Neste trabalho avaliou-se o comportamento coloidal de suspensões nasais contendo micropartículas de celulose (MCC-NaCMC) com o objetivo de desenvolver um produto genérico compatível com o produto referência de mercado. As propriedades reológicas destas formulações possuem alta influência nos atributos críticos de qualidade do produto, como uniformidade de dose, devido sedimentação durante estocagem em prateleira, e também na performance in-vitro/ in-vivo. Realizaram-se testes com diferentes concentrações de MCC-NaCMC e diferentes parâmetros de processo (tempo e taxa de cisalhamento) utilizando um planejamento de experimentos (DoE) de superfície de respostas através de um modelo composto central. As respostas avaliadas foram tamanho de partículas (quantidade em porcentagem de partículas menores que 1µm e D90) através da técnica por difração a laser e viscosidade/tixotropia através de um reômetro rotacional. Influências significativas dos três fatores e efeitos sinérgicos entre eles nas respostas analisadas foram observadas. Desta maneira foi possível obter respostas próximas ao do produto referência de mercado através deste mapeamento. Observou-se também uma alta correlação entre as respostas, pois este estudo mostrou que o tamanho das partículas coloidais controla a viscosidade e tixotropia das dispersões coloidais. Este trabalho mostrou a significativa influência das etapas de processo no comportamento coloidal das formulações. Idealmente o processo deveria ser monitorado por medidas reológicas, porém este controle é inviável devido ao tempo para a reestruturação do sistema (24 horas). Portanto, a melhor alternativa seria o monitoramento do processo por análise de tamanho de partículas online. / In this work, the colloidal behavior of nasal suspensions containing cellulose microparticles (MCC-NaCMC) was evaluated, in order to develop a generic product compatible with the brand-name product. The rheological properties of these formulations have high influence on the critical quality attributes of the product, such as dose uniformity, due to sedimentation during shelf life, and also on in-vitro/in-vivo performance. Tests were performed with different concentrations of MCC-NaCMC and different process parameters (time and shear rate) using a Design of Experiments (DoE) with response surface by central composite design. The responses evaluated were particle size (amount in percentage of particles smaller than 1m and D90) by means of laser diffraction, and viscosity / thixotropy using a rotational rheometer. Significant influences of the three factors and synergic effects among responses were observed. Through this mapping it was possible to obtain nearby responses to the brand-name product. There was also a strong correlation between the responses, because the size of colloidal particles controlled the dispersion viscosity and thixotropy. This study showed the significant influence of the process steps on the colloidal behavior of the formulations. Ideally the process should be monitored by rheological measurements, but this control is not feasible due to the time required for the system rebuilding (24 hours). Therefore, the best alternative would be monitoring the process by the online particle size analysis.

Neste trabalho avaliou-se o comportamento coloidal de suspensões nasais contendo micropartículas de celulose (MCC-NaCMC) com o objetivo de desenvolver um produto genérico compatível com o produto referência de mercado. As propriedades reológicas destas formulações possuem alta influência nos atributos críticos de qualidade do produto, como uniformidade de dose, devido sedimentação durante estocagem em prateleira, e também na performance in-vitro/ in-vivo. Realizaram-se testes com diferentes concentrações de MCC-NaCMC e diferentes parâmetros de processo (tempo e taxa de cisalhamento) utilizando um planejamento de experimentos (DoE) de superfície de respostas através de um modelo composto central. As respostas avaliadas foram tamanho de partículas (quantidade em porcentagem de partículas menores que 1µm e D90) através da técnica por difração a laser e viscosidade/tixotropia através de um reômetro rotacional. Influências significativas dos três fatores e efeitos sinérgicos entre eles nas respostas analisadas foram observadas. Desta maneira foi possível obter respostas próximas ao do produto referência de mercado através deste mapeamento. Observou-se também uma alta correlação entre as respostas, pois este estudo mostrou que o tamanho das partículas coloidais controla a viscosidade e tixotropia das dispersões coloidais. Este trabalho mostrou a significativa influência das etapas de processo no comportamento coloidal das formulações. Idealmente o processo deveria ser monitorado por medidas reológicas, porém este controle é inviável devido ao tempo para a reestruturação do sistema (24 horas). Portanto, a melhor alternativa seria o monitoramento do processo por análise de tamanho de partículas online. / In this work, the colloidal behavior of nasal suspensions containing cellulose microparticles (MCC-NaCMC) was evaluated, in order to develop a generic product compatible with the brand-name product. The rheological properties of these formulations have high influence on the critical quality attributes of the product, such as dose uniformity, due to sedimentation during shelf life, and also on in-vitro/in-vivo performance. Tests were performed with different concentrations of MCC-NaCMC and different process parameters (time and shear rate) using a Design of Experiments (DoE) with response surface by central composite design. The responses evaluated were particle size (amount in percentage of particles smaller than 1m and D90) by means of laser diffraction, and viscosity / thixotropy using a rotational rheometer. Significant influences of the three factors and synergic effects among responses were observed. Through this mapping it was possible to obtain nearby responses to the brand-name product. There was also a strong correlation between the responses, because the size of colloidal particles controlled the dispersion viscosity and thixotropy. This study showed the significant influence of the process steps on the colloidal behavior of the formulations. Ideally the process should be monitored by rheological measurements, but this control is not feasible due to the time required for the system rebuilding (24 hours). Therefore, the best alternative would be monitoring the process by the online particle size analysis.

The transcription initiation is the first step in gene expression and an important regulation step in all living organisms. In bacteria, it has been proposed that DNA bending and its wrapping on the surface of E. coli RNAP might facilitate the opening of the transcription bubble, which is necessary for the initiation of gene transcription. In this work, it is shown the first structural study to evaluate a DNA wrapping model, including its length and the relative position in the bacterial transcription initiation complex (RP complex), assembled between RNA polymerase-σ70 holoenzyme (RNAP) and a λPR promoter (-100 to +30 wild type). RP complex was prepared and negatively stained with 2% uranyl acetate on a thin-carbon coated grid and the data acquisition of 500 images was performed in a JEM-2100 (JEOL, Japan) microscope equipped with an F-416 CMOS camera (TVIPS, Germany). Single particle analysis of 16,015 particles, grouped in 666 class-averages, was conducted using IMAGIC 4D software (Image Science, Germany) to obtain a three-dimensional model of the RP complex at 20Å resolution. After the rigid-body fitting of the RNAP crystallographic structure (PDB 4YG2) and the modeled DNA promoter, it was observed that the regions 1.2 and 4.2 of the σ70 subunit interacts with the consensus zones, -10 and -35 hexamers of the promoter. Furthermore, it was possible to observe that αCTDs (C-terminal domain) in both alpha subunits would be oriented to facilitate the interaction with the first and second UP-elements regions, respectively (centered around –50 and -75 positions in the promoter). These was enabled by the presence of the characteristics motifs helix-hairpin-helix in these domains. In addition, the downstream DNA, from the transcription bubble, appears to be inside the protein main channel, oriented in a way to enable interactions with the RNAP clamp and jaws. Finally, it was observed that the DNA wrapping has ~32 nm of total length and involves a promoter bent of ~255° around the RNAP surface. The 3D-model obtained in this study is the very first direct structural confirmation of the DNA promoter wrapping in a bacterial transcription initiation complex. / A iniciação da transcrição é o primeiro passo na expressão gênica e importante ponto de regulação em todos os organismos vivos. Em bactérias, foi proposto que o enovelamento do DNA na superfície da RNAP de E. coli pode facilitar a abertura da bolha de transcrição, necessária para o início da transcrição gênica. Neste trabalho, é apresentado o primeiro estudo estrutural direto para avaliar o comprimento do enovelamento do DNA e sua posição no complexo de iniciação da transcrição bacteriana (complexo RP), montado entre a holoenzima RNA polimerase-σ70 (RNAP) e um promotor λPR (-100 para +30, tipo selvagem). Amostras do complexo RP foram preparadas e contrastadas negativamente com 2% de acetato de uranila em uma grade com filme fino de carbono e a aquisição de 500 imagens foi realizada em um microscópio JEM-2100 (Jeol, Japão) equipado com uma câmera CMOS F-416 (TVIPS, Alemanha). A análise de partículas isoladas de 16.015 partículas, agrupadas em 666 médias de classe, foi conduzida usando o software IMAGIC 4D (Image Science, Alemanha) para obter um modelo tridimensional do complexo RP, a 20Å de resolução, estimado pelo critério de ½ bit. Após o ajuste de corpo rígido da estrutura cristalográfica da RNAP (PDB 4YG2) e do promotor de DNA modelado, observou-se que as regiões 1.2 e 4.2 da subunidade σ70 interagem com as zonas de consenso, hexâmeros -10 e -35, do promotor. Além disso, foi possível observar que os αCTDs (domínio C-terminal) em ambas as subunidades alfa estariam orientados para facilitar uma possível interação com a primeira e segundas regiões dos elementos UP, respectivamente (centradas em torno das posições –50 e -75 do promotor). Estas seriam possíveis devido à presença de alguns motivos de características hélice-grampo-hélice nesses domínios. Além disso, a região do promotor, downstream da bolha de transcrição, parece estar dentro do canal principal da proteína, orientado de forma a possibilitar interações com o clamp e jaw da RNAP. Finalmente, foi observado que o comprimento total do enovelamento de DNA envolve cerca de 32 nm e 255° de rotação do DNA ao redor da superfície da RNAP. Portanto, este modelo 3D é a primeira confirmação estrutural direta do enovelamento de DNA em um complexo bacteriano de iniciação da transcrição.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011