A zidovudina (AZT), fármaco antirretroviral utilizado no tratamento da AIDS, apresenta biodisponibilidade oral em torno de 60% e seu uso prolongado pode ocasionar efeitos tóxicos e tolerância ao tratamento. A lamivudina (3TC), apesar de demonstrar menor citotoxicidade e menor resistência viral, é considerada também menos potente. A associação entre os dois fármacos é recomendável em função da boa resposta terapêutica e maior adesão ao tratamento. As nanopartículas são uma alternativa para melhorar a biodisponibilidade e o transporte de fármacos sobretudo através da BHE. Nesse sentido, as nanopartículas poliméricas de poli (n-butil cianoacrilato) (PBCA) apresentam grande potencial para melhoria das características farmacêuticas, além de possibilitar resultados terapêuticos mais eficazes por meio da modificação de sua superfície, direcionando o fármaco ao sítio alvo. Diante do exposto, foram desenvolvidas nanopartículas de PBCA contendo a associação lamivudina e zidovudina (3TC/AZT) revestidas com polissorbato 80 (Ps80). As nanopartículas obtidas foram caracterizadas e apresentaram resultados coerentes aos encontrados na literatura. Após a encapsulação dos fármacos e o revestimento com Ps80, notou-se um aumento no diâmetro médio e o potencial Zeta foi próximo de zero. Esses resultados juntamente com a análise de SAXS comprovam o revestimento das nanopartículas de PBCA. Os dados de DSC e TG/DTG mostram que a encapsulação foi eficiente para a estabilização térmica dos fármacos. Foi desenvolvido e validado o método analítico por CLAE, a fim de determinar a eficiência de encapsulação. A validação do método analítico para quantificação simultânea do 3TC e AZT, tanto nas nanopartículas de PBCA quanto nas nanopartículas revestidas, apresentou linearidade, especificidade, precisão e exatidão adequadas de acordo com as normativas. A porcentagem de encapsulação dos fármacos foi igual a 44,45% e 30,44%. As nanopartículas de PBCA e PBCAPs80, em concentrações abaixo de 100 µg/mL, apresentaram viabilidade celular superior a 70% em células Caco-2, comprovando que o sistema apresenta baixa citotoxicidade, o que representa uma alternativa promissora para a encapsulação de fármacos antirretrovirais e consequente progresso no tratamento da AIDS. / Zidovudine (AZT), which is an anti-retroviral drug used in the treatment of AIDS, has oral bioavailability around 60% and its prolonged use can cause toxic effects and tolerance to the treatment. Lamivudine (3TC), although it has lower cytotoxicity and lower viral resistance, is also considered less potent. The association between these two drugs is recommended based on the good therapeutic response and greater adherence to treatment. Nanoparticles are an alternative to improve the bioavailability and the transport of drugs, particularly through the BBB. Thus, the polymeric nanoparticles of poly (n-butyl cyanoacrylate) (PBCA) have great potential for improving the pharmaceutical characteristics, besides enabling more effective therapeutic results through the modification of its surface, directing the drug to the target site. That being said, PBCA nanoparticles were developed containing the association of lamivudine and zidovudine (3TC/AZT) coated with polysorbate 80 (Ps80). Nanoparticles obtained were characterized and presented coherent results when compared to those found in the literature. After the encapsulation of pharmaceuticals and Ps80 coating, it was noted an increase in the average diameter and Zeta potential was close to zero. These results along with the SAXS analysis proved the coating of the PBCA nanoparticles. The data of DSC and TG/DTG show that encapsulation was efficient for thermal stabilization of pharmaceuticals. An analytical method by HPLC was developed and validated to determine the efficiency of encapsulation. The validation of the analytical method for simultaneous quantification of 3TC and AZT, in both the PBCA nanoparticles and coated nanoparticles, presented as in linearity, specificity, precision and accuracy according to the regulations. The percentage of drug encapsulation was equal to 44.45% and 30.44%. The nanoparticles of PBCA and PBCA-Ps80, at concentrations below 100 µg/ml, presented cell viability greater than 70% in Caco-2 cells, proving that the system has low cytotoxicity, which represents a promising alternative for the encapsulation of antiretroviral drugs and consequent progress in AIDS treatment.

A zidovudina (AZT), fármaco antirretroviral utilizado no tratamento da AIDS, apresenta biodisponibilidade oral em torno de 60% e seu uso prolongado pode ocasionar efeitos tóxicos e tolerância ao tratamento. A lamivudina (3TC), apesar de demonstrar menor citotoxicidade e menor resistência viral, é considerada também menos potente. A associação entre os dois fármacos é recomendável em função da boa resposta terapêutica e maior adesão ao tratamento. As nanopartículas são uma alternativa para melhorar a biodisponibilidade e o transporte de fármacos sobretudo através da BHE. Nesse sentido, as nanopartículas poliméricas de poli (n-butil cianoacrilato) (PBCA) apresentam grande potencial para melhoria das características farmacêuticas, além de possibilitar resultados terapêuticos mais eficazes por meio da modificação de sua superfície, direcionando o fármaco ao sítio alvo. Diante do exposto, foram desenvolvidas nanopartículas de PBCA contendo a associação lamivudina e zidovudina (3TC/AZT) revestidas com polissorbato 80 (Ps80). As nanopartículas obtidas foram caracterizadas e apresentaram resultados coerentes aos encontrados na literatura. Após a encapsulação dos fármacos e o revestimento com Ps80, notou-se um aumento no diâmetro médio e o potencial Zeta foi próximo de zero. Esses resultados juntamente com a análise de SAXS comprovam o revestimento das nanopartículas de PBCA. Os dados de DSC e TG/DTG mostram que a encapsulação foi eficiente para a estabilização térmica dos fármacos. Foi desenvolvido e validado o método analítico por CLAE, a fim de determinar a eficiência de encapsulação. A validação do método analítico para quantificação simultânea do 3TC e AZT, tanto nas nanopartículas de PBCA quanto nas nanopartículas revestidas, apresentou linearidade, especificidade, precisão e exatidão adequadas de acordo com as normativas. A porcentagem de encapsulação dos fármacos foi igual a 44,45% e 30,44%. As nanopartículas de PBCA e PBCAPs80, em concentrações abaixo de 100 µg/mL, apresentaram viabilidade celular superior a 70% em células Caco-2, comprovando que o sistema apresenta baixa citotoxicidade, o que representa uma alternativa promissora para a encapsulação de fármacos antirretrovirais e consequente progresso no tratamento da AIDS. / Zidovudine (AZT), which is an anti-retroviral drug used in the treatment of AIDS, has oral bioavailability around 60% and its prolonged use can cause toxic effects and tolerance to the treatment. Lamivudine (3TC), although it has lower cytotoxicity and lower viral resistance, is also considered less potent. The association between these two drugs is recommended based on the good therapeutic response and greater adherence to treatment. Nanoparticles are an alternative to improve the bioavailability and the transport of drugs, particularly through the BBB. Thus, the polymeric nanoparticles of poly (n-butyl cyanoacrylate) (PBCA) have great potential for improving the pharmaceutical characteristics, besides enabling more effective therapeutic results through the modification of its surface, directing the drug to the target site. That being said, PBCA nanoparticles were developed containing the association of lamivudine and zidovudine (3TC/AZT) coated with polysorbate 80 (Ps80). Nanoparticles obtained were characterized and presented coherent results when compared to those found in the literature. After the encapsulation of pharmaceuticals and Ps80 coating, it was noted an increase in the average diameter and Zeta potential was close to zero. These results along with the SAXS analysis proved the coating of the PBCA nanoparticles. The data of DSC and TG/DTG show that encapsulation was efficient for thermal stabilization of pharmaceuticals. An analytical method by HPLC was developed and validated to determine the efficiency of encapsulation. The validation of the analytical method for simultaneous quantification of 3TC and AZT, in both the PBCA nanoparticles and coated nanoparticles, presented as in linearity, specificity, precision and accuracy according to the regulations. The percentage of drug encapsulation was equal to 44.45% and 30.44%. The nanoparticles of PBCA and PBCA-Ps80, at concentrations below 100 µg/ml, presented cell viability greater than 70% in Caco-2 cells, proving that the system has low cytotoxicity, which represents a promising alternative for the encapsulation of antiretroviral drugs and consequent progress in AIDS treatment.

Este trabalho enquadra-se dentro dos objetivos da engenharia de cristais moleculares para a obtenção de novas formas sólidas que possam apresentar propriedades farmacêuticas aprimoradas, especificamente de um dos fármacos mais utilizados e comercializados na terapia antirretroviral, contra o HIV: lamivudina, β-L-2\',3\'-didesoxi-3\'-tiocitidina (3TC). As formas cristalinas apresentadas correspondem aos sais dos ácidos inorgânicos: bromidrato (3TCH+-Br-), difluoridrato de hidrogênio (3TCH+-F-HF) e nitrato de lamivudina (3TCH+-NO3-). Estes novos sais cristalizaram no grupo espacial não-centrossimétrico P21, com um par iônico por unidade assimétrica. Os sais halogenados (3TCH+-Br- e 3TCH+-F-HF) apresentaram arranjos supramoleculares isoestruturais inclusive com o sal anidro do cloridrato de lamivudina (3TCH+-Cl-), reportado em trabalhos anteriores no nosso grupo de pesquisa, e cuja solubilidade no equilíbrio apresentou um aumento em relação à forma farmacêutica da 3TC. A característica principal dos arranjos cristalinos destes sais está relacionada com o ordenamento supramolecular das unidades catiônicas 3TCH+, a qual é constante, observando-se a formação de vacâncias entre elas ao longo do eixo cristalino a, decorrente da simetria helicoidal característica do grupo espacial. Desta forma, os ânions se acomodam nos interstícios destas vacâncias estabilizando o arranjo cristalino. Entretanto, o sal 3TCH+NO3- apresentou um comportamento conformacional e supramolecular diferente do observado nos sais halogenados. Neste caso observaram-se a formação de fitas helicoidais ao longo do eixo b, as quais vão se acoplando por simetria translacional na direção horizontal no plano [10-1] por meio de ligações de hidrogênio clássicas do tipo N–H•••O entre os fragmentos citosinicos e O–H•••O dos grupos hidroxilas e os ânions nitrato correspondentemente. Portanto, há a formação de planos moleculares em ziguezague, que posteriormente vão se arquitetando paralelamente na direção [1 0 -1] através de interações de curto alcance. Tanto as características conformacionais e supramoleculares, quanto a pureza exibida pelos sais foram também corroboradas com a ajuda de outras técnicas de análise no estado sólido, como a difração de raios X por pó (DRXP), a análise vibracional no infravermelho (IV) e Raman, e a análise térmica: calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG) e microscopia termo-óptica (Hot-stage). Cálculos de single-point em nível da teoria do funcional da densidade (DFT) foram realizados com o intuito de auxiliar na compreensão de algumas interações intermoleculares. Comparações das propriedades estruturais dos sais sintetizados com algumas formas já reportadas da 3TC (por exemplo, a 3TCH-Cl) permitiram inferir possíveis propriedades farmacêuticas. / This work falls within the main goals of crystal engineering, the improvement of pharmaceutical properties, through the design of new solid forms of the lamivudine, β-L-2 ´, 3´-dideoxy-3´-tiocytidine (3TC), one of the most used and marketed drug in the antiretroviral therapy against HIV. The crystalline forms herein presented correspond to inorganic acid salts: Lamivudine hydrobromide (3TCH+-Br-), hydrogen difluoride (3TCH+-F-HF) and nitrate (3TCH+-NO3-). These new salts crystallized in non-centrossymetric space group P21, with an ionic pair per asymmetric unit. The halogenated salts (3TCH+-Br- and 3TCH+-F-HF) exhibited isostructural supramolecular assemblies, similar to the anhydrous salt of lamivudine hydrochloride (3TCH+-Cl-) reported in a previous studies performed in our research group, and whose equilibrium solubility showed an increase when compared with 3TC pharmaceutical form. The main feature of the salt crystalline assemblies is related to the supramolecular ordering of the 3TCH+ cationic units, which is constant, by observing the formation of vacancies between them along the a crystalline axis due to the helical symmetry, characteristic of their space group. In this way, the anions accommodate themselves into the interstices of these vacancies, stabilizing the crystalline assemblies. Meanwhile, the 3TCH+NO3- salt showed a conformational and supramolecular behavior different from that observed in the halogenated salts. In this case it was observed the formation of helical strands along the b axis, which will be engaging by translational symmetry in the horizontal direction in the [10-1] plane through N–H•••O e O–H•••O classical hydrogen bonds, between the cytosine and hydroxyl fragments and the nitrate anions. Therefore, they form molecular zigzag plans which will subsequently architect parallel with the [10-1] direction by short-contact interactions. Both conformational and supramolecular characteristics as well as the purity exhibited by these salts were also supported with the help of other solid state techniques such as X-ray powder diffraction (XRDP), vibrational analysis as Infrared (IR) and Raman spectroscopy and thermal analysis as differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and hot-stage microscopy. Single point theoretical calculations at the level of density functional theory (DFT) were performed in order to assist in the understanding of some intermolecular interactions. Comparison of the structural properties of the synthesized salts with some forms already reported (e.g. 3TCH+-Cl-) allowed to infer some possible pharmaceutical properties.

Propriedades de estado sólido estão diretamente relacionadas ao desempenho de um fármaco. Entre todas as propriedades físicas e químicas dependentes da fase cristalina de um fármaco, estabilidade e solubilidade são as que mais alteram sua biodisponibilidade. Neste sentido, a engenharia de cristais moleculares é uma estratégia para aperfeiçoar as propriedades de estado sólido relacionadas às eficácias dos fármacos. Neste trabalho, nove novas formas cristalinas de fármacos antirretrovirais inibidores nucleosídeos de transcriptase reversa, a saber, lamivudina, zalcitabina e didanosina, foram preparadas e suas estruturas cristalinas foram elucidadas por difração de raios X por monocristal. Parte das modificações cristalinas preparadas foi também caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X por pó, espectroscopia vibracional no infravermelho e Raman, calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria. As solubilidades aquosas e purezas das modificações cristalinas de lamivudina preparadas como amostras monofásicas foram determinadas por espectrofotometria de absorvância no ultravioleta e cromatografia líquida de alta eficiência, respectivamente. A solubilidade de lamivudina nas modificações cristalinas preparadas pode ser tanto aumentada quanto reduzida quando comparada com a solubilidade da fase cristalina do fármaco incorporada em formulações farmacêuticas. As solubilidades foram também correlacionadas às características estruturais e calorimétricas, o que permitiu o estabelecimento de relações entre estrutura/energia de rede cristalina e propriedade de estado sólido. Ainda, duas modificações cristalinas de lamivudina, em que moléculas do fármaco estão pareadas através de seus fragmentos de citosina, sendo estes pares helicoidalmente sobrepostos, mimetizando uma estrutura polimérica de ácido desoxirribonucléico, revelaram que nucleosídeos têm a informação estrutural necessária para arquitetar duplas hélices de ácidos nucléicos. / Solid state properties are directly related to drug performance. Among all physical and chemical properties dependent on the crystal phase of a drug, stability and solubility are the main ones that alter its bioavailability. In this way, molecular crystal engineering is a strategy to improve solid state properties of drugs related to their efficacies. In this work, nine new crystal forms of antiretroviral nucleoside reverse transcriptase inhibitor drugs, namely, lamivudine, zalcitabina and didanosine, were prepared and their crystal structures were elucidated by single crystal X-ray diffraction. Some of the prepared crystal modifications were also characterized by scanning electron microscopy, powder X-ray diffraction, infrared and Raman vibrational spectroscopy, differential scanning calorimetry and thermogravimetry. The water solubilities and purities of the lamivudine crystal modifications prepared as monophasic samples were determined by ultraviolet absorbance spectrophotometry and high performance liquid chromatography, respectively. The solubility of lamivudine in the prepared crystal modifications can be either increased or decreased when compared to the solubility of the drug crystal phase incorporated into pharmaceutical formulations. The solubilities were also correlated to calorimetric and structural features, which allowed the establishment of relationships between crystal lattice energy/structure and solid state property. In addition, two crystal modifications of lamivudine, in which drug molecules are paired through their cytosine fragments, being these pairs helically stacked, mimicking a polymeric structure of deoxyribonucleic acid, have revealed that nucleosides possess the structural information necessary to assemble double stranded helices of nucleic acids.

This thesis describes bioanalytical methods for measuring melatonin and some anti-infective drugs in biological fluids. Solid-phase extraction (SPE) or protein precipitation was used for enrichment and purification of the analytes and Liquid Chromatography (LC) was used to analyze the samples. Developed methods were validated according to international guidelines. Melatonin is a hormone secreted by the pineal gland with a robust circadian rhythm. Bioanalytical methods for determination of melatonin in plasma and saliva have been developed which were used for monitoring melatonin levels in volunteers and patients suffering from sleep related diseases. Eflornithine (DFMO) is a chiral drug used for the treatment of human African trypanosomiasis. A bioanalytical method for determination of the DFMO enantiomers in plasma, after precolumn derivatization with o-phtalaldehyde and N-acetyl-L-cystein has been developed. The method has been used to study the L- and D-DFMO pharmacokinetics, in order to investigate the possible development of an oral treatment of DFMO. A method for simultaneous determination of three antiretroviral drugs i.e. Lamivudine (3TC), Zidovudine (AZT) and Nevirapine (NVP) in dried blood spots (DBS) was developed. The method was used for drug determination in two subjects after receiving standard antiretroviral treatment. The method seemed well suitable for the determination of 3TC and NVP and in some extent for AZT. Lumefantrine (LF) is one of the active components in a new fixed drug combination recommended by the WHO as a replacement to older drugs that has lost their effect. A method for the determination of LF in DBS was developed. The method is suitable for monitoring of drug treatment in rural settings. Tafenoquine is a new promising antimalarial drug under development. A method for the determination of Tafenoquine in plasma and in DBS is described. The method may be useful in future clinical studies in laboratory environment as well as in rural settings. / Felaktigt tryckt som Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 703

Diss. med. dent. Zürich. / Literaturverz.

Este trabalho enquadra-se dentro dos objetivos da engenharia de cristais moleculares para a obtenção de novas formas sólidas que possam apresentar propriedades farmacêuticas aprimoradas, especificamente de um dos fármacos mais utilizados e comercializados na terapia antirretroviral, contra o HIV: lamivudina, β-L-2\',3\'-didesoxi-3\'-tiocitidina (3TC). As formas cristalinas apresentadas correspondem aos sais dos ácidos inorgânicos: bromidrato (3TCH+-Br-), difluoridrato de hidrogênio (3TCH+-F-HF) e nitrato de lamivudina (3TCH+-NO3-). Estes novos sais cristalizaram no grupo espacial não-centrossimétrico P21, com um par iônico por unidade assimétrica. Os sais halogenados (3TCH+-Br- e 3TCH+-F-HF) apresentaram arranjos supramoleculares isoestruturais inclusive com o sal anidro do cloridrato de lamivudina (3TCH+-Cl-), reportado em trabalhos anteriores no nosso grupo de pesquisa, e cuja solubilidade no equilíbrio apresentou um aumento em relação à forma farmacêutica da 3TC. A característica principal dos arranjos cristalinos destes sais está relacionada com o ordenamento supramolecular das unidades catiônicas 3TCH+, a qual é constante, observando-se a formação de vacâncias entre elas ao longo do eixo cristalino a, decorrente da simetria helicoidal característica do grupo espacial. Desta forma, os ânions se acomodam nos interstícios destas vacâncias estabilizando o arranjo cristalino. Entretanto, o sal 3TCH+NO3- apresentou um comportamento conformacional e supramolecular diferente do observado nos sais halogenados. Neste caso observaram-se a formação de fitas helicoidais ao longo do eixo b, as quais vão se acoplando por simetria translacional na direção horizontal no plano [10-1] por meio de ligações de hidrogênio clássicas do tipo N–H•••O entre os fragmentos citosinicos e O–H•••O dos grupos hidroxilas e os ânions nitrato correspondentemente. Portanto, há a formação de planos moleculares em ziguezague, que posteriormente vão se arquitetando paralelamente na direção [1 0 -1] através de interações de curto alcance. Tanto as características conformacionais e supramoleculares, quanto a pureza exibida pelos sais foram também corroboradas com a ajuda de outras técnicas de análise no estado sólido, como a difração de raios X por pó (DRXP), a análise vibracional no infravermelho (IV) e Raman, e a análise térmica: calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG) e microscopia termo-óptica (Hot-stage). Cálculos de single-point em nível da teoria do funcional da densidade (DFT) foram realizados com o intuito de auxiliar na compreensão de algumas interações intermoleculares. Comparações das propriedades estruturais dos sais sintetizados com algumas formas já reportadas da 3TC (por exemplo, a 3TCH-Cl) permitiram inferir possíveis propriedades farmacêuticas. / This work falls within the main goals of crystal engineering, the improvement of pharmaceutical properties, through the design of new solid forms of the lamivudine, β-L-2 ´, 3´-dideoxy-3´-tiocytidine (3TC), one of the most used and marketed drug in the antiretroviral therapy against HIV. The crystalline forms herein presented correspond to inorganic acid salts: Lamivudine hydrobromide (3TCH+-Br-), hydrogen difluoride (3TCH+-F-HF) and nitrate (3TCH+-NO3-). These new salts crystallized in non-centrossymetric space group P21, with an ionic pair per asymmetric unit. The halogenated salts (3TCH+-Br- and 3TCH+-F-HF) exhibited isostructural supramolecular assemblies, similar to the anhydrous salt of lamivudine hydrochloride (3TCH+-Cl-) reported in a previous studies performed in our research group, and whose equilibrium solubility showed an increase when compared with 3TC pharmaceutical form. The main feature of the salt crystalline assemblies is related to the supramolecular ordering of the 3TCH+ cationic units, which is constant, by observing the formation of vacancies between them along the a crystalline axis due to the helical symmetry, characteristic of their space group. In this way, the anions accommodate themselves into the interstices of these vacancies, stabilizing the crystalline assemblies. Meanwhile, the 3TCH+NO3- salt showed a conformational and supramolecular behavior different from that observed in the halogenated salts. In this case it was observed the formation of helical strands along the b axis, which will be engaging by translational symmetry in the horizontal direction in the [10-1] plane through N–H•••O e O–H•••O classical hydrogen bonds, between the cytosine and hydroxyl fragments and the nitrate anions. Therefore, they form molecular zigzag plans which will subsequently architect parallel with the [10-1] direction by short-contact interactions. Both conformational and supramolecular characteristics as well as the purity exhibited by these salts were also supported with the help of other solid state techniques such as X-ray powder diffraction (XRDP), vibrational analysis as Infrared (IR) and Raman spectroscopy and thermal analysis as differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG) and hot-stage microscopy. Single point theoretical calculations at the level of density functional theory (DFT) were performed in order to assist in the understanding of some intermolecular interactions. Comparison of the structural properties of the synthesized salts with some forms already reported (e.g. 3TCH+-Cl-) allowed to infer some possible pharmaceutical properties.

Propriedades de estado sólido estão diretamente relacionadas ao desempenho de um fármaco. Entre todas as propriedades físicas e químicas dependentes da fase cristalina de um fármaco, estabilidade e solubilidade são as que mais alteram sua biodisponibilidade. Neste sentido, a engenharia de cristais moleculares é uma estratégia para aperfeiçoar as propriedades de estado sólido relacionadas às eficácias dos fármacos. Neste trabalho, nove novas formas cristalinas de fármacos antirretrovirais inibidores nucleosídeos de transcriptase reversa, a saber, lamivudina, zalcitabina e didanosina, foram preparadas e suas estruturas cristalinas foram elucidadas por difração de raios X por monocristal. Parte das modificações cristalinas preparadas foi também caracterizada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X por pó, espectroscopia vibracional no infravermelho e Raman, calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria. As solubilidades aquosas e purezas das modificações cristalinas de lamivudina preparadas como amostras monofásicas foram determinadas por espectrofotometria de absorvância no ultravioleta e cromatografia líquida de alta eficiência, respectivamente. A solubilidade de lamivudina nas modificações cristalinas preparadas pode ser tanto aumentada quanto reduzida quando comparada com a solubilidade da fase cristalina do fármaco incorporada em formulações farmacêuticas. As solubilidades foram também correlacionadas às características estruturais e calorimétricas, o que permitiu o estabelecimento de relações entre estrutura/energia de rede cristalina e propriedade de estado sólido. Ainda, duas modificações cristalinas de lamivudina, em que moléculas do fármaco estão pareadas através de seus fragmentos de citosina, sendo estes pares helicoidalmente sobrepostos, mimetizando uma estrutura polimérica de ácido desoxirribonucléico, revelaram que nucleosídeos têm a informação estrutural necessária para arquitetar duplas hélices de ácidos nucléicos. / Solid state properties are directly related to drug performance. Among all physical and chemical properties dependent on the crystal phase of a drug, stability and solubility are the main ones that alter its bioavailability. In this way, molecular crystal engineering is a strategy to improve solid state properties of drugs related to their efficacies. In this work, nine new crystal forms of antiretroviral nucleoside reverse transcriptase inhibitor drugs, namely, lamivudine, zalcitabina and didanosine, were prepared and their crystal structures were elucidated by single crystal X-ray diffraction. Some of the prepared crystal modifications were also characterized by scanning electron microscopy, powder X-ray diffraction, infrared and Raman vibrational spectroscopy, differential scanning calorimetry and thermogravimetry. The water solubilities and purities of the lamivudine crystal modifications prepared as monophasic samples were determined by ultraviolet absorbance spectrophotometry and high performance liquid chromatography, respectively. The solubility of lamivudine in the prepared crystal modifications can be either increased or decreased when compared to the solubility of the drug crystal phase incorporated into pharmaceutical formulations. The solubilities were also correlated to calorimetric and structural features, which allowed the establishment of relationships between crystal lattice energy/structure and solid state property. In addition, two crystal modifications of lamivudine, in which drug molecules are paired through their cytosine fragments, being these pairs helically stacked, mimicking a polymeric structure of deoxyribonucleic acid, have revealed that nucleosides possess the structural information necessary to assemble double stranded helices of nucleic acids.

L’infection par le VHB est endémique en Thaïlande. Malgré l’introduction des programmes de vaccination contre le VHB, la transmission périnatale reste une cause majeure d’infection chronique. Les objectifs de ce travail étaient d’identifier les mutants du VHB pouvant être associés à des échecs de vaccination, de diagnostic et de thérapeutique. Le travail présenté ici est divisé en trois parties. Dans une première partie, nous avons analysé la prévalence de la transmission périnatale du VHB dans une cohorte issue d’un protocole thérapeutique de prévention de la transmission materno-fœtale du VIH. Nous avons cherché à caractériser les mutants d’échappement à la vaccination contre le VHB. Parmi 3349 femmes enceintes séropositives pour le VIH, l’antigène (Ag) HBs était positif dans 7% des cas. L’Ag HBs était détectable à l’âge de 2 et 18 mois chez 11 enfants nés de mères porteuses chroniques. Les variants du VHB présents au sein de 9 de ces paires mère-enfant ont pu être étudiés après séquençage et clonage. Trois types de transmission du VHB ont pu être décrites ; i) transmission de variants non mutés par les mères présentant une charge virale VHB élevée ii) transmission d’un virus mutant minoritaire isolé chez la mère, et iii) transmission de mutants déjà présents à plus de 20% chez la mère. La capacité in vitro de ces mutants à échapper à la réponse neutralisante anti-HBs sera étudiée en utilisant un modèle de pseudo-particules portant les mutations identifiées. / Thailand is an endemic area for chronic HBV infection. Despite implementation of HBV vaccination, perinatal HBV transmission remains a major cause of chronic infection. This study aimed at identifying HBV mutants that may be associated with vaccine failure, misdiagnosis of chronic HBV infection and antiviral treatment failure. The dissertation is divided in three parts. In the first part, we analyzed the prevalence of perinatal HBV transmission in a large HIV prevention cohort in Thailand and characterized the HBV vaccine escape mutants. Among 3,349 HIV-infected pregnant women, 7% were found HBsAg positive. Eleven children born to HBsAg-positive mother were found HBsAg-positive at 2–18 months of age. Complete series of samples were available for 9 mother-child pairs. Based on direct sequencing and cloning analysis, 3 patterns of transmission were observed : i) transmission of wild-type variants from mothers with high HBV DNA level, ii) transmission of maternal minor variant and iii) transmission of variants already present in maternal blood samples. The capacity of HBV variants to escape from anti-HBs neutralization in vitro will be further studied using HBV-pseudoviral particles harboring the characterized mutations.

MSc (Microbiology) / Department of Microbiology / See the attached abstract below