGCC por GC-MS, e excreção em ratos Wistar, com posterior identificação dos compostos fenólicos por LC/Q-TOF/MS. O tomate roxo apresentou aumento no conteúdo de fenólicos totais, capacidade antioxidante e vitamina C, com destaque para casca. A rutina foi o principal flavonol identificado em todos os frutos, e na casca do tomate roxo foi encontrado alto teor de petunidina (p-coumaroil)-rutinosídeo-hexosídeo, além da superexpressão de outros flavonoides como a quercetina-3-O-rutinosídeo e kaempferol. Não houve alteração no perfil de flavonoides do fruto laranja. Este, por sua vez, apresentou acúmulo de &#946;-caroteno, importante pró-vitamina A, ao passo que o tomate roxo também teve seus conteúdos de &#946;-caroteno e licopeno aumentados. Os frutos apresentaram perfil de compostos voláteis diferentes entre si, o que foi relacionado à degradação dos diferentes CBAs característicos de cada um. O extrato fenólico da casca de tomate roxo, submetido à digestão in vitro, se manteve estável na primeira porção, relativo às condições estomacais. Contudo, o conteúdo de flavonoides apresentou redução significativa (p<0,05) nas porções que simulam as condições do duodeno e do colón, com a formação de catabólitos pela ação da microbiota intestinal e/ou pela degradação química espontânea. Foi observado o aparecimento de novos ácidos fenólicos não presentes inicialmente na matriz, dentre eles o ácido 3-O-metilgálico e o ácido homovanílico, supostamente derivados da degradação da petunidina e da quercetina, respectivamente. Houve aumento na produção total de AGCC, com excessão do butirato. Na urina dos animais foram detectados diversos outros compostos fenólicos derivados do metabolismo de fase II, dentre eles o ácido hipúrico e o 3-O-metilcatecol. Nas fezes foram identificados cerca de metade dos compostos presentes na fermentação in vitro. Dessa forma, o melhoramento convencional pode ser uma alternativa para o enriquecimento, com CBAs, de alimentos amplamente consumidos pela população, como o tomate. Além disso, durante a passagem pelo trato gastrointestinal, os flavonoides presentes na casca do tomate roxo sofrem intensa degradação pela microbiota intestinal, com formação de catabólitos com reconhecido potencial benefício à saúde. / Considering the importance of bioactive compounds (BACs) for health promotion, the orange (&#946;-carotene-rich) and purple (anthocyanin-rich) tomatoes were developed from cherry tomato interspecific crossing with wild species, using the technique of allele introgression. The objective of this work was to characterize the profile of bioactive and volatile compounds of enriched tomatoes, and to evaluate the stability and metabolism of purple tomato\'s flavonoids during in vitro and in vivo digestion. The tomatoes were characterized by its content of total phenolic compounds; antioxidant capacity (DPPH and ORAC); organic acids; soluble sugars; carotenoids (HPLC/DAD); flavonoids (HPLC/DAD and LC/ESI/MS/MS) and volatile compounds (GC/MS). The stability of the flavonoids from purple tomato peel was assessed by using the Simulator of the Human Intestinal Microbial Ecosystem (SHIME), as well as the formation of AGCC by GC-MS, and metabolism and excretion in Wistar rats, with subsequent identification of phenolic compounds by LC/Q-TOF/MS. The purple tomato showed an increase in the total phenolic content, antioxidant capacity and vitamin C, with highlight for the peel. The rutin was the main flavonol identified in all fruits, and it was found high content of petunidin (p-coumaryl)-rutinoside-hexoside in the purple tomato peel, in addition to overexpression of other flavonoids such as quercetin-3-O-rutinoside and kaempferol. There was no change in the flavonoid profile of the orange fruit. This one, in turn, presented accumulation of &#946;-carotene, important pro-vitamin A, while the purple tomato also showed an increase in its &#946;-carotene and lycopene contents. The fruits presented different volatile compounds profile among them, which was related to the degradation of the different BACs composition of each one. In the in vitro digestion, the phenolic extract of the purple tomato peel remained stable in the first portion, relative to the stomach conditions. However, the content of flavonoids presented a significant reduction (p<0.05) in the portions simulating the duodenum and colon, with the formation of catabolites by the action of intestinal microbiota and/or spontaneous chemical degradation. It was observed the appearance of new phenolic acids that was not initially present in the matrix, among them 3-O-methylgalic acid and homovanilic acid, supposedly derived from the degradation of petunidin and quercetin, respectively. There was an increase in the total production of SCFAs, with the exception of butyrate. In the urine of the animals several other phenolic compounds derived from phase II metabolism were detected, among them hippuric acid and 3-O-methylcatechol. About half of the compounds present in the in vitro fermentation were identified in the feces. Conventional breeding may be an alternative for the enrichment, with BACs, of foods that are widely consumed by the population, such as tomatoes. In addition, during the passage through the gastrointestinal tract, the flavonoids present in the purple tomato peel are severely degraded by the intestinal microbiota, with formation of catabolites with recognized potential health benefit.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O câncer colo-retal (CCR) representa o quarto tipo de câncer mais freqüente no Brasil entre homens e mulheres e a sobrevida para esse tipo de neoplasia é considerada boa, se a doença for diagnosticada em estádio inicial. Neste tipo de câncer a progressão do adenoma (tumor benigno) para o adenocarcinoma (tumor maligno) é dependente do acúmulo de mutações em diversos oncogenes e genes supressores de tumor. Estas mutações podem levar a alterações de importantes vias de sinalização que controlam estes eventos como, por exemplo, as vias Wnt e EGFR. No entanto, os mecanismos moleculares e celulares mediados por estas vias durante a progressão do CCR permanecem por serem definidos. Neste trabalho foi avaliada a participação da via Wnt e do EGFR durante a progressão do CCR usando células Caco-2, uma linhagem celular derivada de adenocarcinoma de cólon humano como modelo. As células foram tratadas com EGF, ativador da via EGFR, e cloreto de lítio (LiCl), um conhecido inibidor da enzima GSK-3&#946; e conseqüentemente, ativador da via Wnt, ou alternativamente com a combinação de ambas drogas. Após os tratamentos, foi avaliada a morfologia celular, localização e expressão de proteínas juncionais, os padrões proliferativos e do ciclo celular e o potencial tumorigênico (migração e formação de colônias). Nossos resultados mostram que a localização subcelular das proteínas juncionais claudina-1 e &#946;-catenina foi alterada após tratamento com EGF e LiCl, porém a expressão não foi afetada. A localização nuclear de &#946;-catenina, um marcador da ativação da via Wnt, foi observada após tratamento com ambos os compostos, no entanto estes agentes modularam a enzima GSK-3&#946;&#61538; de forma diferencial. Além disso, tratamento com EGF aumentou a capacidade proliferativa e migratória da célula, mas não alterou a formação de colônias. LiCl, apesar de ser um conhecido ativador da via Wnt, inibiu o aumento da proliferação e migração causado pelo EGF, como visto pelo tratamento das células com EGF+LiCl, e reduziu a formação de colônias. Nossos resultados revelaram que LiCl possui uma atividade supressora de tumor o que pode representar um novo papel para este composto como um possível agente terapêutico para o tratamento do CCR. / Colorectal cancer (CCR) represents the fourth type of cancer most common in Brazil among men and women and the survival for this tumor type is considered good if the disease is diagnosed at early stage. The progression of an adenoma (benign tumor) to an adenocarcinoma (malign tumor) is dependent on the accumulation of mutations in a variety of oncogenes and tumors suppressors genes. These mutations can lead to alterations of important cell signaling pathways that control these events, such as Wnt e EGFR. However, the molecular and cellular mechanisms mediated by these pathways during CCR progression remain to be defined. In the present study we assesses the role that Wnt and EGFR pathway play during CCR progression using Caco-2 cells, a human cell line derived of colorectal cancer, as a model. Cells were treated with EGF, an EGFR pathway activator, and lithium chloride, (LiCl) a known inhibitor of the enzyme GSK-3&#946; and, therefore a Wnt pathway activator or alternatively by using combination of both drugs. After treatments, we monitored cell morphology, localization and expression of junctional proteins, proliferative and cell cycle patterns, and the tumorigenic potential (cell migration and colony formation). We show that subcellular localization of the junctional proteins claudin-1 and &#946;-catenin was altered after treatment with EGF and LiCl, however the expression were not affected. Nuclear localization of &#946;-catenin, a marker of Wnt pathway activation, was observed after treatment with both compounds, however these agents modulated in a differential fashion the enzyme GSK-3&#946;. Furthermore, EGF treatment increased the proliferative and migratory capacity of the cells, but did not alter colony formation potential. LiCl, despite being a known activator of the Wnt pathway, inhibited the increase of proliferation and migration caused by EGF, as demonstrated by the cell treatments with EGF+LiCl, and reduced the cell colony formation. Our results reveal that LiCl present a suppressor tumor activity, which may represent a new role for this compound as potential therapeutic agent in the CCR treatment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O câncer colo-retal (CCR) representa o quarto tipo de câncer mais freqüente no Brasil entre homens e mulheres e a sobrevida para esse tipo de neoplasia é considerada boa, se a doença for diagnosticada em estádio inicial. Neste tipo de câncer a progressão do adenoma (tumor benigno) para o adenocarcinoma (tumor maligno) é dependente do acúmulo de mutações em diversos oncogenes e genes supressores de tumor. Estas mutações podem levar a alterações de importantes vias de sinalização que controlam estes eventos como, por exemplo, as vias Wnt e EGFR. No entanto, os mecanismos moleculares e celulares mediados por estas vias durante a progressão do CCR permanecem por serem definidos. Neste trabalho foi avaliada a participação da via Wnt e do EGFR durante a progressão do CCR usando células Caco-2, uma linhagem celular derivada de adenocarcinoma de cólon humano como modelo. As células foram tratadas com EGF, ativador da via EGFR, e cloreto de lítio (LiCl), um conhecido inibidor da enzima GSK-3&#946; e conseqüentemente, ativador da via Wnt, ou alternativamente com a combinação de ambas drogas. Após os tratamentos, foi avaliada a morfologia celular, localização e expressão de proteínas juncionais, os padrões proliferativos e do ciclo celular e o potencial tumorigênico (migração e formação de colônias). Nossos resultados mostram que a localização subcelular das proteínas juncionais claudina-1 e &#946;-catenina foi alterada após tratamento com EGF e LiCl, porém a expressão não foi afetada. A localização nuclear de &#946;-catenina, um marcador da ativação da via Wnt, foi observada após tratamento com ambos os compostos, no entanto estes agentes modularam a enzima GSK-3&#946;&#61538; de forma diferencial. Além disso, tratamento com EGF aumentou a capacidade proliferativa e migratória da célula, mas não alterou a formação de colônias. LiCl, apesar de ser um conhecido ativador da via Wnt, inibiu o aumento da proliferação e migração causado pelo EGF, como visto pelo tratamento das células com EGF+LiCl, e reduziu a formação de colônias. Nossos resultados revelaram que LiCl possui uma atividade supressora de tumor o que pode representar um novo papel para este composto como um possível agente terapêutico para o tratamento do CCR. / Colorectal cancer (CCR) represents the fourth type of cancer most common in Brazil among men and women and the survival for this tumor type is considered good if the disease is diagnosed at early stage. The progression of an adenoma (benign tumor) to an adenocarcinoma (malign tumor) is dependent on the accumulation of mutations in a variety of oncogenes and tumors suppressors genes. These mutations can lead to alterations of important cell signaling pathways that control these events, such as Wnt e EGFR. However, the molecular and cellular mechanisms mediated by these pathways during CCR progression remain to be defined. In the present study we assesses the role that Wnt and EGFR pathway play during CCR progression using Caco-2 cells, a human cell line derived of colorectal cancer, as a model. Cells were treated with EGF, an EGFR pathway activator, and lithium chloride, (LiCl) a known inhibitor of the enzyme GSK-3&#946; and, therefore a Wnt pathway activator or alternatively by using combination of both drugs. After treatments, we monitored cell morphology, localization and expression of junctional proteins, proliferative and cell cycle patterns, and the tumorigenic potential (cell migration and colony formation). We show that subcellular localization of the junctional proteins claudin-1 and &#946;-catenin was altered after treatment with EGF and LiCl, however the expression were not affected. Nuclear localization of &#946;-catenin, a marker of Wnt pathway activation, was observed after treatment with both compounds, however these agents modulated in a differential fashion the enzyme GSK-3&#946;. Furthermore, EGF treatment increased the proliferative and migratory capacity of the cells, but did not alter colony formation potential. LiCl, despite being a known activator of the Wnt pathway, inhibited the increase of proliferation and migration caused by EGF, as demonstrated by the cell treatments with EGF+LiCl, and reduced the cell colony formation. Our results reveal that LiCl present a suppressor tumor activity, which may represent a new role for this compound as potential therapeutic agent in the CCR treatment.

O músculo esquelético é um tecido muito importante para a saúde, e seu desequilíbrio está relacionado com diversas doenças. Existe um grande interesse na identificação e caracterização dos agentes/mecanismos responsáveis pelo controle das vias anabólicas/catabólicas da massa muscular que contribuem para a manutenção da homeostase do músculo esquelético. A atrofia muscular é caracterizada pela perda de massa muscular, levando a redução de capacidade funcional. Dada à importância deste tecido na locomoção e muitas outras funções fisiológicas do organismo, o processo de atrofia pode inferir ao indivíduo o aumento da morbidade e perda de sua qualidade de vida, tornando assim, de grande importância a compreensão dos processos moleculares envolvidos. Neste trabalho exploramos a capacidade da suplementação de leucina em proteger a massa muscular durante a atrofia induzida por imobilização, através da inibição de vias catabólicas. A leucina é um alvo atraente, uma vez que é considerado um aminoácido anti-atrófico capaz de regular as vias intracelulares envolvidas na síntese e degradação das proteínas, desta forma, abordamos se o efeito anti-atrófico da leucina envolve modulação do eixo GSK3-&#946;/&#946;-Catenina. Ratos Wistar, suplementados com leucina, tiveram sua pata posterior esquerda imobilizada com o músculo sóleo em posição encurtada. Em seguida, o músculo sóleo foi removido, pesado e processado para avaliar a expressão de genes e proteínas por qPCR e Western blot, respectivamente. Além disso, secções transversais musculares foram utilizadas em ensaios de imunofluorescência para análise de localização celular. Após 1 dia de imobilização, foi observado a ativação de GSK3-&#946; no músculo sóleo, e a suplementação de leucina foi capaz de bloquear esse efeito. Embora os níveis proteicos de &#946;-Catenina tenham sido inalterados pela imobilização ou pela suplementação de leucina, a análise de localização celular, mostrou uma diminuição nuclear da &#946;-Catenina causada pela imobilização, porém, a suplementação de leucina foi capaz de aumentar os níveis de &#946;-Catenina no núcleo. A análise Confocal confirmou a translocação nuclear de &#946;-Catenina, durante a suplementação de leucina. Também analisamos os níveis de expressão de NF-&#954;B por ser potencialmente regulado por &#946;-Catenina, no entanto, não foram observadas alterações nos níveis desta proteína entre os grupos. Assim, este estudo revela &#946;-Catenina como uma nova molécula chave envolvida nos efeitos anti-atróficos da leucina. / Skeletal muscle is a very important tissue for health, and its depletion predicts the prognosis of several diseases. There is great interest in the identification and characterization of the agents/mechanisms responsible for the control of muscle mass through anabolic/catabolic pathways that contribute to maintenance of skeletal muscle homeostasis. Muscle atrophy is characterized by loss of muscle mass, leading to a reduction in functional capacity. Due the importance of this tissue in locomotion and many other physiological organism functions, the process of atrophy can infer to the individual the increase of the morbidity and loss of his quality of life, thus making of great importance to the understanding the molecular processes involved. In this work, leucine supplementation is sought to protect muscle mass during atrophy induced by immobilization through the inhibition of catabolic pathways. Leucine is an attractive target, since it is considered an anti-atrophic amino acid capable of regulating intracellular pathways involved in the synthesis and degradation of proteins. Therefore, we approached whether the anti-atrophic effect of leucine involves modulation of the GSK3-&#946;/&#946;-Catenin. Male Wistar rats, supplemented with leucine, had their left hind limb immobilized with the soleus muscle in a shortened position. Thereafter, the soleus muscle was removed, weighed and processed to evaluate an expression of genes and proteins by qPCR and Western blot, respectively. In addition, muscle cross-sections were performed in immunofluorescence assays for cell localization analysis. After 1 day of immobilization, activated GSK3-&#946; in the soleus muscle was observed, and leucine supplementation was able to block this effect. Although protein levels of &#946;-Catenin were unchanged by immobilization or by leucine supplementation, cell localization analysis showed a nuclear decrease of &#946;-Catenin caused by immobilization, however, leucine supplementation was able to increase levels of &#946;-Catenin in the nucleus. Confocal analysis confirmed nuclear translocation of &#946;-Catenin during leucine supplementation. We also analyzed the expression levels of NF-B by being potentially regulated by &#946;-Catenin, however, no changes were observed in NF-&#954;B protein levels between the groups. Thus, this study reveals &#946;-Catenin as a new key molecule involved in the anti-atrophic effects of leucine.

A la bibliografía es poden trobar múltiples exemples que mostren com els &#946;-aminoàcids són capaços d'adoptar estructures secundàries en forma de hèlix, girs o làmina. Per aquest motiu, en el nostre grup de recerca hem sintetitzat &#946;¬pèptids constituïts per residus ciclobutànics amb el propòsit d'estudiar si aquest anell carbocíclic pot constituir una restricció conformacional que origini la formació d'estructures secundàries o terciàries. En la present Tesi Doctoral, s'han sintetitzat dos tipus de pèptids ciclobutànics, un on l'anell ciclobutànic forma part de l'esquelet peptídic i un altre on l'anell es troba com a substituent. També s'han sintetitzat diferents urees ciclobutàniques i materials mixtes constituïts per TTF-&#946;-dipèptid ciclobutànic. Aquest treball s'ha organitzat en diferents apartats. Es pot trobar una Introducció General on s'explica el nostre interès per aquest tipus de compostos, seguida de diferents capítols on es tracten diversos temes. En cada capítol es descriu el procediment sintètic realitzat, així com l'estudi estructural dels compostos sintetitzats. Aquest estudi s'ha dut a terme en solució, per analitzar així les estructures secundàries generades utilitzant técniques de RMN, DC i càlculs teòrics. També s'ha realitzat un estudi supramolecular mitjançant tècniques microscòpiques (TEM, AFM, SEM) amb l'objectiu d'analitzar les possibles estructures terciàries originades pels diferents compostos. En el capítol dedicat a les urees, es descriuen aquests compostos obtinguts com a productes no desitjats a la síntesis dels derivats &#946;-cis¬ciclobutànics. Donat que s'han obtingut difraccions de raigs X d'aquests compostos, s'ha realitzat un estudi d'aquests en estat sòlid. A més a més, hem dut a terme un estudi preliminar sobre possibles aplicacions que aquests derivats ciclobutànics puguin presentar. Per aquesta raó, per una banda s'ha avaluat l'activitat de diferents &#946;-pèptids ciclobutànics com a inhibidors enzimàtics de la CPA i la CPB. D'altra banda, també es mostra com s'ha sintetitzat i estudiat un conductor orgànic quiral mitjançant un acoblament entre un dels nostres &#946;-dipèptids ciclobutànics amb un derivat TTF. / It is well documented that peptides built in &#946;-amino acids could be able to adopt secondary structures like helices, turns or sheets. Therefore, in our research group, we have synthesized &#946;-peptides made of cyclobutane containing residues with the purpose to study if this carbocyclic ring could provide conformational constraint to prompt the formation of secondary or even tertiary structures. In the present work, we have synthesized two different kinds of cyclobutane containing peptides, one where the cyclobutane ring is a part of the main carbon chain and another class where this ring is taken in as a substituent. We have also synthesized different cyclobutane ureas and mixed materials composed of TTF-cyclobutane &#946;-dipeptide. This Doctoral Thesis has been organized in different parts. There is a General Introduction where we explain our interest in this sort of compounds, followed by different chapters for every subject. In each chapter we describe the synthetic procedure(s) for the target cyclobutane containing compounds as well as their structural study. This has been carried out in solution, to analyse the generated secondary structures, using NMR techniques, CD and theoretical calculations. We have also performed a supramolecular study by microscopic approaches (TEM, AFM, SEM) to explore the possible tertiary structures these compounds could develop. In the chapter devoted to ureas, we describe these compounds as secondary products obtained from the synthesis of &#946;-cis-cyclobutane derivatives. In this case, we have been able to obtain X-ray diffraction pattern and, consequently, we have studied these compounds in the solid state too. In addition, we have carried out a preliminary study about the applications these cyclobutane derivatives could present. For that reason, on one hand, we have explored the activity of some cyclobutane &#946;-peptides as CPA and CPB enzyme inhibitors. On the other hand, we also show how we have synthesized and studied a chiral organic conductor by coupling one of our cyclobutane &#946;-dipeptide with a TTF derivative.

En los últimos años nuestro grupo ha estudiado las diferentes vías de señalización inducidas por TGF-&#946; en hepatocitos fetales de rata. A dosis bajas, el TGF-&#946; inhibe el crecimiento, pero a concentraciones más elevadas es capaz de inducir apoptosis (Sanchez et al. 1995; Sanchez et al. 1996). El proceso apoptótico está mediado por un incremento en el contenido intracelular de ROS, dependiente de la síntesis de novo de proteínas, y que correlaciona con una caída en los niveles intracelulares de glutatión (Sanchez et al. 1997). La muerte inducida por TGF-&#946; en estas células se correlaciona con un descenso en los niveles de Bcl-xL, la despolarización de la membrana mitocondrial, la salida de citocromo c y posterior activación de caspasas (Herrera et al. 2001a; Herrera et al. 2001b). El incremento de ROS intracelulares se produce por activación de un sistema NADPH oxidasa y por disminución en la expresión de proteínas antioxidantes (Herrera et al. 2004). Recientemente hemos descrito que la NADPH oxidasa NOX4 se induce en condiciones pro-apoptóticas (Carmona-Cuenca et al. 2006), pero otras NADPH oxidasas podrían jugar un papel diferente en la señalización inducida por TGF-&#946; (Murillo et al., 2007). La muerte inducida por TGF-&#946; puede ser inhibida por EGF a través de la activación de PI3K (Fabregat et al. 2000), que contrarresta la expresión de Nox4 (Carmona-Cuenca et al. 2006). Sin embargo, el 40-50% de las células sobreviven a los efectos apoptóticos del TGF-&#946; y adquieren una morfología fibroblastoide (Sanchez et al. 1999). Esto es debido a que el TGF-&#946; también induce señales anti-apoptóticas en los hepatocitos fetales, proceso que requiere la activación del EGFR, producida por un aumento en los niveles de expresión de sus ligandos y activación de la metaloproteasa TACE/ADAM17 que los proteoliza y activa (Valdes et al. 2004; Murillo et al. 2005; Del Castillo et al. 2006; Murillo et al. 2007). Las células que sobreviven al TGF-&#946; responden a esta citoquina en términos de migración e invasión, disminuyendo la expresión de marcadores hepáticos (Sanchez et al. 1999), e induciendo un proceso de EMT (Valdes et al. 2002). La población mesenquimática resultante es resistente a la muerte inducida por TGF-&#946;, ha sufrido un proceso de desdiferenciación y expresa marcadores de célula madre (Del Castillo et al. 2006; del Castillo et al. 2008). Esta población puede rediferenciarse tanto a un linaje hepatocítico como hacia células biliares cuando se mantienen con los medios de diferenciación adecuados. Por último, resultados preliminares al inicio de esta tesis doctoral proponían que la doble respuesta al TGF-&#946; observada en hepatocitos fetales de rata en cultivo primario era exclusiva de este estadio del desarrollo hepático, ya que en hepatocitos adultos de rata el TGF-&#946; sólo inducía apoptosis. La incapacidad del TGF-&#946; de inducir señales de supervivencia parece deberse a la baja expresión de AKT y de TACE observada en hepatocitos adultos. Además, el TGF-&#946; era incapaz de inducir un proceso de EMT en hepatocitos adultos de rata. A la vista de estos resultados se consideró de gran importancia analizar cuál podría ser la respuesta al TGF-&#946; en células tumorales hepáticas. Así, nuestro principal objetivo en esta tesis ha sido analizar si las células de carcinoma hepatocelular responden a la muerte celular inducida por el TGF-&#946;, y en el caso de que hayan adquirido resistencia, estudiar los mecanismos moleculares que la confieren. También queríamos saber si el TGF-&#946; induce señales de supervivencia y un proceso de EMT en células tumorales hepáticas, y la relevancia de este proceso en la progresión del tumor hepático. Aunque quisimos iniciar el estudio con células de hepatoma de rata, debido a nuestra experiencia en este modelo de celular, consideramos muy importante también analizar la situación en células tumorales de hígado humano, ya que es conocido que los niveles de TGF-&#946; son elevados en carcinoma hepatocelular (HCC) y diferentes evidencias han sugerido que la respuesta al TGF-&#946; está alterada en células de HCC. / In the last years our research has focused on analyzing the signaling pathways induced by TGF-&#946; in liver tumor cell lines, to understand the molecular mechanisms that confer resistance to its suppressor effects. TGF-&#946; induces apoptosis in human fetal hepatocytes and in some liver tumor cells (FaO rat hepatoma, Hep3B and PLC/PRF/5 human hepatocarcinoma cells), which requires reactive oxygen species (ROS) production and up-regulation of the NADPH oxidase NOX4. This process is coincident with an increased expression of pro-apoptotic BCL-2 family members, such as BMF or BIM. However, in these same cells, TGF-&#946; also induces anti-apoptotic signals, mediated by the activation of the epidermal growth factor receptor (EGFR) and coincident with up-regulation of the anti-apoptotic proteins BCL-XL, MCL1 or HIAP1. Inhibition of the EGFR, either by pharmacological inhibitors or through targeting knock-down with specific siRNA, significantly enhances the apoptotic response, which indicates that the EGFR plays a relevant role in conferring resistance to TGF-&#946;-induced cell death. However, even when the EGFR is inhibited, some hepatocellular carcinoma cells, such as HepG2 or SK-Hep1, continue showing resistance to TGF-&#946;-induced cell death. HepG2 cells are sensitized to TGF-&#946;-induced apoptosis through the inhibition of the MEK pathway. MEK inhibition allows TGF-&#946; to induce its pro-apoptotic program in these cells, which is coincident with NOX4 upregulation, modulation of the expression of BCL-2 family members and caspase-3 activation. It is worthy to note that activation of survival pathways, such as EGFR or MEK/ERK, in liver tumor cells confers resistance to TGF-&#946;-induced cell death through impairing NOX4 up-regulation, which is required for an efficient mitochondrial-dependent apoptosis. Finally, our results have indicated that TGF-&#946; is able to induce an epithelial to mesenchymal transition (EMT) process in human fetal hepatocytes, FaO rat hepatoma cells and Hep3B human hepatocarcinoma cells. TGF-&#946; induces Snail expression, coincident with a decrease in E-cadherin mRNA and protein levels. Furthermore, cells show an increased expression of mesenchymal genes and reorganization of the actin cytoskeleton in stress fibers. Interestingly, these cells show loss of expression of specific hepatic markers and increased expression of stem cell markers. Indeed, chronic treatment with TGF-&#946; selects a population of mesenchymal cells with a de-differentiated phenotype, reminiscent of progenitor-like cells. In summary, TGF-&#946; induces different signals in liver tumor cells, some of them might contribute to tumor suppression (apoptosis), but others should mediate liver tumor progression and invasion.