Diversos experimentos em humanos e equinos discutem a eficácia do uso intra-articular do ácido hialurônico (AH). Pouco se sabe a respeito de seu potencial pró ou anti-inflamatório, bem como sobre a eficácia das moléculas de AH de diferentes pesos moleculares. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos anti-inflamatórios, anabólicos e antioxidantes da aplicação intra-articular de AH em sinovite aguda induzida por lipopolissacarídeo (LPS) em equinos. Foram utilizadas 24 articulações metacarpofalangeanas hígidas de 12 equinos jovens, avaliadas por exame físico, radiográfico e ultrassonográfico. As articulações foram divididas aleatoriamente em três grupos de oito, sendo o grupo controle tratado com triancinolona (TA) (10 mg), o grupo AH de baixo peso molecular (AH-BPM), e o grupo AH de alto peso molecular (AH-APM). Inicialmente, foram aplicados 0,25 ng de LPS por via intra-articular (momento 0). Após uma hora (momento 1), coletou-se líquido sinovial (LS) para contagem celular e imediatamente após realizado o tratamento com TA, AH-BPM ou AH-APM. Posteriormente, LS foi coletado nos momentos 8, 24 e 48 horas para contagem celular, avaliação do burst oxidativo, quantificação de prostaglandina E2 (PGE2), condroitim sulfato (CS), AH e mensuração do peso molecular do AH. Exame físico dos animais, incluindo mensuração da circunferência articular e avaliação de claudicação por meio do equipamento Lameness Locator® foi realizado em todos os momentos. As frequências cardíaca e respiratória dos animais aumentaram em todos os grupos às 8 horas (P<0,05), sendo menor no grupo TA. Em relação à circunferência articular o grupo AH-BPM apresentou maior aumento às 24 e 48 horas em relação aos outros grupos (p<0,05). O grau de claudicação do grupo AHAPM foi maior que o do grupo TA às 8 e 24 horas, mas similar ao grupo AH-BPM. O grupo TA apresentou maior quantidade de células nucleadas no LS do que o grupo AH-BPM as 24 e 28 horas e do que o grupo AH-APM às 48 horas. A concentração de PGE2 foi menor no grupo TA em relação ao grupo AH-APM às 8 horas, e a ambos os grupos que receberam AH às 48 horas (p<0,05). O grupo AH-APM mostrou maior concentração de AH às 8 horas do que os outros grupos, contudo às 48 horas o grupo TA mostrou maior concentração de AH do que os outros grupos (p<0,05). Também às 48 horas o grupo TA foi o que apresentou a menor porcentagem de AH de alto peso molecular (p<0,05). A maior concentração de CS no LS às 24 e 48 horas ocorreu no grupo TA, também observou-se o grupo TA foi o único em que a concentração de CS aumentou as 8 horas em relação aos valores basais. O grupo AH-APM foi o que apresentou menor concentração de CS às 8 horas (p<0,05). O grupo tratado com AHBPM apresentou maior intensidade de fluorescência nos momentos 24 e 48 horas (p<0,05). Apesar da triancinolona possuir efeito superior ao ácido hialurônico no controle da inflamação, ela possui efeito catabólico sobre a cartilagem articular, demonstrado pelo aumento da concentração de CS, além de quebra da molécula de AH no líquido sinovial. O AH-APM é mais indicado para terapia intra-articular em equinos uma vez que demonstrou menor efeito catabólico e oxidativo do que o AH-BPM / Several experiments have compared the efficacy of intra-articular usage of yaluronic acid (HA) within horses. Little is known about the effectiveness of different subtypes of HA in terms of its pro- and anti-inflammatory potential. The goal of this study was to investigate the anti-inflammatory, anabolic and antioxidant effects of intra-articular application of HA in acute synovitis induced by lipopolysaccharide (LPS) in horses. 24 metacarpophalangeal joints of 12 young horses without musculoskeletal alterations were subjected to lameness examination (Lameness Locator®), radiography and ultrasound. These joints were divided into three groups: a positive control group treated with triamcinolone acetonide (TA) (10mg) and 2 experimental groups treated with either hyaluronic acid of low molecular weight (HALMW) or hyaluronic acid of high molecular weight (HA- HWM). Initially, all joints were injected with 0.25ng of LPS. After an hour, synovial fluid (SF) was collected for cell counting. TA, HA- HWM or HA- LMW treatments were then applied to the joints. After treatment applications, SF was collected at 3 different time points (8, 24 and 48 hours) for cell counts, oxidative burst evaluation, prostaglandin E2 (PGE2) quantification, chondroitin sulfate (CS), HA and molecular weight measurements. Physical examinations, circumference measurements and lameness evaluations were carried out at each time point. The heart and respiratory rate of the animals increased in all groups at 8 hours (p <0.05), that increase was lower in the TA group. Regarding the circumference of the joint the HA-LMW group showed a greater increase at 24 and 48 hours compared to the other groups (p <0.05). The lameness of the HA-HMW group was higher than the TA group at 8 and 24 hours, but similar to the HALMW group. The TA group had a higher nucleated cells count in the SF compared to the HALMW group at 24 hours and 28 hours, and higher than the HA-HMW group at 48 hours. The PGE2 concentration was lower in the TA group in relation to the HA-HMW group at 8 hours, and lower than both groups that received HA at 48 hours (p <0.05). The HA-HMW group showed higher HA concentration at 8 hours than the other groups at 48 hours. However, the TA group showed higher HA concentration than the other groups (p <0.05). Also, at 48 hours the TA group was the one with the lowest percentage of high molecular weight HA (p <0.05). The highest concentration of CS in SF at 24 and 48 hours occurred in the TA group, and it was also observed in the TA group was the only one in which the concentration of CS increased at eight hours compared to baseline. The HA-HMW group showed the lowest concentration of CS at 8 hours (p <0.05). The group treated with HA-LMW showed higher fluorescence intensity at 24 and 48 hours (p <0.05). Although triamcinolone have an superior effect of hyaluronic acid in controlling inflammation, it has catabolic effects on cartilage, shown by increased concentration of CS, and breakage of the HA molecule in synovial fluid. The HA-HMW is recommended for intra-articular therapy in equine joints since it showed less oxidative and catabolic effects

A hepatopatia da fibrose cística (FC) é uma complicação grave sendo descrita como terceira causa de morte nestes pacientes. Sua prevalência é muito variável, desde 14,3% até 41% em crianças e adolescentes. A discrepância entre os diferentes estudos clínicos se deve à forma utilizada para o diagnóstico da hepatopatia (características clínicas, bioquímicas e/ou ultra-sonográficas), à idade dos pacientes selecionados, ao tipo de estudo empregado (transversal ou longitudinal) e também, à falta de um marcador específico e sensível de disfunção hepatobiliar. Em 1995, Williams et al, elaboraram um escore ultra-sonográfico que mostrou boa relação com as alterações laboratoriais hepáticas pretendendo, desta forma, graduar o nível da lesão hepática. O escore foi elaborado por meio da avaliação do padrão do parênquima hepático, do contorno do fígado e do grau de ecogenicidade periportal. Quanto aos marcadores não invasivos para diagnosticar a doença hepática, vários tem sido estudados, entre eles o ácido hialurônico (AH).O AH é o maior mucopolissacarídeo componente da matriz extracelular, é encontrado na maioria dos tecidos e fluidos corporais, particularmente abundante em tecido conectivo frouxo. É sintetizado na membrana citoplasmática de fibroblastos e de outras células, sendo que uma pequena parte é metabolizada neste local. Através dos vasos linfáticos chega à corrente sanguínea e é rapidamente eliminada pelo fígado, ao nível do sinusóide hepático. Neste estudo buscamos relacionar as alterações ultra-sonográficas com o nível sérico de AH e, desta forma, realizar o diagnóstico precoce da hepatopatia da FC. Foi realizado um estudo transversal em 57 pacientes com FC, todos caucasóides, que apresentavam uma média de idade de 10,2 + 4,9 anos. A avaliação constou de dados clínicos, laboratoriais e ultra-sonográficos. Os pacientes foram classificados de acordo com um escore ultra-sonográfico em:Grupo 1 (G1) – ausência de doença hepática: escore 3; - Grupo 2 (G2) – doença hepática moderada: escore 4 – 6; - Grupo 3 (G3) – doença hepática grave: escore 7 - 9. O nível sérico do ácido hialurônico foi medido através da técnica de ELISA (Enzyme Linked Immunoassay) e comparado com 23 controles saudáveis. Vinte e nove pacientes foram incluídos no G1, dezoito pacientes no G2 e dez pacientes no G3. Os pacientes do sexo masculino apresentaram escore ultra-sonográfico mais alterado (P= 0,018). O nível sérico da ALT e da AST foram consideravelmente mais elevados no G3 do que no G1. O nível sérico da GGT foi mais elevado no G3 do que no G1 e G2. A porcentagem do volume expiratório forçado no primeiro segundo (%VEF1) apresentou uma correlação positiva fraca com o escore Z P/I (r= 0,31/P= 0,031). O nível sérico de AH variou de 1,8 a 45 ng/mL (mediana= 13,9), apresentou uma mediana semelhante entre os grupos 1,2,3 e o grupo controle (P= 0,431), entre os grupos 1,2 e 3 (P= 0,24) e também, quando comparado cada grupo com o grupo controle (todos P> 0,1). Não houve correlação entre o nível sérico de AH e o escore ultra-sonográfico (P= 0,164). Desta forma, concluímos que o AH isoladamente não se mostrou um marcador da hepatopatia causada pela fibrose cística. / Cystic fibrosis (CF) liver disease (LD) is a serious complication, being described as the third cause of death in these patients. Its prevalence varies widely, from 14.3% to 41.0% in children and adolescents. The discrepancy shown by the various clinical studies is due to the method employed for the diagnosis of LD (clinical, biochemical and/or ultrasonographic characteristics), the age of selected patients, the type of study (crosssectional or longitudinal) and the absence of a specific and sensitive marker. In 1995, WILLIAMS et al, developed an ultrasonographic score that showed a good relation to liver biochemical alterations, in order to measure the liver involvement. The score was elaborated through an evaluation of three cardinal features of hepatic ultrasound in CF: coarseness of the parenchyma, nodularity of the liver edge and increased periportal echogenicity. Regarding non-invasive markers to diagnose the hepatic disease, several have been studied, among them the hyaluronic acid (HA). Hyaluronic acid is a major mucopolysaccharide in the extracellular matrix, found in most body tissues and fluids, particularly abundant in loose connective tissue. It is synthetized in the cytoplasmatic membrane of fibroblasts and other cells, with a small part being metabolized there. Through the lymph vessels, it reaches the bloodstream and is rapidly eliminated by the liver, at the hepatic sinusoid level. In this study, we attempted to correlate the ultrasound findings with HA serum level, and thus, obtain the early diagnosis of CFLD. A cross-sectional study was performed with 57 patients with CF, all white individuals presenting mean age of 10.2 + 4.9 years. The evaluation considered clinical, laboratorial and ultrasonographic data. The patients were classified according to an ultrasonographic score into: - Group 1 (G1) – absence of liver disease: score 3- Group 2 (G2) – moderate liver disease: score 4 – 6; - Group 3 (G3) – severe liver disease: score 7 - 9. HA serum level was measured by ELISA (Enzyme Linked Immunoassay) in the CF patients and 23 healthy controls. Twenty-nine patients were included in G1, 18 in G2 and 10 in G3. The male patients presented an ultrasonographic score with more alterations (P= 0,018). The serum levels of ALT and AST in G3 were considerably higher than in G1. The serum level of GGT in G3 was higher than in G1 and G2. The percent of forced expiratory volume in the first second (%FEV1) presented a small positive correlation with Z score W/A (r= 0.31/P= 0.031). HA serum level ranged from 1.8 to 45 ng/mL (mean = 13.9), and presented a similar mean value between Groups 1,2,3 and the control group (P= 0.431), among Groups 1,2 and 3 (P= 0.24), as well as when comparing each group to the control group (all P> 0.1). There was no correlation between HA serum level and ultrasonographic score (P= 0.164). Thus, we concluded that HA lonely cannot be considered as a marker of liver disease caused by cystic fibrosis.

Orientadores: Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T17:36:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Macedo_AndreCasimirode_D.pdf: 2580147 bytes, checksum: a40d4a6b3da0d03730c34fddf3f06101 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho, estudou-se a produção de ácido hialurônico (AH) por cultivo de Streptococcus zooepidemicus em estado sólido com enfoque básico nas alterações inerentes à estímulos na concentração inicial de açúcares (CIA), concentração inicial de ascorbato (CIAsc), vazão de ar e disponibilidade de oxigênio e tamanho de partícula. O primeiro enfoque mostra a comparação entre cultivos em meio líquido (FS) e em estado sólido (FES) e a produção de AH integrada em substrato caju. Cada kg de caju pode gerar 761 mg (FES) e 1790 mg (FS) de AH, o que permite além da possibilidade de utilização integral deste resíduo, a produção consorciada para a obtenção de moléculas de AH que podem ser usadas em aplicações biomédicas. A segunda abordagem trata da adição de ascorbato ao meio, que favoreceu os efeitos de despolimerização por oxi-redução causados por radicais hidroxila, alterando a massa molar final do produto obtido, o que explica as menores massas molares obtidas em cultivos em meio de caju quando comparados a meios sintéticos. Na terceira abordagem deste trabalho observou-se os efeitos da CIA, mostrando a influência direta desta variável sobre o metabolismo microbiano e em especial sobre o comportamento da competição entre a formação de AH e a biossíntese celular (Y AH/x). O desvio metabólico para a produção de AH em relação à síntese de células é superior para a faixa entre 30-90 gr-1 em fase líquida (0,61 g.g.1 ). A quarta e última abordagem traz a importância do oxigênio no cultivo em estado sólido. Como principal resultado, observou-se a grande importância da razão entre vazão de ar/massa de açúcares. A faixa ideal observada foi de 1,27-2,8 L de ar I (g sugars. min), o rendimento Y AH/X foi máximo. Este conjunto de resultados contribui pioneiramente ao processo de produção de AH em FES e para a otimização da sua produção, assim como para um melhor entendimento do mecanismo metabólico do Streptococcus zooepidemicus. / Abstract: In this work, hyaluronic acid (HA) production was studied the in solid state cultivation (SSF) of Streptococcus zooepidemicus, focusing on metabolic changes induced by varying the initial sugar concentration (ICS), initial concentration of ascorbate (I CAse), volumetric air flow rate, oxygen availability and particle size. The first approach shows the comparison between liquid (SF) and solid state (SSF) culture medium, exploring the HA production by the cashew substrate-integrated. Each lkg of Cashew can generate 761 mg (SSF) and 1790 mg (SF) of HA, which allows, for the possibility of full utilization of this waste, with production focused on HA molecules that can be used in biomedical applications. The second approach shows that the addition of ascorbate in culture medium favored HA redox depolymerization effects by hydroxyl radicais, altering the molecular weight of the final product. This explains the lower molecular weight obtained from cashew culture medium when compared to synthetic medium. In the third part of this work, we observed the effects of the ISC, showing the direct influence of this variable on the microbial metabolism and, in particular, on the behavior of HA/Biomass Yield (Y AHfX). The metabolic deviation for the HA production related to cell synthesis is superior, in the range of 30-90 gL-1 in liquid phase (0.61 g.g-1). The fourth and last approach presents the role of oxygen in solid state cultivation. As the main result, it was we observed the importance of the ratio of air flow rate I mass of sugars. The ideal range was between 1.27-2.8 L I air (g sugars. min), for which case Y AII/X was maximum. These pioneering results contribute to the HA production in SSF, as well as to understanding the metabolic mechanism of Streptococcus zooepidemicus. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T16:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shimojo_AndreaArrudaMartins_M.pdf: 3448066 bytes, checksum: 3fb61b807d37d04fb162230b89e8166b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foram estudadas as reações de modificação química do ácido hialurônico (AH) com divinilsulfona (DVS) para preparação de géis reticulados e com carbodiimidas para preparação de fosfolipídios derivatizados. A modificação com DVS envolve os grupos hidroxílicos do AH, enquanto a modificação mediada por carbodiimida envolve os grupos carboxílicos do AH e o grupo amina do fosfolipídio. A extensão da reação de reticulação do AH com divinilsulfona (DVS) foi estudada em relação à razão mássica AH/DVS e concentração de NaOH na mistura reacional. O grau de modificação dos géis foi correlacionado com a reologia e a razão de intumescimento (RI). As reações de reticulação foram realizadas com AH de origem bacteriana de massa molar média da ordem de 105 Da. O gel plano preparado com concentrações de AH e NaCl de 3g/100g e em pH alcalino foi submetido a alto cisalhamento para produção de partículas. A reologia desses géis foi estudada em relação ao diâmetro médio das partículas e razão mássica gel/fluido. Um gel com propriedades reológicas semelhantes ao fluido sinovial foi preparado com partículas entre 75 e 100 µm e razão mássica gel/fluido (AH 1g/100g) de 75:25, o qual foi avaliado quanto à sua citotoxicidade em ensaios in vitro. Os resultados mostraram que a concentração de DVS é diretamente proporcional à dureza e à viscoelasticidade do gel, mas inversamente proporcional a RI. Os géis mostraram comportamento não Newtoniano pseudoplástico em toda a faixa de taxa de cisalhamento estudada. Nas medidas oscilatórias, foi observado comportamento característico de géis, com o módulo elástico maior que o viscoso (G'>G"), ambos independentes da frequência. Baseado nos parâmetros reológicos, os géis foram classificados em covalentes e fracos. A alcalinidade da mistura reacional foi inversamente proporcional à viscosidade do meio e à dureza do gel. O tamanho de partícula foi diretamente proporcional à dureza do gel e à viscosidade. O aumento da porcentagem da fase fluida (solução de AH 1% não reticulado) causou redução em G' e G" e nas forças de extrusão. O gel analisado in vitro não apresentou efeitos citotóxicos. O conjugado AH-fosfolipídio foi preparado através da ativação do AH com 1-ethyl-3-[3-dimethyl)aminopropyl] carbodiimide hydrochloride (EDCA) em pH 4,0 e adição do fosfolipídio 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DPPE) em pH 8,6. Os conjugados obtidos foram separados por ultrafiltração e caracterizados por cromatografia em camada delgada, ressonância magnética nuclear de próton, teor de fosfato e AH. A capacidade de incorporação do conjugado em bicamada lipídica foi avaliada através da preparação de lipossomas compostos de lecitina de ovo e DPPE, contendo 5, 10 e 15% do conjugado. Os resultados obtidos indicaram modificação do tamanho, polidispersidade e das propriedades de superfície dos lipossomas preparados com incorporação do conjugado AH DPPE. Esses resultados contribuem para o desenvolvimento de produtos à base de AH, para aplicações nas áreas médica, farmacêutica e de cosméticos / Abstract: In this work, it was studied the chemical modification of hyaluronic acid (HA) with divinyl sulfone (DVS) for the preparation of cross-linked hydrogels and with carbodiimides for the preparation of derivatized phospholipids. The modification with DVS involves the hydroxyl groups of HA, while the carbodiimidemediated modification involves the carboxylic groups of HA and the amino group of the phospholipid. The cross-linking reaction of HA with DVS has been studied regarding the HA/DVS mass ratio and NaOH concentration in the reaction mixture. The modification degree of the gels was correlated with their rheological properties and swelling ratios (SR). The crosslinking reactions were performed with bacterial hyaluronic acid of molecular weight around 105 Da. The hydrogels plans prepared with concentrations of HA and NaCl of 3g/100g and at alkaline pH were subjected to high shear to produce particles. The rheology of these hydrogels was studied in relation to the average particle size and gel/fluid mass ratio. A gel with rheological properties similar to synovial fluid was prepared with particles between 75 and 100 micrometres and gel/fluid mass ratio (HA 1g/100g) of 75:25. The cytotoxicity of this gel was evaluated through tests in vitro. The results showed that the DVS concentration was directly proportional to the hardness and viscoelasticity of the hydrogel, but it was inversely proportional to the SR. The hydrogels showed non-Newtonian pseudoplastic behavior in the range of shear rate studied. In the oscillatory measurements, the cross-linked HA hydrogels exhibited characteristic behavior of gels, with the elastic modulus higher than the viscous modulus (G' > G"), both frequency independent. Furthermore, based on the rheological parameters, the gels were classified as covalent and weak. The alkalinity of the reaction mixture was inversely proportional to the viscosity of the medium and to the hardness of the hydrogel. The particle size was directly proportional to the hardness and viscosity of the hydrogel. The increase in the percentage of fluid phase caused a reduction in G' and G" and the extrusion forces. The hydrogel analised in vitro showed no cytotoxic effects. The HA-phospholipid conjugate was prepared through the activation of HA with 1-ethyl-3-[3-dimethyl aminopropyl] carbodiimide hydrochloride (EDCA) at pH 4.0 and addition of the phospholipid 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DPPE) at pH 8.6. The conjugates were separated by ultrafiltration and characterized by thin layer chromatography, proton nuclear magnetic resonance, phosphate and HA content. The incorporation ability of the conjugate into the lipid bilayer was evaluated through the preparation of liposomes composed of egg lecithin and DPPE containing 5, 10 and 15% of the conjugate. The liposomes were characterized by size, polydispersity and zeta potential, and compared with the control (no conjugate). The results indicated modification of the size, polydispersity and surface properties of liposome-conjugates HA-DPPE. These results contribute to the development of HA-based products for applications in medical, pharmaceutical and cosmetic industries / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:31:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ogrodowski_ChristianeSaraiva_D.pdf: 2070554 bytes, checksum: 434797b23387d845e6ccd6232e5a2e99 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho estudou-se a produção de ácido hialurônico (AH) por via microbiana, correlacionando-se as variáveis do processo com a produtividade e propriedades do produto. Foram utilizas cepas de Streptococcus em fermentações descontínuas, e buscou-se obter o AH de massa molar elevada, da ordem de milhões de Da, com alta viscosidade e viscoelasticidade. Essas propriedades são requeridas para as aplicações médicas do AH no tratamento de doenças degenerativas e inflamatórias das articulações dos ossos, na reposição do fluido sinovial e como veículo de liberação de fármacos em implantes cirúrgicos. Foram avaliadas três cepas de mutantes de Streptococcus (S. equi, ATCC 39506 e 6580, e S. zooepidemicus ATCC 39920), crescidas em meio de cultura composto de glicose, extrato de leveduras e sais. A maior produção do AH com alta viscosidade e viscoelasticidade foi obtida com a cepa ATCC 39920. O planejamento fatorial completo de experimentos 22, foi utilizado para otimização do meio de cultura e indicou a maior produtividade para a razão mássica 1:1 entre as fontes de carbono (glicose) e nitrogênio (extrato de leveduras). O suprimento de oxigênio ao meio de cultura foi o principal fator para a produção do AH com as propriedades desejadas. A melhor produção foi 3,75 g/L, obtida a 2,0 vvm e agitação 150 rpm em 2,5 L de meio. O AH produzido apresentou viscosidade 913 cP, módulo elástico 73,1 Pa e massa molar 3,2 x 106 Da. O corte na alimentação de oxigênio causou despolimerização reduzindo a viscosidade e viscoelasticidade do AH. A determinação do coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio permitiu caracterizar o suprimento adequado de oxigênio ao longo da fermentação. Os resultados obtidos demonstram a potencialidade da produção do AH por fermentação submersa e contribuem para o entendimento dos mecanismos envolvidos na sua formação e polimerização / Abstract: This work studied the production of hyaluronic acid (HA) by microbial route correlating variables of the process with productivity and physico-chemical properties of the product. Strains of Streptococcus were used in batch fermentations, aiming to obtain HA with high molecular weight, in the range o millions, high viscosity and viscoelasticity. Those properties are requested for medical applications of HA in the treatment of degenerative and inflammatory diseases of joints, as well as in the replacement of the sinovial fluid and as vehicle for drug delivery in surgical implants. Initially, the performance of three strains of mutants of Streptococcus (S. equi, ATCC 39506 and 6580, and S. zooepidemicus ATCC 39920), grown in medium of culture composed of glucose, yeast extract and salts were evaluated. The largest production of HA with viscous properties and viscoelasticity was obtained with the strain ATCC 39920. Secondly, a complete factorial planning of experiments 22 using the selected strain was performed aiming optimization the culture medium. The largest productivity was obtained for 1:1 (w/w) ratio between the sources of carbon (glucose) and nitrogen (yeast extract). The supplying of oxygen to the culture medium was the limiting factor to the production of AH with the required properties. The best production obtained was 3.75 g/L, using 2.0 vvm and 150 rpm agitation in 2.5 L medium. The AH produced had viscosity 913 cP, elastic module 73.1 Pa and molecular weight 3.2 x 106 Da. The interruption in the feeding of oxygen reduced the viscosity and viscoelasticity of HA, due to depolymerization. The determination of the volumetric coefficient for oxygen transfer allowed to detect changes in medium along fermentation. The obtained results demonstrate the potentiality of the production of HA by submerged fermentation and also contribute to the understanding of the mechanisms involved in HA formation and polymerization / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Ácido Hialurônico (HA) é um componente da matriz extracelular, responsável pela hidratação e manutenção do equilíbrio osmótico tecidual. Concentrações de HA estão elevadas em vários tipos de cânceres, incluindo próstata. Hialuronidases (HAases), são uma família de enzimas relacionadas com a propagação de infecções bacterianas, toxinas de venenos e progressão tumoral. A quebra do HA em pequenos fragmentos (3-25 dissacarídeos) promovidos pela ação das HAases tipo Hyal1, Hyal2 e Hyal3, está relacionada à promoção do câncer através da indução da angiogênese e estímulo a proliferação através de ativação da via tirosina quinase. Algumas isoformas de HAases, descritas como produto de splicing alternativo, possuem atividade enzimática diversificada. A heterogeneidade de expressão das HAases foi identificada em alguns tipos de câncer e pode ser correlacionada com o comportamento diferenciado dos tumores. Para este trabalho estudamos amostras de 55 pacientes submetidos a prostatectomia radical por carcinoma de próstata (CP) . A média de idade foi 66 anos e o tempo médio de seguimento 73,7 meses. Os pacientes foram divididos em dois grupos para análise dos resultados: 1- Escore de Gleason (EG) >=7 (30) e EG <=6 (25). 2- Comportamento tumoral (recidiva-19, e não recidiva-36), considerando o nível sérico de Antígeno Específico da Próstata (PSA) 0,2 ng/mL. O grupo controle foi representado por 11 pacientes com hiperplasia prostática benigna, submetidos à ressecção retropúbica. As HYAL foram identificadas por PCR, com uso de primers específicos para as variantes 1, 2, 3, 4 e 5 e wt da HYAL1, wt da HYAL2, e wt e variantes 1, 2 e 3 da HYAL3. As HYAL mais freqüentemente expressas pelo CP foram HYAL2-wt (65,4%), HYAL1-v1 (63,3%) e HYAL3-wt (47,2%). Em tecidos prostáticos benignos, a HYAL3-v1 foi expressa em 90,9% dos casos, estando presente em 36% dos tumores com EG baixo, e não expressa em tumores com EG alto (p=<0,001). Nos tumores sem recidiva HYAL1-v3 foi expressa em 30,5% dos casos versus 5,2% em casos que recorreram (p=0,041). HYAL3 v2, foi expressa por 33,3% dos tumores que não recorreram e não expressa em tumores que recorreram (p=0,002). Concluímos que a expressão de HYAL1-v3, HYAL3-v1 e HYAL3-v2 está relacionada a tumores mais diferenciados e com menores taxas de recidiva, podendo ser utilizadas como marcadores na prática clínica identificando candidatos a terapias mais conservadoras. / Hyaluronic acid (HA) is a component of the extracellular matrix that hydrates and maintains the osmotic balance of tissues. HA concentration is elevated in several cancers including prostate. Hyaluronidases (HAases) are a family of enzymes related to the spread of bacterial infections, toxins of venoms and probably cancer progression. Small fragments of HA are generated by HAase Hyal1, Hyal2 and Hyal3, stimulating endothelial proliferation and activating mitogen-activated protein kinase pathway. Several isoforms of HAases have been described as a product of alternative splicing, and are responsible for differences in the enzyme activity. The heterogeneity of HAses expression has been identified in tumors and could be related to the differences in their biological behavior. Fifty-five patients submitted to radical prostatectomy for prostate cancer (PC) were the subject of this study. The mean age was 66 years old and the mean follow-up was 73,7 months. Patients were divided into two groups for the analyses: 1- High Gleason score (GE) >=7 (30) and low Gleason score <=6 (25). 2- Tumor behavior; recurrence - 19 and nonrecurrence - 36. Biochemical recurrence was considered when PSA was higher than 0.2 ng/mL. The control was represented by 11 patients submitted to retropubic prostate resection for benign prostatic hyperplasia. The alternative splicing forms of HYAL were identified by PCR, and the primer sequences identified variants 1, 2, 3, 4, 5 e wt of HYAL1, wt of HYAL2, wt and variants 1, 2 and 3 of HYAL3. The HYAL more frequently expressed by PC was HYAL2-wt (65.4%), HYAL1-v1 (63.3%) and HYAL3-wt (47.2%). In benign prostate tissue the main expressed HAase was HYAL3-v1 in 90.9%, being present in 36% of low Gleason score tumors and not expressed by tumors with high Gleason score (p=<0.001). For tumors that not recurred there was expression of HYAL1-v3 in 30.5% of the cases vs. 5.2% in cases that recurred (p=0.041). The same difference was noted regarding the expression of HYAL3-v2, that was expressed by 33.3% of tumors that not recurred and not expressed by tumors that recurred (p=0.002). We conclude that there is a profile of HAase related to low Gleason score and non-recurrent PC that is characterized by expression of HYAL1-v3, HYAL3-v1 and HYAL3-v2 that could be used in clinical practice to choose a better treatment.

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_AnayladosSantos_D.pdf: 1255579 bytes, checksum: 2c0a223e27891ba584d4f621ffa8e2bd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O Ácido hialurônico (AH) é um polissacarídeo linear com importantes aplicações na indústria farmacêutica, médica e cosmética, fazendo-se necessária sua purificação por ser oriundo de uma variedade de fontes, animal e não animal. Assim sendo, o presente trabalho discorre sobre a separação do AH produzido por fermentação em meio de cultura sintético, utilizando a técnica cromatográfica de exclusão por tamanho. Determinaram-se as melhores condições de separação utilizando, inicialmente, uma coluna de exclusão por tamanho operando em batelada. Estas condições foram mantidas em todos os ensaios e serviram de modelo para a obtenção dos parâmetros para o escalonamento do processo. Ainda em batelada, avaliou-se a inserção da técnica cromatográfica de troca iônica acoplada à exclusão por tamanho, com o intuito de aprimorar a separação do AH, averiguando resinas de caráter catiônico e aniônico. Realizou-se um estudo comparativo entre o processo em batelada, com e sem a inserção da troca iônica, e o semicontínuo operado com reciclo externo estacionário (REE), visando a obtenção de frações de AH e proteínas com elevado grau de pureza. Considerando-se o processo semicontínuo operado em REE foram avaliados diferentes volumes de reciclo, sendo eles 1,0; 1,5; 2,25 e 3,0 mL. Os resultados obtidos com o processo semicontínuo em REE alcançaram um percentual de purificação entre 92% e 97% para o AH, trabalhando-se com volumes de reciclo de 1,0 a 3,0 mL, enquanto que para as proteínas mostrou-se inviável. A inserção da cromatografia de troca iônica mostrou-se promissora com o uso da resina catiônica, apresentando 98% de pureza com um rendimento de 99% para o AH; ao contrário da resina aniônica que exibiu uma perda mássica de AH em torno de 50%. O escalonamento do processo cromatográfico de exclusão por tamanho mostrou-se possível, apresentando resultados semelhantes à operação em batelada / Abstract: The hyaluronic acid (HA) is a linear polysaccharide with important applications in the pharmaceutical, medical and cosmetics industry. Its purification is necessary because it is in a mixture coming from a variety of sources, animal and non-animal. The aim of this work is the separation of HA obtained by fermentation in synthetic medium, using the technique of size exclusion chromatography. The best conditions for HA separation were determined using, initially, a batch operation size exclusion column. These conditions were maintained in all trials and served to obtain the parameters for the large scale process. The batch operation also evaluated the ion exchange chromatography technique coupled to size exclusion, in order to enhance the separation of HA by examining cationic and anionic resins. A comparative study was carried out between the batch process, with and without the inclusion of ion exchange, and the semi-batch process with steady state recycling (SSR), in order to obtain fractions of HA and proteins with high purity. The semi-batch process operated with SSR assessed in differents volumes of recycle (1.0, 1.5, 2.25 and 3.0 mL). The results obtained with the semi-batch process with SSR achieved a purification percentage between 92 % and 97% for HA, working with recycle volumes from 1.0 to 3.0 mL, showing to be feasible for HA, while for the proteins proved to be unfeasible, with a maximum of 60 % purity. The ion-exchange chromatography obtained good results with the use of cationic resin, with 98% of purity and a yield of 99 % for HA, unlike the anionic resin which exhibited a mass loss of HA around 50 %. The scale-up process for size exclusion chromatography proved to be possible, with similar results to batch operation / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Lucimara Gaziola de La Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_GabrieladeSaCavalcanti_M.pdf: 2289921 bytes, checksum: fab97f76a524bba1b46aeeb55756ed3f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta pesquisa visou o desenvolvimento de lipossomas catiônicos contendo o DNA plasmideal e recobertos com o ácido hialurônico, para o desenvolvimento de novas estratégias de vacinas gênicas. Os lipossomas foram compostos dos lipídios: fosfatidilcolina natural de ovo (EPC), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE) e 1,2-dioleoil-3-trimetilamônio-propano (DOTAP). A primeira etapa, avaliou-se a influência do tipo de lipossoma (extrudado ou DRV - "Dehydrated-rehydrated") e de duas massas molares de ácido hialurônico (HA 6 e 16 kDa) nas propriedades dos complexos finais. Lipossomas extrudados apresentaram diâmetro médio reprodutível, quando comparado com lipossomas do tipo DRV. Surpreendentemente, complexos formados por lipossomas extrudados e HA 16 kDa apresentaram diâmetro na faixa nanométrica (200-400nm). Na segunda etapa, estudou-se o efeito da incorporação de um DNA modelo nas estruturas contendo HA e lipossomas catiônicos através da construção do perfil de diâmetro médio e potencial zeta em função da razão molar entre as cargas positivas (dos lipídeos catiônicos) e das cargas negativas proveniente do DNA (R+/-). A proporção escolhida foi R+/- = 3, pois permite toda a incorporação do DNA na estrutura lipossomal. Estudos de transfecção mostraram que a presença do HA nas estruturas eleva a eficiência de transfecção em células HeLa, porém de forma independente da quantidade de HA. A partir destes estudos, amostras contendo LACKDNA/Lipossomas catiônicos/HA foram preparadas e enviadas para estudos in vivo no Laboratório de Imunofarmacologia - Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho - UFRJ para avaliação da capacidade destas nanoestruturas na vacinação contra a Leishmaniose / Abstract: This research has the goal of develop a vaccine composed of liposome containing DNA and covered by hyaluronic acid as a new strategy for gene delivery. The hyaluronic acid is a natural polysacaride with mucoadhesive properties and has been used in vaccines using nasal route. This biopolymer allows the increase in the gene delivery in liposome systems because it has specific sinals for the cells, CD44 and RHAMM. The liposomes use in this research are composed of egg phosphatidylcholine(EPC), 1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammonium propane(DOTAP), l-alpha-dioleoyl phosphatidylethanolamine(DOPE), and hyaluronic acid used was of low molecular weight (6 and 16 kDa). The first step study the influence of the kind of liposome (extruded liposome or DRV - "Dehydrated-rehydrated") and polymer mplecular weight. The final properties of the systems were checked. Extruded liposomes show diameter results more reproductive compared to DRV. The complexe of HA 16 kDa and extruded liposomes has the diameter in the nano scale (200-400 nm). The morphology of these complexes indicat the HA is covering the liposome. In a second step study the DNA incorporation in liposome using the construction of diameter and zeta potential profile in function of molar charge ratio ( positive molar charge from cationic lipid/ molar negative charge ratio from DNA).The best molar charge ratio considered was 3 for futher studies with liposome , DNA and HA. Transfection studies demonstrated that the HA presence increase the eficience of gene delivery in HeLa cells, no matter the amount of HA. Using this study, the structures composed of liposome/LACKDNA/HA, are prepared to be used in in vivo and in vitro studies of Leishmanioses in the Carlos Chagas Institute/UFRJ / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestra em Engenharia Química

Orientador: Hernandes Faustino de Carvalho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:46:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DellaColleta_HeloisaHelenaMithie_D.pdf: 16554432 bytes, checksum: 3046f144e8b83691470f7c16b5fb5a41 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O hialuronam (ou ácido hialurônico, AR) é um importante componente do espaço matrice1ular, estando presente tanto na matriz extracelular, como na superficie das células. Suas funções são variadas, mas estão sempre associadas à criação de um espaço pouco denso e extremamente hidratado, permitindo a proliferação e migração celular, típicas de processos como a embriogênese, cicatrização e invasão tumoral. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo do metabolismo do ácido hialurônico na próstata ventral de ratos. Numa primeira etapa foi verificado o efeito da castração por 7, 14 e 21 dias sobre. o conteúdo e distribuição do AR, assim como uma avaliação do papel da HA. sintase 2 (HAS2) e da hialuronidase 1 (Hyall). Para tanto, foram empregados ensaios de marcação tecidual de AH com a utilização de sonda marcada com fluoresceína, quantificação deAH por ensaio competitivo, determinação dos tamanhos das cadeias de AH por cromatografia em gel filtração, determinação dos níveis de expressão das enzimas HAS2 e Hyall por Real Time PCR, localização desta expressão por hibridação in situ e localização do receptor CD44 por imunohistoquímica. Na segunda etapa, foram estudadas células musculares lisas (CML) isoladas de ratos e mantidas em cultura, quanto à expressão de marcadores da diferenciação deste tipo celular e quanto à produção de AH, utilizando. imunocitoquímica e RT-PCR para marcadores de CML, imunocitoquímica para o receptor CD44, quantificação de AH por ensaio competitivo e por medida de área de coat. Os resultados demonstram que o AR é encontrado tanto no epitélio quanto no estroma prostático e que há uma redução no conteúdo total de AR na próstata ventral, com um predomínio de cadeias curtas. Além disto, foi verificado que estas modificações são, ao menos em parte, devidas à manutenção da expressão da HAS2 e um aumento na expressão da Hyall. Foi observado também, por outro lado, que ocorre uma diminuição na atividade da hialuronidase lisossomal. Experimentos de hibridação in situ demonstraram a presença da HAS2 no epitélio e em diversas células do estroma, com exceção das células musculares lisas e endoteliais. Com a castração, a expressão da HAS2 e da Hyall aumenta no estroma. Foi demonstrado também que as células musculares lisas prostáticas de rato em cultura mantêm a expressão de marcadores da diferenciação (smoothelin, SM22 e calponina) e que esta expressão não foi dependente de insulina-nemtestosterotta. A concentração de ácido hialurônico no meio de cultura variou nas diferentes passagens (0-8), assim como variou o tamanho do coa! ao redor das células. Surpreendentemente, nas passagens 3 e 4 houve uma queda brusca na síntese de HA Os- resultados demonstram uma modificação no padrão expressão e de distribuição do ácido hialurônico na próstata ventral de ratos, com o comprometimento de diversos tipos celulares, que resultam na diminuição do conteúdo total. Conclui-se também que células musculares lisas em cultura mantêm-se diferenciadas e que são capazes de sintetizar e formar um coa! na sua superficie / Abstract: Hyaluronan (or hyaluronic acid, HA) is an important component ofthe matricellularspace. It is found in both extracelular matrix and at the cell surface. It has many functions, but is always associated with the establishment of a looser and hydrated space, allowing the cells to proliferate and migrate, in processes such as embryogenesis, healing and tumor invasion. In this work, we have studied some aspects ofHA metabolism in the rat ventral prostate. In a firt series of experiments, the effect of castration for 7, 14 and 21 days on the content and distribution of HA, as well as an evaluation of the function of HA synthase 2 (HAS2) and hyaluronidase 1 (Hyall). For this, were done tecidual HA localization with fluorescein probe, measurement of HA content in a competitive binding assay, determination of HA chain size variation using gel filtration cromatography, determination of expression levels ofHAS2 and Hyall enzymes by Real Time PCR, localization ofthese expression by in situ hybridization and CD44 localization by immunohistochemistry. In a second series of experiments, the rat prostatic smooth musc1e cells (SMC) were isolated and maintainedin vitro for the study of the expression of molecular markers of the differentiated state and of the production of HA, using immunohistochemistry e RT-PCR for SMC markers, immunocitochemistry for CD44 receptor, HA quantification by competitive bindingassay and measurement of coat area. The results demonstrate that HA is found in both epitheJium and stroma and that there is a decrease in the total amount of HA in the organ afier castration, with a predominance of short chains. Besides, it was observed that these modifications are, at least in part, due to a sustained expression of HAS2 and an increased expression of Hyall. On the other hand, a reduction in lysosomal hyaluronidase activity was also observed. In situ hybridization showed the presence of HAS2 mRNA in both epithelium and stroma. Different stromal cells, with the exception of SMC and endothelial cells, expressed HAS2. Castration resulted in increased expression of HAS2 and Hyall in the stroma. It was also demonstrated that SMC kept inculture express the differentiation markers smoothelin, SM22 and calponin and that this expression pattern was not dependent on either insulin or testosterone. The concentration of HA in the culture medium and the size of the cell coat varied as cells were subcultured through passages 0-8. Surprisingly; a severe drop in HA synthesis was observed at passages 3 and 4. The results demonstrate a modification in the pattem of expression and distribution of HA in the rat ventral prostate in response to castration, and the involvement of different cell types in the decreasing amount ofHA. lt is also concluded that SMC preserve the differentiated state in culture and that they are able to assemble a HA coat / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

Orientadores: Olga Maria de Toledo Correa, Paulo Pinto Joazeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:23:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_EduardoAnselmo_M.pdf: 5637432 bytes, checksum: 7856ba76c45912e029c4e039ce280e21 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O tecido interpúbico no camundongo é conhecido pelas rápidas adaptações sofridas devido as novas demandas impostas durante a prenhez, parto e pós-parto. O desenvolvimento de um ligamento interpúbico é explicado em parte pelas modificações observadas na hidratação deste tecido, assim como, pela presença de Ácido Hialurônico (AH). O presente estudo focou-se na presença do AH na sínfise púbica, uma vez que pouco se sabe a respeito do seu papel durante as modificações sofridas neste período. A localização e quantificação do AH, por meio de uma sonda específica para AH, foi feita em amostras de sínfises púbicas de camundongos virgens, com 12 a 18 dias de prenhez, no dia do parto (D19) e durante o 3° e 5° dia pós-parto. A análise quantitativa fluorométrica indicou um aumento gradual no AH do tecido interpúbico durante a prenhez, seguido de uma diminuição já presente no dia do parto. A análise histoquímica demonstrou a presença de AH na matriz extracelular deste tecido assim como dentro das células. Baseado nestes resultados, pudemos demonstrar a provável participação do AH em três processos. Quando encontrado na matriz extracelular, o AH contribui para a formação de uma estrutura flexível, de consistência rígida, que vai permitir a passagem do feto pelo canal de parto. Ao passo que, quando encontrado intracelularmente, o AH contribui em dois processos distintos: até o 18° dia de prenhez, o AH participa nos processos de proliferação celular, através de possíveis interações com moléculas e estruturas importantes neste processo. O AH talvez também contribua para a proliferação através da formação de uma zona hidratada ao redor das células facilitando o destacamento das mesmas de seu substrato. Finalmente, após o parto e até o 5° dia pós-parto o AH contribui para a manutenção do fenótipo miofibroblástico destas células ajudando no processo de involução sofrido pelo tecido interpúbico no pós-parto / Abstract: The interpubic tissue in mice is known to rapidly adapt itself to the ali new demands imposed during pregnancy, partum and post-partum. The development of an interpubic ligament may be explained, in part, due to the modifications observed in the hydration of this tissue, as well as, the presence of hyaluronan (HA). The present study focuses on the presence of HA in the pubic symphysis, since still very little is known of its role during the modifications suffered through this period. The localization and quantification of HA using a HA-probe were studied in samples of mice pubic symphyses from virgin, 12th to 18th days of pregnancy, the day of delivery (D19) and during 3 and 5 days post-partum. The quantitative fluorimetric analysis indicated a gradual increase of HA in the interpubic tissue throughout pregnancy, being followed by a decrease already present on the day of the delivery. In addition, the histochemical analysis demonstrated the presence of HA in the extracellular matrix of the tissue as well as within its cells. Based on these results, it can be shown that HA may participate in three processes during pregnancy, partum and post-partum. While found in the extracellular matrix, HA contributes in the formation of a flexible structure, yet of rigid consistency, that allows the passage of the embryo for the birth canal. Whereas, while found intracellular, HA contributes in two distinct processes: until the 18th day of pregnancy, HA participates in the process of cellular proliferation through its possible interaction with mitotic cells. HA may also contribute to cellular proliferation through the formation of a hydrated zone from parturition as well as the 5th day post-partum HA contributes to the maintenance of the myofibroblastic phenotype of these cells, aiding in the process of involution suffered by the interpubic tissue following parturition / Mestrado / Biologia Celular / Mestre em Biologia Celular e Estrutural