A terapia fotodinâmica (TFD) tem sido utilizada no tratamento de lesões neoplásicas e não-neoplásicas. Sua base é a combinação de três elementos-chave: fotossensibilizador, oxigênio molecular e luz em comprimento de onda que excite o fotossensibilizador, levando-o a gerar espécies reativas de oxigênio que causam danos à estrutura celular. Portanto, a iluminação é um dos fatores essenciais para a indução da resposta adequada. Nos casos de lesões superficiais, a iluminação é facilmente obtida através da irradiação da superfície da mesma. Contudo, no tratamento de tumores sólidos ou invasivos, é preciso recorrer à TFD intersticial, na qual fibras ópticas são inseridas no tumor. No entanto, as diferenças no perfil de emissão de luz a partir das fibras difusoras, dependem do modo de fabricação, tamanho e propriedades, o que dificulta o estabelecimento de uma dosimetria de luz apropriada. Com este estudo, buscou-se contribuir no entendimento de como a luz, emitida por uma fibra difusora, se comporta no meio túrbido, assim como no tecido biológico. Dessa forma, buscou-se prever como a luz se propaga no meio e, assim, poder estimar a dose adequada de luz que se deve entregar ao tecido para que toda uma região seja irradiada. Para isto, foi utilizada uma fibra óptica com um difusor cilíndrico de 20 mm de comprimento emissor, acoplada a um laser de diodo em 630 nm e uma fibra óptica isotrópica de coleta, para medir a intensidade de luz emitida pelo difusor em várias posições. As medidas permitiram obter uma caracterização do perfil de emissão da fibra, sendo o ar o único meio de propagação da luz nesse caso. Posteriormente à obtenção do perfil, uma solução lipídica foi utilizada como phantom de tecido biológico. As fibras foram encapadas de modo a expor somente uma seção de 1 mm de comprimento delas. Com as fibras submersas na solução do phantom, foram realizadas medidas do campo de luz gerado por este elemento de 1 mm de comprimento do difusor. A partir da caracterização da emissão do elemento, foi possível recuperar a distribuição de luz gerada por todo o difusor utilizando composições ponderadas feitas a partir deste elemento. Estas composições apresentaram melhores resultados quando foi considerada a uma prévia caracterização da fibra na ponderação da reconstrução. A TFD foi realizada em fígado de ratos sadios para a análise de uma resposta real e, com o auxílio de ferramentas computacionais, foi possível reconstruir a necrose constituída pela irradiação da fibra toda, a partir da necrose gerada por um elemento difusor de 2 mm da fibra (obtido da mesma forma que o elemento de 1 mm), com resultados também otimizados com o uso da caracterização da fibra como base para a soma ponderada. Os resultados demonstraram que, através da caracterização do perfil de iluminação da fibra difusora e da distribuição de luz em meio túrbido, foi possível definir teoricamente um padrão de necrose semelhante ao observado no modelo animal. Portanto, a reconstituição do perfil obtida possui potencial para permitir melhorias no entendimento e na dosimetria de aplicações intersticiais de luz para TFD. / Photodynamic therapy (PDT) has been used for treatment of several tumor types, and presents best results for surface lesion. Light penetration on biological tissue is one limiting factor in PDT, interfering with the treatment of invasive or solid tumors. In those cases, a possible solution is to use interstitial PDT, in which optical fibers are inserted into the tumor. Cylindrical diffusers have been used for the application of interstitial PDT. However, differences in the diffuser light emission depend on the manufacturing process, size and optical properties of the fiber, which make it difficult to establish light dosimeter. This study aims to determine the distribution of light generated by a cylindrical diffuser in a turbid medium. A solution of lipid emulsion was used as an optical phantom. An optical fiber with a cylindrical diffuser of 2 cm in length was connected to a diode laser 630 nm, and the spatial distribution of light generated by the diffuser was measured by scanning a collector optical fiber. From the measurement of the light field generated by an element (1 mm long) of a 20 mm-long cylindrical diffuser, recovery of the distribution of light generated by the entire diffuser is expected. The results obtained so far show that it is possible to reconstruct the light field of a 20 mm-long cylindrical element diffuser by measuring the light emitted simultaneously by 20 elements of 1 mm. Then, the PDT was done in rat liver to analyze a real response and, with help of computational tools, a necrosis generated by irradiation of all fiber was reconstructed, using a necrosis produced by an element 2 mm long (likewise the element 1mm long). The results showed that knowing the illumination profile of a cylindrical diffuser and the light distribution in turbid medium, it was possible to redefine a shape of necrosis from as animal model theoretically. Therefore, the reconstruction of the profile obtained has potential to improve understanding and the light dosimeter in interstitial PDT.

A onicomicose é uma doença comum na lâmina ungueal, constituindo aproximadamente metade dos casos de infecção nas unhas. O tratamento convencional consiste na administração de antifúngicos e antibióticos por longos períodos. O aumento de linhagens microbianas resistentes aos fármacos disponíveis e a alta incidência deste tipo de infecção na população tornam importante o desenvolvimento de novas tecnologias e opções terapêuticas. A Terapia Fotodinâmica (TFD) consiste no emprego do fotossensibilizador (FS) ativado por luz em comprimento de onda adequado que, na presença de oxigênio, produz espécies reativas de oxigênio tóxicas que inativam os microrganismos. Os objetivos deste estudo foram: analisar o uso de curcumina e clorina como FSs; estudar mecanismos que auxiliam na penetração do FS na lâmina ungueal através da utilização de emolientes e novas formulações farmacêuticas; Desenvolver dispositivos projetados para iluminar as unhas dos pés e das mãos para o tratamento de onicomicose por TFD. Realizar a TFD com as tecnologias desenvolvidas em pacientes com onicomicose a fim de avaliar a eficácia, além de explorar novos métodos diagnóstico da doença com base em imagens térmicas e de fluorescência. OS resultados indicam que a curcumina é um FS mais efetivo que a clorina para o tratamento onicomicose por TFD. Também foi identificado que os veículos emulsão fornecem uma entrega superior de curcumina em unhas infectadas. Os dispositivos de iluminação desenvolvidos especificamente para a anatomia das unhas de pé e mãos também facilitaram a aplicação da TFD para o tratamento da onicomicose. Os novos veículos FS baseados em curcumina e os dispositivos de iluminação desenvolvidos foram avaliados em um estudo clínico com 30 pacientes. Este estudo indicou que a entrega de curcumina via emulsão foi mais eficaz do que a entrega via gel, conforme quantificado pelo número de sessões de TFD necessárias para resposta clínica positiva (6 semanas para emulsão e 10 semanas para gel). Finalmente, a viabilidade de realizar imagens térmicas e de fluorescência de unhas em pacientes com onicomicosis abre a possibilidade de explorar essas modalidades de imagem como ferramentas complementares para o diagnóstico não invasivo de onicomicose. Em conclusão, devido à sua eficácia demonstrada, baixo custo e simplicidade para operar, as tecnologias desenvolvidas através deste trabalho facilitarão a adoção da TFD como um tratamento novo e efetivo da onicomicose. / Onychomycosis is a common disease of the nail plate and constitutes approximately half of the cases of nail infection. The conventional treatment of onychomycosis consists of the administration of anti-fungal drugs and antibiotics for long periods of time. Due to both the increase of microbial lines resistant to available drugs and the high incidence of this type of infections, it is highly relevant to develop new technologies and therapeutic options. Photodynamic Therapy (PDT) consists of the use of photosensitizers (FS) activated by light of specific wavelengths that, in the presence of oxygen, produces toxic reactive oxygen species that can inactivate the microorganisms. The objectives of this study were: to analyze the use of curcumin and chlorine as FSs for PDT therapy of onychomycosis; to identify mechanisms for enhancing the penetration of FS in the nail plate via the application of emollients and novel pharmaceutical formulations; to develop devices specifically designed for illuminating the nails of feet and hands for PDT treatment of onychomycosis; to perform PDT with the developed technologies on patients with onychomycosis and evaluate its efficacy; to explore novel diagnosis methods for onychomycosis based on thermal and fluorescence imaging. Our results indicate that curcumin is a more effective FS than chlorine for the PDT treatment of onychomycosis. It was also identified that emulsion vehicles provide a superior delivery of curcumin into infected nails. The illumination devices developed specifically for the anatomy of foot and hand nails also facilitated the application of PDT for the treatment of onychomycosis. The novel FS vehicles based on curcumine and the developed illumination devices were evaluated in a pilot clinical study with 30 patients. This study indicated that delivery of curcumine via emulsion was more effective than the delivery via gel, as quantified by the number of PDT sessions needed for positive clinical response (6 weeks for emulsion vs. 10 weeks for gel). Finally, the feasibility to perform both thermal and fluorescence imaging of nails in patients with onychomycosis opens to the possibility of exploring these imaging modalities as complementary tools for the noninvasive diagnosis of onychomycosis. In conclusion, due to its demonstrated efficacy, low cost and simplicity to operate, the technologies developed through this work will facilitate the adoption of PDT as a novel and effective treatment of onychomycosis.

A terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) tem sido amplamente utilizada em Periodontia por permitir redução de periodontopatógenos, com ausência de efeitos sistêmicos colaterais e mínimas possibilidades de resistência bacteriana. Surge assim uma boa alternativa adjuvante para o tratamento da doença periodontal (DP), como para os pacientes com Síndrome de Down (SD) que possuem maior severidade e alta prevalência dessa doença. O objetivo desse estudo foi avaliar a efetividade da aPDT como adjuvante da raspagem e alisamento corono-radicular (RACR) em pacientes com SD. Foram realizadas avaliações dos parâmetros clínicos como: índice de placa (IP), índice gengival (IG), nível clínico de inserção (NCI), profundidade (PS) e sangramento à sondagem (SS) no período inicial e após 1 e 3 meses do tratamento. Para a aPDT, foi utilizado laser vermelho (658nm; 0,1W; 2229J/cm2; 10s por ponto), com o corante azul de metileno (AM) como agente fotossensibilizador na concentração de 100&#x3BC;g/ml, com tempo de pré-irradiação de 3 minutos, com repetidas sessões após 3,7 e 14 dias. As análises estatísticas foram realizadas com testes paramétricos e não paramétricos (p<0,05). Participaram desse estudo 33 pacientes com SD, randomizados aleatoriamente em dois grupos: C (RACR), composto por 6 mulheres e 11 homens (27±9,16 anos) e aPDT (realizadas associação da aPDT com a RACR), composta por 9 homens e 7 mulheres (27,12±9,74anos). Os pacientes são os principais responsáveis pela sua escovação (100%) com baixíssima ajuda pelos pais e/ou responsáveis na supervisão ou reforço da escovação (12,12%). Houve melhora de todos os índices periodontontais nos tempos inicias (baseline), como após 1 e 3 meses tanto para o grupo C (redução da PS de 0,97mm do baseline para 3 meses; redução do SS de 16,13% do baseline para 3 meses; redução do IP de 11,29% do baseline para 3 meses, redução do NCI de 0,09mm do baseline para 3 meses) e para o grupo aPDT (redução da PS de 1,56mm do baseline para 3 meses, redução do SS de 16,77% do baseline para 3 meses, redução do IP de 13,81% do baseline para 3 meses, redução do NCI de 0,13mm do baseline para 3 meses). Conclui-se que ambos os tratamentos resultaram em melhoras clínicas (PS, SS, IP, NCI) significantes no tratamento da doença periodontal em pacientes com SD. / Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) has been widely used in Periodontics to obtain reduction of periodontopathogenic bacteria with absence of systemic side effects and minimal bacterial resistance. Therefore, a good adjuvant alternative for periodontal disease (PD) treatment arises, especially for patients with Down syndrome (DS) who present greater severity and high prevalence of PD. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of aPDT as an adjuvant of scaling and root planning (SRP) for treatment of PD in patients with DS. Periodontal clinical exam was evaluated by: plaque index (PI), gingival index (GI), clinical attachment loss (CAL), probing depth (PD) and bleeding on probing (BOP) in baseline, one and three-month treatment periods. The aPDT protocol was red laser (658nm; 0.1W; 2229J/cm2, 10s per point), methylene blue dye (MB), 100&#x3BC;g/ml, with a 3-minute preirradiation. aPDT sessions were repeated after 3, 7 and 14 days. Statistical analysis was performed using parametric and non-parametric tests (p<0.05). 33 patients with DS participated in this study, randomly assigned into two groups: C (SRP), composed of 6 women and 11 men (27 ± 9.16 years old) and aPDT (SRP + aPDT), composed of 9 men and 7 women (27.12 ± 9,74 years old). Patients were the main contributors to the brushing (100%) with very low support by parents and/or guardians in monitoring or enhancing brushing (12.12%). There was improvement of clinical parameters in baseline (B), and after 1 and 3 months for group C (reduction on PB of 0.97mm from baseline to 3 months; reduction on BOP of 16.13% from baseline to 3 months; reduction on PI of 11.29% from baseline to 3 months, reduction on CAL of 0.09mm from baseline to 3 months) and for the aPDT group (reduction on PB of 1.56mm from baseline to 3 months, reduction on BOP of 16.77% from baseline to 3 months, reduction on PI of 13.81% from baseline to 3 months, reduction on CAL of 0.13mm from baseline to 3 months). In conclusion, besides an improvement in periodontal condition, aPDT as an adjuvant of SRP did not enhance the clinical periodontal parameters in relation to SRP alone.

A estomatite sob prótese é uma inflamação causada pela Candida spp associada ao uso de próteses totais e que também pode ser encontrada em pacientes usuários de outros tipos de próteses. Uma das principais preocupações é promover uma condição de saúde adequada a esses usuários. Assim, tem-se pesquisado muitos métodos de higienização das próteses totais e tratamentos para eliminação da Candida. Nos pacientes com sistema imunológico debilitado, desnutridos, idosos e recém-nascidos, a ocorrência de candidíase é alta, em suas variadas formas clínicas. Para o tratamento convencional da doença utiliza-se a nistatina ou miconazol. A terapia fotodinâmica (PDT, do inglês Photodynamic Therapy) é uma técnica que pode potencialmente atingir células prejudiciais sem afetar os tecidos normais do hospedeiro. A efetividade da terapia combina dois princípios: o acúmulo preferencial de fotossensibilizador nas células alvo e a irradiação precisa da luz, o que possibilita a ação seletiva e localizada da terapia fotodinâmica. A terapia apresenta como vantagens ser um método não invasivo; que não apresenta evidência de promover resistência bacteriana; de baixo custo quando comparado ao laser de alta potência; sem efeitos colaterais, além de agir seletivamente na área de aplicação. O presente estudo teve por objetivo avaliar a ação da PDT no tratamento da estomatite sob prótese em usuários de próteses totais. Após triagem, 22 pacientes foram selecionados (seguindo os critérios de inclusão e exclusão) e divididos em dois grupos: controle (05 mL de nistatina, 06 vezes ao dia, durante 14 dias) e experimental, submetidos à PDT, cujo protocolo foi: irradiação, por meio da técnica pontual em contato, de 120J/cm² de densidade de energia, 40mW de potência, 2min por ponto. A PDT2 foi realizada 07 dias após a PDT1. Para ambos os grupos foi realizada uma coleta 30 dias após a terapia proposta. Todo material coletado passou por diluições seriadas, semeado em meios de cultura e incubados para posterior contagem do número de unidades formadoras de colônias (UFC). Nos grupos em que houve isolamento da levedura, todos os tratamentos com a PDT reduziram significativamente (p<0.05) a carga da levedura na mucosa dos pacientes em todos os tempos de tratamento, comparado a fase pré tratamento. Houve uma redução significante (p<0.05) no grupo tratado, por 7 dias, quando comparado ao grupo tratado, após os 30 dias. Nos pacientes em que houve isolamento da levedura a redução no isolamento foi significativamente maior (p<0.05) em todos os tempos de tratamentos quando comparado ao grupo de pacientes na fase pré tratamento, não houve diferença significante (p<0.05) no isolamento da levedura em nenhum tempo do tratamento, (Figura 16). A redução no isolamento de Candida foi significativamente maior (p<0.05) no grupo tratado com a terapia fotodinâmica (PDT) por 7 e 14 dias quando comparado ao grupo tratado com nistatina pelo mesmo período. Com isso foi possível concluir que, dentro das condições clínicas desde trabalho, o tratamento com terapia fotodinâmica foi uma alternativa eficaz no tratamento da estomatite sob prótese / Denture stomatitis is pathological condition in complete or partial denture wearers caused by Candida spp. In the present, the major concern is to promote a proper health condition. Thus, many hygiene methods and treatments for elimination of Candida have been studied. The incidence of candidiasis is high in patients with low immune system, elderly and infants. For the conventional treatment, nystatin or miconazole are used. Photodynamic Therapy is a technique that can potentially reach harmful cells without damaging effects to normal tissue. The effectiveness of the therapy combines two principles: the preferential accumulation of the sensitizer in the target cells and light irradiation, which enables the selective and localized photodynamic therapy. PDT has the advantage of be a noninvasive treatment, shows no evidence promoting bacterial resistance, has low cost when compared to hight power lasers, has no side effects and act selectively in the area of application. The aim of this study was to evaluate the PDT effectiveness on denture stomatitis treatment in complete denture wearers. 22 patients were selected (by inclusion and exclusion criteria) and located in two groups: control (05 mL of nystatin, 06 times a day, 2 weeks) and experimental group, treated by PDT which protocol was: irradiation by laser with wavelength of 660nm, output power of 40mW, energy density of 120 J/cm², 02 minutes per point. The PDT2 was performed 07 days after PDT1. For both groups samples were collected 30 days after the proposed therapy. Sample were collected from the palatal mucosa and underwent serial dilution, were spread into culture media and incubated for subsequent colony forming units counting (CFU). All treatments with PDT significantly reduced (p <0.05) the number of yeast counting in patients mucosa at all treatment times compared to before treatment (initial). There were significant decrease (p <0.05) in the group after one week of treatment when compared to the group 30 day after treatment. The reduction in the isolation of Candida was significantly higher (p <0.05) in the group treated by the photodynamic therapy (PDT) on day 7 and 14 when compared with group treated by nystatin for the same period. Thus, we conclude that under the conditions provided by this clinical study, photodynamic therapy can be an effective alternative treatment of denture stomatitis in complete denture wearers.

O aparecimento de uma grande variedade de microrganismos patogênicos resistentes aos antimicrobianos tem resultado no aumento do índice de doenças e mortalidade provocadas por infecções que eram facilmente tratadas no passado. Muitas vezes essa resistência está relacionada à formação de biofilme pelos microrganismos, que produzem substâncias poliméricas extracelulares (EPS) dificultando a penetração de agentes antimicrobianos. A Terapia Fotodinâmica antimicrobiana (aPDT, do inglês antimicrobial photodynamic therapy) é uma alternativa promissora para combater infecções microbianas, principalmente aquelas em que apresentam biofilmes. Basicamente esse mecanismo envolve a combinação sinérgica de um fotossensibilizador (FS), oxigênio molecular e luz visível de comprimento de onda adequado para produzir espécies reativas de oxigênio (EROs) que causam oxidação dos componentes da célula levando-a à morte. Devido à natureza multifacetada e não-específica das EROs produzidos na aPDT, os microrganismos têm menos chance de desenvolver mecanismos de resistência. Apesar destas vantagens, a aPDT tem enfrentando o problema da hidrofobicidade que FSs como hipericina (Hy) e ftalocianina de zinco (FcZn) apresentam. Esta hidrofobicidade promove a agregação do FS em meio biológico, reduzindo a sua atividade fotodinâmica. Diante disso, este estudo teve o objetivo avaliar a ação fotodinâmica da Hy, FcZn e seus derivados hidrossolúveis (hipericina-glucamina - HyG, ftalocianina de zinco tetracarboxilada - FcZnTc e ftalocianina de zinco tetracarboxi-N-metilglucamina - FcZnTcG), para inativar as bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli, tanto em cultura planctônica como em biofilme. Como a aPDT apresenta também a vantagem de seletividade, foi proposto que as condições para fotoinativação destas bactérias provocassem o mínimo de dano às células hospedeiras. Estudos físico-químicos dos novos FSs mostraram menor agregação dos FSs derivados em meio aquoso que seus compostos de origem, bem como um ligeiro aumento no coeficiente de atividade fotodinâmica. Além disso, a hidrofilicidade dos FSs aumentou a acumulação intracelular dos mesmos nas bactérias de estudo S. aureus e E. coli, tanto na forma de células planctônicas quanto em biofilme. Os ensaios de acumulação intracelular dos FSs determinaram os parâmetros de fotoinativação seletiva dos microrganismos, tanto em células planctônicas como em biofilme. Todos os FSs, com exceção de FcZn, foram capazes de promover a seletividade de S. aureus e E. coli na forma planctônica. Entretanto, devido a maior complexidade morfológica de E. coli, os parâmetros de fotoinativação utilizados para inibir esta bactéria foram cerca de duas vezes maiores que para inativar a mesma concentração celular de S. aureus. Dentre todos os FSs, a FcZnTcG apresentou as melhores condições de seletividade tanto para E. coli quanto para S. aureus, uma vez que inibiu aproximadamente 100% destes microrganismos e no máximo 15% de células epiteliais (Vero). A obtenção das condições de seletividade para os biofilmes bacterianos foi mais difícil, pois a acumulação dos FSs por S. aureus e E. coli foi menor, tornando-se assim necessário aumentar os parâmetros de fotoinativação, ou seja, concentração do FS, tempo de incubação e dose de luz, que consequentemente inibiram mais as células epiteliais. Apesar disso, HyG e FcZnTcG foram capazes de promover a seletividade do biofilme de S. aureus em todas as etapas de formação. Entretanto, a seletividade do biofilme de E. coli foi alcançada apenas nas etapas de adesão reversível e irreversível e somente por FcZnTcG. Isso pode ser justificado pela maior concentração de EPS sintetizado por E. coli que por S. aureus, dificultando a acumulação dos FSs nas últimas etapas do biofilme de E. coli (biofilme maduro e dispersão). Portanto, os resultados desse estudo permitem sugerir que a hidrofilicidade é uma característica importante para os FSs fotoinativarem seletivamente os microrganismos S. aureus e E. coli, mesmo na forma de biofilme. Além disso, foi observado que a ação de aPDT no EPS do biofilme bacteriano desempenha um papel fundamental para inibição tanto de S. aureus quanto de E. coli. / The appearance of a large variety of antimicrobial-resistant pathogenic microorganisms has led to increased rates of disease and mortality caused by infections that were easily treated in the past. It has become clear that the biofilm-grown cells increase the bacteria resistance to antibiotics. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) is a promising alternative way to fight microbial infections, especially the biofilm ones. This technique, basically, involves the synergistic combination of a photosensitizer, molecular oxygen and visible light of an appropriate wavelength to produce highly reactive oxygen species that lead to the oxidation of several cell components and to cell inactivation. The main advantage of the technique is that, given the existence of multiple targets, there is no development of resistance. The hidrophobicity of photosensitizers (PSs) like hypericin (Hy) and zinc phthalocyanine (ZnPc), reduces their photodynamic activity once they form aggregates in biological media. For this reason, was evaluated the effectivenes of Hy, ZnPc and its water-soluble derivatives (glucamine-hypericin-HyG, zinc tetracarboxylated phthalocyanine-ZnTcPc and zinc tetracarboxy-N-metylglucamine phthalocyanine-ZnTcGPc) to photoinactivate S. aureus and E. coli with minimal damage to a model of host cells. Physicochemical studies showed that hidrophilic PSs suffer less aggregation in aqueous media, as well as present a slight increase in photodynamic activity compared to Hy and ZnPC. Furthermore, the hydrophilicity of PSs increased the PS intracellular accumulation in bacteria, either in planktonic culture or biofilms. The accumulation study allowed to determine the parameters of selective photoinactivation of microorganisms. Due the morphologic complexity of E. coli the photodynamic parameters (incubation time, PS concentration and light dose) were twice that used against S. aureus. As a consequence, some more epithelial cells were affected by the process. Despite that, only the ZnPc could not promote the selective inactivation for planktonic cells. By the other hand, HyG and FcZnTcG were able to seletively photoinactivate the biofilm of S. aureus in all its formation stages. However, the selective inactivation of E. coli biofilm was achieved only in the reversible and irreversible adhesion and just for FcZnTcG. This fact can be explained by the higher concentration of exopolysaccharide (1,9 \'mü\'g/mL) synthesized by E. coli compared with S. aureus, making difficult the accumulation of the PSs in the last stages of the E. coli biofilm formation (mature biofilm and dispersion). So, we can suggest that hidrophilicity is an important characteristic for the PSs, improving the selective photoinactivation of S. aureus and E. coli, even as biofilm. Moreover, the effectiveness of aPDT agains EPS plays a key role for inhibition of bacterial biofilms.

Objetivo: O objetivo deste estudo foi analisar o efeito adjunto da terapia antimicrobiana fotodinâmica (aPDT) aos procedimentos de raspagem e alisamento radicular (RAR) na modulação das respostas imunoinflamatória e cicatricial dos tecidos periodontais, através de análises imunoenzimática e de expressão gênica. Material e Métodos: Foram selecionados 15 pacientes portadores de Periodontite Crônica, apresentando dentes molares inferiores bilaterais com lesões de bifurcação classe III e indicados para extração. Cada par de dentes foi dividido aleatoriamente em grupo controle (GC), no qual foi realizada a RAR, e em grupo teste (GT), no qual além da RAR, foi realizada a aPDT. Previamente à execução desta terapia inicial básica (baseline: tempo 0), amostras de fluido crevicular gengival (FCG) foram coletadas, visando à determinação dos níveis de interleucina-1&beta; (IL-1&beta;), metaloprotease-8 (MMP-8), osteoprotegerina/ligante do receptor de ativação do fator nuclear-&kappa;&beta; (OPG/RANKL) e fator de crescimento transformador-v&beta;(TGF-&beta;) através do teste Elisa. Após 45 dias da realização da terapia inicial (tempo 1), coletou-se novas amostras de FCG e, em seguida, foram realizadas cirurgias a retalho associadas à RAR no GC, enquanto no GT, as cirurgias a retalho foram associadas à RAR + aPDT. Após 21 dias de pós-operatório (tempo 2), amostras de FCG foram novamente coletadas, os tecidos de granulação neoformados no interior das lesões de bifurcação classe III foram removidos e armazenados para extração do RNA total e análise através do Real-Time Polymerase Chain Reaction (Real-Time PCR) e os dentes foram devidamente extraídos. O Real-Time PCR avaliou quantitativamente os níveis de mRNAs dos seguintes genes: fator de necrose tumoral alfa (TNF-&alpha), interleucina-1&beta; (IL-1&beta;), interleucina-4 (IL-4), interleucina-10 (IL-10), metaloproteinase-2 (MMP-2), inibidor tecidual de metaloproteinase-2 (TIMP-2), osteoprotegerina (OPG), ligante do receptor de ativação do fator nuclear-&kappa;&beta; (RANKL), colágeno tipo I (COL I), fosfatase alcalina (ALP), osteopontina (OPN), osteocalcina (OCN) e sialoproteína óssea (BSP). Resultados: Teste Elisa: Foram encontradas diferenças estatisticamente significantes entre os grupos em relação à concentração de TGF-&beta; no FCG 45 dias após a terapia inicial básica (GT = 38,35pg/µl ± 71,56pg/µl; GC = 5,92pg/µl ± 11,14pg/µl; p=0,04), bem como em relação ao volume de FCG 21 dias após a realização das cirurgias a retalho (GT = 2,34µl ± 1,81µl; GC = 3,04µl ± 2,00µl; p=0,03), a favor do GT. Em ambos os grupos, não foram encontradas diferenças estatisticamente significantes entre os diferentes tempos de avaliação em relação às quantidades e concentrações de IL-1, MMP-8, relação OPG/RANKL e TGF-&beta; no FCG. Real-Time PCR: Quanto à análise de expressão gênica, foram encontradas diferenças estatisticamente significantes entre os grupos somente para os níveis de mRNAs da MMP-2 (GT = 3,26 ± 0,89; GC = 4,23 ± 0,97; p=0,01), relação entre TIMP-2/MMP-2 (GT = 0,91 ± 0,34; GC = 0,73 ± 0,32; p=0,04), OPG (GT = 0,84 ± 0,45; GC = 0,30 ± 0,26; p=0,001) e também entre a relação OPG/RANKL (GT = 0,60 ± 0,86; GC = 0,23 ± 0,16; p=0,04), favorendo também o GT. Conclusão: O protocolo de aPDT utilizado neste estudo e associado aos procedimentos de RAR foi capaz de modular as respostas imunoinflamatória e cicatricial dos tecidos periodontais, através do aumento da concentração de TGF-&beta; no FCG 45 dias após a terapia inicial básica e da diminuição do volume de FCG e aumento dos níveis de mRNAs de TIMP-2/MMP-2 e OPG/RANKL 21 dias após a realização das cirurgias a retalho. / Background: This study evaluated whether the adjunct use of the antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) to scaling and root planning (SRP) may influence the levels of interleukin-1&beta; (IL-1&beta;), matrix metalloproteinase-8 (MMP-8), osteoprotegerin / receptor activator of nuclear factor-&kappa;B ligand ratio (OPG/RANKL) and transforming growth factor-&beta;1 (TGF-&beta;) in the gingival crevicular fluid (GCF) in chronic periodontitis patients and also modulate gene expression during periodontal therapy. Methods: Fifteen patients with chronic periodontitis, presenting bilaterally lower molars with class III furcation lesions and scheduled for extraction, were selected. Each pair of teeth was randomly assigned to control group (CG) or test group (TG). In initial therapy, SRP was performed in the CG, while SRP + aPDT were performed in the TG. At 45 days post-initial therapy, flap surgery plus SRP, and flap surgery plus SRP + aPDT were performed in the CG and TG, respectively. GCF was collected and ELISA was performed to determine the total amount and concentration of IL-1&beta;, MMP-8, OPG/RANKL ratio and TGF-&beta; in the GCF at baseline, 45 days post-initial therapy and 21 days after the flap surgeries. Furthermore, the newly formed granulation tissue was collected at 21 days post-surgery, and Real-time PCR evaluated the expression of the genes: tumor necrosis factor-&alpha;, IL-1&beta;, IL-4, IL-10, MMP-2, tissue inhibitor of metalloproteinase-2 (TIMP-2), OPG, RANKL, type I collagen, alkaline phosphatase, osteopontin, osteocalcin, and bone sialoprotein. Results: Statistically significant differences between the groups were found only in relation to GCF volume 21 days after the surgical procedures (p=0.03) and TGF-&beta; concentration in GCF 45 days post-initial therapy (p=0.04), favouring the TG. Similar amounts and concentrations of IL-1&, MMP-8, OPG/RANKL ratio and TGF-&beta; were found at different time points in each group, with no statistically significant differences. In relation to gene expression, there were statistically significant differences between the groups for the mRNA levels of MMP-2 (TG = 3.26 ± 0.89; CG = 4.23 ± 0.97; p=0.01), TIMP-2/MMP-2 ratio (TG = 0.91 ± 0.34; CG = 0.73 ± 0.32; p=0.04), OPG (TG = 0.84 ± 0.45; CG = 0.30 ± 0.26; p=0.001), and OPG/RANKL ratio (TG = 0.60 ± 0.86; CG = 0.23 ± 0.16; p=0.04), favoring the TG. Conclusion: There was an additional effect of the aPDT protocol to SRP only for the TGF-&beta; concentration in GCF 45 days after initial therapy, and for the GCF volume 21 days after surgical therapy. Furthermore, the aPDT associated to SRP may modulate the extracellular matrix and bone remodeling by upregulating the TIMP-2/MMP-2 and OPG/RANKL mRNA ratio, respectively.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) contra o melanoma cutâneo tem encontrado várias limitações devido à interferência de cromóforos endógenos (melanina) na irradiação deste tipo de cancêr de pele. Agentes fotossensibilizantes que absorverem em comprimentos de onda superiores a 650 nm evitam a competição com a melanina (absorção máxima 530 nm). Neste cenário, surge a ftalocianina de cloroalumínio com forte absorção entre 670-680 nm. Entretanto, esta molécula é lipofílica, o que impede sua aplicação na terapêutica. Para superar este problema, esforços têm sido direcionados para o desenvolvimento de sistemas de veiculação de fármacos hidrofóbicos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar o efeito fotodinâmico de ClAlPc encapsulada em nanocápsulas e nanopartículas de organogel. As nanocápsulas contendo ClAlPc foram obtidas pelo método de nanoprecipitação por meio de um planejamento fatorial 23 e as nanopartículas de organogel contendo ClAlPc foram preparadas pela dispersão a quente do organogel em solução aquosa. Ambas as formulações coloidais foram caracterizadas com relação ao diâmetro médio, índice de polidispersão (IPd), potencial zeta, eficiência de encapsulação (E.E.) e estabilidade física. Os ensaios in vitro de toxicidade e fotocitotoxicidade de ClAlPc nanoencapsulada e/ou livre foram realizados sobre as linhagens melanocíticas WM1552C, WM278, WM1617 e B16-F10. O método de nanoprecipitação foi capaz de produzir nanocápsulas em tamanho nanométrico (233,0 nm ±2,00), com uma distribuição de tamanho homogênea e monodispersa (0,309 ±0,0038), bem como potencial zeta significantemente negativo de 29,6 mV (±3,91). A formulação de nanocápsulas apresentou uma boa E.E. de 63,7% para a ClAlPc. O conteúdo de ClAlPc presente nas formulações de nanocápsulas foi determinado pelos métodos analíticos espectrofotométrico e espectrofluorimétrico validados, os quais foram capazes de quantificar a ClAlPc com precisão e exatidão. O estudo de estabilidade física das formulações de nanocápsulas revelou o caráter estável desta formulação por um período de até 12 meses. As nanopartículas de organogel contendo ClAlPc apresentaram diâmetro médio de 282,7 nm (±2,99), IPd de 0,343 (±0,0280) e potencial de superfície de + 49,3 mV (±1,84). A formulação de nanopartículas de organogel apresentou uma E.E.de ClAlPc de 60%. O estudo de estabilidade física também revelou um comportamento estável das nanopartículas de organogel por um período de 6 meses. Os estudos de toxicidade na ausência de luz demonstraram o caráter biocompatível das nanocápsulas desenvolvidas e foi possível comprovar o excelente efeito fototóxico da ClAlPc nanoencapsulada sobre todas as linhagens melanocíticas com combinação de 0,30 µg.mL-1 de ClAlPc nanoencapsulada e doses de luz de 150 ou 500 mJ.cm-2, nestas condições a fração de morte celular foi superior a 90%. Portanto, estes resultados confirmam o potencial de nanocarreadores contendo ClAlPc como sistema de veiculação de compostos hidrofóbicos aplicados à TFD. / Photodynamic Therapy (PDT) against melanoma has found several limitations due to interference from endogenous chromophores (melanin) in the irradiation of this skin cancer. Photosensitizer agents which absorb at wavelengths above 650 nm may avoid melanin competition. In this context, the chloroaluminum phthalocyanine is a promissor photosensitizer with strong absorption between 670-680 nm. However, this molecule is lipophilic difficulting its application in therapy. In order to overcome such problem, efforts have focused on development of drug delivery systems containing hydrophobic photosensitizers. Therefore, the aim of this study was to develop, characterize, and evaluate the photodynamic effect of ClAlPc encapsulated into nanocapsules and organogel nanoparticles. The nanocapsules containing ClAlPc were obtained by nanoprecipitation method using a factorial design 23, and organogel nanoparticles containing ClAlPc were prepared hot dispersion of organogel in aqueous solution. Both colloidal formulations were characterized with respect to average diameter, polydispersity index (PdI), zeta potential, encapsulation efficiency (EE), and physical stability. The in vitro tests for toxicity and photocytotoxicity of nanoencapsulated and free ClAlPc were performed on melanocytic cell lines (WM1552C, WM278, WM1617, and B16-F10). The nanoprecipitation method was able to produce nanocapsules with nanometer-size (233.0 nm ± 2.00), PdI of 0.309 (± 0.0038) indicating homogeneous and monodisperse formulations, as well as significantly negative zeta potential of 29.6 mV (± 3.91). The formulation of nanocapsules showed a good EE of 63.7% for ClAlPc. The ClAlPc content present in nanocapsules was determined by validated analytical spectrophotometric and spectrofluorimetric methods, which were reliably able to determine ClAlPc in nanocapsules. The study of physical stability for nanocapsules showed the stable character of this formulation for a period of 12 months. The nanoparticles of organogel containing ClAlPc had an average diameter of 282.7 nm (± 2.99), IPD of 0.343 (± 0.0280), and surface potential of + 49.3 mV (± 1.84). The formulation of organogel nanoparticles showed a ClAlPc EE of 60%. The physical stability study also revealed a behavior stable organogel nanoparticles for a period of 6 months. Toxicity studies in darkness conditions have been confirmed biocompatibility of nanocapsules. Besides that, the excellent photodynamic effect of ClAlPc nanoencapsulated was reached on all melanocytic cell lines using an arrangement of 0.30 g.mL-1 of ClAlPc encapsulated, and light doses of 150 or 500 mJ.cm-2, under these conditions the cell death fraction was more than 90%. Therefore, these results confirm the potential of nanocarriers containing ClAlPc as delivery system for hydrophobic photosensitizers applied to PDT.

A terapia fotodinâmica (TFD) tem se apresentado nos últimos anos como uma alternativa para o tratamento de tumores cutâneos, viscerais e sistêmicos, demonstrando resultados promissores, tanto em estudos in vitro como in vivo. Trata-se de uma técnica simples e não invasiva. A terapia consiste na excitação de um fármaco fotossensibilizante por uma fonte de luz visível que depois de absorvida pela molécula, leva a produção espécies reativas de oxigênio (EROs) em presença do oxigênio molecular por uma sequencia de reações fotoquímicas. Nesse trabalho propõe-se a preparação, caracterização e detreminação da atividade fotodinâmica de uma nanoemulsão rica em colesterol e de lipossomas ultradeformáveis como novos sistemas de liberação para o fármaco fotossensibilizante cloro alumínio ftalocianina (PcAlCl), comparando com um sistema clássico de lipossoma convencional. Como modelo celular foram utilizadas células de glioblastoma (U87MG) e de melanoma (B16F10). As formulações apresentaram características desejáveis como reprodutibilidade, tamanho de partícula, estabilidade curto e em longo prazo e deformidade adequados para a utilização como meio de veiculação da PcAlCl. Pela análise dos estudos fotofísicos de rendimento quântico de fluorescência (?F), tempo de vida de fluorescência (?) e rendimento quântico de oxigênio singleto (??) da PcAlCl em etanol e incorporada nas formulações, pode-se observar que a incorporação a um veículo de liberação melhorou as características da PcAlCl. Nos estudos em células nenhum dos sistemas apresentou citotoxicidade na ausência de luz, mas apresentaram um aumento da atividade fotodinâmica da PcAlCl de até 80% quando comparadas à PcAlCl livre quando irradiadas. Todas as formulações apresentaram características que corrobora com o emprego como sistemas de liberação para o aumento da atividade fotodinâmica da PcAlCl podendo serem empregados no tratamento de glioblastoma e de melanoma / The Photodynamic therapy (PDT) has been an alternative for the treatment of skin, and brain tumors, and has shown promising results, both in vitro and in vivo, is a simple and non-evasive technique. The therapy consists into a light-sensitive drug excitation by a light visible source that once absorbed by the molecule lead to produce reactive oxygen species (ROS) in the molecular oxygen presence by a sequence of photochemical reactions. This work proposes the preparation and characterization of a cholesterol-rich nanoemulsion and ultradeformable liposomes as new delivery systems for the drug photosensitizer chloro aluminum phthalocyanine (PcAlCl) compared to a classical system as the conventional liposome and their photodynamic activity in glioblastoma cells line (U87MG) and melanoma cells line (B16F10). The formulations showed suitable characteristics such as reproducibility, particle size, short and long-term stability and deformity for their use as drug delivery for PcAlCl. For the photophysical studies: absorption, fluorescence, fluorescence quantum yield (?F), fluorescence lifetime (?) and quantum yield of singlet oxygen (??) of PcAlCl in ethanol and incorporated in the formulations demonstrated that the incorporation was able to improve its photophysical characteristics. In in vitro studies, the drug delivery systems showed no cytotoxicity in the absence of light, but demonstrated increased in PcAlCl photodynamic activity up to 80% over the PcAlCl free when irradiated. All formulations showed characteristics, which cooperates with the use of these drug delivery systems for, increased the PcAlCl photodynamic activity for glioblastoma and melanoma treatment

O glioblastoma multiforme (GBM) pode desenvolver-se rapidamente sem evidências clínicas, radiológicas ou morfológicas de um tumor precursor menos maligno. Entretanto, um novo tumor pode desenvolver-se a partir de células gliais normais ou de suas precursoras, sendo chamado de GBM primário. Já meduloblastoma é um tumor embrionário maligno do cerebelo, cuja incidência ocorre preferencialmente em crianças de até 7 anos. Os tumores de cérebro se diferem entre si em nível molecular. A amplificação do gene EGFR (Receptor do Fator de Crescimento Epidermal) com consequente elevação da expressão do receptor de EGF (Fator de Crescimento Epidermal) é mais proeminente em GBM primário quando comparado com GBM secundário e está presente também em meduloblastoma. O presente trabalho consiste em investigar o perfil de expressão gênica da via EGF e o perfil proteico de genes supressores de tumor e oncogenes de linhagens de células tumorais de glioblastoma e meduloblastoma após o tratamento com terapia fotodinâmica (TFD). O conhecimento da ação da TFD em tumores cerebrais em nível molecular permitiu a detecção de genes que participam da regulação da expressão gênica de outras vias de sinalização como RTK/Ras/PI3-K e AKT/MAPK que são responsáveis pela proliferação celular aumentada, sobrevivência ou resistência a apoptos e perda de aderência e migração, podendo revelar alto grau de invasividade. Portanto, o tratamento com terapia fotodinâmica em células tumorais do cérebro acrescenta informações relevantes sobre o processo de proliferação celular e da biologia do câncer. / Glioblastoma multiforme (GBM) can develop quickly without clinical, radiological or morphological of a less malignant precursor tumor. However, a new tumor can grow from normal glial cells or their precursors, is called the primary GBM. Medulloblastoma is also a malignant embryonic tumor of the cerebellum, whose incidence occurs preferentially in children under 7 years. Brain tumors differ from between them at the molecular level. The amplification of the EGFR gene (Growth Factor Receptor Epidermal) with an increase in the expression of EGF receptor (Epidermal Growth Factor) is the main cause in primary GBM compared to secondary GBM and is also present in medulloblastoma. This work to investigate the gene expression profile of the EGF pathway and the protein profile of tumor suppressor genes and oncogenes tumor cell lines of glioblastoma and medulloblastoma after treatment with photodynamic therapy (PDT). PDT\'s share knowledge in brain tumors at the molecular level allowed to discovery of genes that participate in the regulation of gene expression of other RTK/Ras/PI3-K and AKT/MAPK signaling pathways such as that are responsible for the increased cell proliferation, survival or resistance to apoptosis and loss of adhesion and migration, and may reveal a high degree of invasiveness. For this reason, treatment with photodynamic therapy in brain tumor cells adds relevant information about the process of cellular proliferation and cancer biology.

Avaliar in vivo o efeito da Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (aPDT), após tratamento endodôntico em sessão única, em dentes de cães com lesão periapical, em comparação ao tratamento em duas sessões com o uso de curativo de demora à base de hidróxido de cálcio. Material e Métodos: Após a indução experimental da lesão periapical e instrumentação dos canais radiculares, 48 dentes foram distribuídos nos seguintes grupos: I e III Uso de curativo de demora com pasta à base de hidróxido de cálcio (Calen®); e II e IV -Tratamento em uma única sessão com utilização da aPDT. Os canais radiculares foram obturados e decorridos os períodos experimentais de 120 dias (Grupos I e II) e 180 dias (Grupos III e IV), os animais foram submetidos à eutanásia. Após processamento histotécnico, análise microscópica descritiva/semi-quantitativa, avaliação morfométrica do tamanho da lesão periapical em microscopia de fluorescência e análise radiográfica foram realizadas. Foram utilizados os testes de Kruskal Wallis e exato de Fisher (=0,05). Resultados: Na análise microscópica descritiva, os grupos I e III apresentaram áreas cementárias reparadas, com numerosos feixes colágenos no ligamento periodontal e presença suave de células inflamatórias. Nos grupos II e IV as áreas de reabsorção cementária não estavam reparadas, com reduzida presença de células e fibras e presença de células inflamatórias. Na análise semi-quantitativa do selamento biológico apical houve diferença significante (p<0,0001) entre os grupos I e II; e entre os grupos III e IV (p<0,0001). A análise em microscopia de fluorescência evidenciou diferença significante entre os grupos, após 120 dias (p=0,0004) e após 180 dias (p=0,0081), sendo que os grupos I e III apresentaram lesões periapicais menores. A porcentagem de redução radiográfica das lesões evidenciou diferença significante entre os grupos (p<0,05), com maior porcentagem de redução para os grupos I e III. Com relação à análise imunohistoquímica, nos grupos I, II e IV, as marcações para RANK, RANKL e OPG indicaram sinalização pró-reabsortiva, embora a marcação para RANKL no grupo I tenha sido pouco intensa. Já no grupo III, as marcações evidenciaram ocorrência de neoformação óssea. Conclusão: O tratamento em duas sessões com o uso de curativo de demora à base de hidróxido de cálcio promoveu maior redução no tamanho das lesões periapicais e estágio mais avançado de reparo, evidenciado pelos melhores resultados histopatológicos, imunohistoquímicos e radiográficos, em comparação ao tratamento em uma única sessão com utilização do protocolo de aPDT avaliado. / To evaluate one-session endodontic treatment with aPDT and two-session treatment with calcium-hydroxide (CH)-based dressing in dog\'s teeth with apical periodontitis. Methods: After experimental induction of apical periodontitis, 48 teeth were randomly assigned to the following groups: Group I (one-session treatment with aPDT 120 days); Group II (one-session treatment with aPDT 180 days); Group III (two-session treatment with CH-based dressing -120 days) and Group IV (two-session treatment with CH-based dressing -180 days). The animals were euthanized after 120 and 180 days. After histotechnical processing, microscopic and radiographic analyses were performed. Data were analyzed by Kruskal-Wallis and Fishers exact tests (=0.05). Results: In the microscopical analysis, Groups I and III presented repaired cemental areas, with various colagen bundles in the periodontal ligament and mild presence of inflamatory cells. In the groups III and IV the present resorbed cemental areas were not repired, with reduced number of cells and fibers and the presence of inflamatory cells. The semi-quantitative analysis of the apical clousure, there was a significant difference (p<0.0001) between groups I and II; and between groups III and IV (p<0.0001). In the fluorescence microscopy analysis, there was a significant difference between groups, aftter 120 days (p=0.0004) and after 180 days (p=0.0081). The groups I and III presented smaller periapical lesions. The percentage of radiographic reduction of lesions demonstrated a significant difference between groups (p<0.05) with a higher reducton in group I and II. Regarding the immunohistochemistry analysis, in the groups I, II and IV, RANK, RANKL and OPG staining indicated pro-resorption signaling; although the RANKL immunostaining in the group I were not intense. In the group III, the immunostaining demonstrated the occurrence of bone neoformation. Conclusion: Two-session treatment with CH based promoted more reduction in the periapical lesion size and more repair advanced stage, highlighting better histopathological, immunostaining and radiographic results in comparison with one-session treatment with aPDT protocol used.