Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2646_1.pdf: 4881014 bytes, checksum: c2c2e45d96e51c21b4c76b3c12792f5d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Radiomodificadores são substâncias que podem se comportar como radioprotetores ou radiosensibilizadores. E ainda podem alterar o metabolismo e captação dos radiofármacos na biodistribuição, o que pode resultar em erros no diagnóstico em medicina nuclear. Muitos produtos naturais podem se comportar como radiomodificadores, e a Punica granatum L. (Romã) apresenta diversas características, como a capacidade antioxidativa, que a indica como um provável radiomodificador. Dessa forma, o presente trabalho teve o objetivo de avaliar a capacidade que a polpa da Romã possui em alterar a captação do tecnécio-99m (99mTc) na biodistribuição, e comparar se essa captação modifica frente a animais sadios e com Sarcoma 180, bem como em relação a forma que é administrada. Associado a estes aspectos, avaliar a capacidade antitumoral, antinflamatória e radioprotetora. Em todo os experimentos foram empregados camundongos machos Swiss. Os animais sadios, receberam a implantação do Sarcoma 180 na região subaxilar direita. A biodistribuição foi realizada 24 horas após o tratamento com a Punica granatum L., e os animais foram eutanasiados rapidamente após 30 minutos da administração do 99mTc. Os órgãos foram retirados para pesagem e contagem da radiação em contador gama. A atividade antitumoral foi analisada baseada no indice de inibição tumoral (TWI). A avaliação antinflamatória foi realizada empregando o modelo da carragenina para provocar a ação inflamatória. E para avaliação do aspecto radioprotetor foi utilizada a dosagem da glutationa reduzida (GSH) após irradiação com cobalto-60 (60Co). Os resultados obtidos destacam-se pela possibilidade de demonstrar a ação da polpa de uma fruta tão exótica e de grande emprego pela população nordestina, resaltando que sua atividade pode ser modificada dependentemente da presença do câncer, e da sua forma de administração. Na biodistribuição foi demonstrado que a polpa da romã, nos animais que não tinham tumor, reduziu a captação do 99mTc apenas no intestino grosso e estomago, enquanto aumentou a captação na tireóide. Em animais com sarcoma 180, que foram tratados após a implantação do tumor ocorreu redução significativa da captação na grande maioria dos órgãos. Mas, nos animais que foram tratados antes e após a implantação do Sarcoma 180, ocorreu aumento da captação no pulmão, coração, pâncreas, estômago, tireóide e tumor. Estes resultados demonstram a capacidade que a polpa da romã possui em alterar a biodistribuição nos tecidos. A polpa da romã também apresentou atividade antitumoral, antinflamatória e provável ação radioprotetora decorrente da elevação dos níveis de GSH nos animais irradiados

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: Nanopartículas Magnéticas (NPMs) são estruturas com grande potencial para inúmeras aplicações biomédicas. As NPMs podem ser revestidas, associando-as a moléculas, que além de aumentar sua biocompatibilidade, aumentam sua estabilidade coloidal e controlam suas dimensões. Para melhor entender o comportamento biológico e farmacocinético de NPMs com novos revestimentos é importante analisar alguns parâmetros como tempo de circulação e biodistribuição in vivo. Neste sentido, foi utilizada a técnica de Biosusceptometria AC (BAC), uma técnica de baixo custo e fácil manuseio, a fim de caracterizar e quantificar estes parâmetros farmacocinéticos para dois diferentes tipos de núcleos de NPMS (magnetitas e ferritas) com diferentes tipos de revestimento (Glicerol, Glicose, Glicose-Biotina, Glicerol-Biotina, Glicerol-Folato, Glicose-Folato, Dopamina, Tiron, Citrato e PEG). Assim, foram realizados experimentos envolvendo animais (ratos Wistar), divididos entre 11 diferentes grupos (de acordo com cada tipo de NPM). As NPMs foram administradas endovenosamente nos animais e monitoradas na circulação sanguínea in vivo e em tempo real. No final desse experimento, os animais foram sacrificados e coletados os órgãos para o estudo de biodistribuição ex vivo. Foram obtidos tempos de circulação na ordem de minutos na grande maioria da NPMs e o padrão de biodistribuição demonstrou uma preferência de acúmulo nos fígados e baços dos animais. Devido ao tamanho reduzido e rápida eliminação, as partículas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Magnetic Nanoparticles (MNPs) are structures with great potential for numerous of biomedical applications. MNPs can be coated, binding with molecules, which increase their biocompatibility, increasing their colloidal stability and control their size. In order to understand the biological and pharmacokinetic behavior of the new coatings of MNPs, it is important to analyze a few parameters such as circulation time and in vivo biodistribution. In this study, the AC Biosusceptometry (ACB) technique was used, a low cost and easy handling technique, in order to characterize and quantify these pharmacokinetic parameters for two different type of MNPs core (magnetite and ferrites) with different types of coating (Glycerol, Glucose, Glycerol-Biotin, GlucoseBiotin, Glycerol-Folate, Glucose-Folate, Dopamine, Tiron, Citrate and PEG). Thus, experiments were carried out involving animals (Wistar rats), divided betweem 11 differents groups (according to each type of MNPs). MNPs were administered intravenously to animals and monitored in blood circulation in vivo and in real time. At the end of this experimente, the animals were sacrificed and organs were colected for the study of biodistribution ex vivo. Circulation times in order of minutes were obtained in the majority of MNPs and the pattern of biodistribution demonstrated a preference for accumulation in the livers and spleens of the animals. Due to the small size and rapid elimination, the particles presented short circulation times, h... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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Made available in DSpace on 2014-06-12T16:32:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6447_1.pdf: 6584452 bytes, checksum: c8a5793291a13a26d4d865eaa587582f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Ricinus communis L. é popularmente conhecida como carrapateira, mamona e pertence à família das Euforbiáceas. Possui três sementes em cada fruto, das quais é extraído o óleo de rícino. A fração não-oleosa, que é resultante da expressão do óleo, contém proteína tóxica (ricina) que é utilizada como adubo orgânico. Neste estudo foi avaliada a influência do Ricinus communis na atividade antitumoral, fragilidade osmótica, marcação (in vitro) de elementos sanguíneos com pertecnetato de sódio (Na99mTcO4) e morfologia celular; na biodistribuição com Tc-99m em animais sadios e com indução tumoral e análise de proteínas totais; como também a marcação e controle radioquímico do extrato com Tc-99m. Após 48 horas do implante do Sarcoma 180, os camundongos machos foram tratados com o extrato durante sete dias, sendo sacrificados após este período e os tumores dissecados e pesados. Na fragilidade osmótica, amostras de sangue de ratos Wistar foram incubadas com o extrato de R. communis e com soluções de NaCl (0,4; 0,7; 0,9%). Na marcação das células vermelhas do sangue (in vitro), amostras de sangue foram obtidas de ratos Wistar e incubadas com diferentes concentrações de R. communis, para o controle foi utilizado NaCl 0,9% e adicionados o cloreto estanoso (SnCl2) e o Tc-99m. As frações de plasma (P) e de hemácias (H) foram separadas e, também, precipitadas com ácido tricloroacético a 5% obtendo as frações solúvel (FS) e insolúvel (FI), sendo analisado também a morfologia das células. A percentagem de radioatividade (%ATI) de cada uma das frações foi calculada. Na biodistribuição foi realizado o implante tumoral nos dois grupos tratados com R. communis e o controle com solução salina 0,9%, injetados por via IP, em dose única por 7 dias, os animais foram sacrificados no 8° dia, 20 minutos após a administração do Tc-99m. Os órgãos foram isolados e a percentagem de radioatividade (%ATI) de cada órgão foi calculada; do sangue foi retirado o soro dos animais e feito a avaliação das proteínas totais. O extrato foi marcado com pertecnetato de sódio e cloreto estanoso, avaliando o controle radioquímico. O extrato protéico de R. communis apresentou resultados satisfatórios na inibição tumoral com 67% e 72% de resposta quando comparado com o controle. Os resultados de fragilidade osmótica indicam que houve aumento na taxa de hemólise na concentração de 0,125 mg/mL e que não houve ocorrência de alterações na marcação de células vermelhas do sangue nas concentrações de 6,25% para 25% do extrato quando comparado com o % do controle, entretanto, foi observado um decaimento de 49,69% na concentração de 100%, verificando que nestas concentrações ocorrem alterações morfológicas nas células do sangue e que a radiação nas frações insolúveis promoveu a redução da radioatividade. Na biodistribuição houve redução na captação do Tc-99m na maioria dos órgãos analisados, sendo significativo nos rins grupo 1, músculo e cérebro; e aumento no estômago (G2) e nos rins (G3); em animais tumorais, essa redução foi significativa, principalmente no coração, pulmão, rins e tumor, apresentando uma concentração de proteínas totais nos animais tumorais de 34,62 e 34% com relação ao % controle. Quanto ao controle radioquímico através da cromatografia de filtração observouse que o extrato marcado com Tc-99m apresentou duas frações com 130.007 e 494.592 cpm, e que estas frações foram analisadas pela marcação das células sanguíneas, com % de ATI de 61,88 e 41,32 % nas frações 1 e 2, respectivamente. Portanto conclui-se que o extrato de R. communis possui grande potencial antitumoral, alterando a captação do Tc- 99m nos testes in vitro e in vivo, competindo com o Tc-99m no sítios de ligação das hemácias devido à capacidade de oxidação do íon estanoso, pela competição nos sítios de ligação do íon pertecnetato, modificando assim as estruturas celulares

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: Nanopartículas magnéticas (NPMs) têm sido alvo de vários estudos por conta de sua versatilidade, que se destaca quando comparadas a outros materiais. NPMs apresentam tamanho reduzido, alta susceptibilidade magnética e devido a possibilidade de alteração química de revestimento, apresentam um alto poder teranóstico. Entretanto, antes de aplicá-los clinicamente é de extrema importância conhecer seus destinos e possibilidades de interação no organismo. A quantificação da biodistribuição de NPMs por meio de suas características intrínsecas ainda se mostra como um desafio. A Biosusceptometria de corrente alternada (BAC) é uma técnica biomagnética que atua detectando a quantidade de materiais magnéticos em ambientes biológicos. Essa técnica, em relação às demais presentes no mercado, apresenta baixo custo e portabilidade. Baseado na problemática em torno da detecção e quantificação de NPMs, nesse estudo foi analisada a biodistribuição e eliminação de NPMs de ferrita de manganês revestidas com citrato e albumina via sistema BAC. Para isso, foram utilizados 100 ratos Wistar, separados em 2 grupos experimentais (NPMs revestidas com albumina e citrato) e 10 subgrupos, variando o tempo de eutanásia dos animais (1, 4, 12, 24 e 48 horas e 5, 10, 15, 30 e 60 dias após a administração). Para análise da biodistribuição, foram coletados 5 órgãos de interesse: fígado, pulmão, baço, rins e coração, além do sangue e, para análise da eliminação, foram coletadas as fezes dos animais. Foi possível ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Magnetic nanoparticles (MNPs) have been widely used in several studies due to their high versatility compared to other materials. MNPs presents small size, high magnetic susceptibility and, due to the possibility of biochemical alteration of its surface, enables a high level of theranostics applications. However, before applying them clinically, it is of paramount importance understand its destinations and possibilities of interaction in the organism. The biodistribution quantification of NPMs through their intrinsic characteristics still is a challenge. Alternating current biosusceptometry (ACB) is a biomagnetic technique that acts detecting a quantity of magnetic materials in biological samples. In comparison with the other techniques, ACB presents low cost and portability. Based on the lack of accessible techniques to study biodistribution and elimination process of MNPs, this work aimed to analyze the biodistribution and determine the elimination of manganese ferrite magnetic nanoparticles coated with citrate and albumin via BAC system. For this work, we used 100 Wistar rats, separated into 2 experimental groups (MNPs coated with albumin and citrate) and 10 subgroups, changing the euthanasia time point (1, 4, 12, 24 and 48 hours and 5, 10, 15, 30 and 60 days after administration). For biodistribution analysis, we collected the blood and 5 organs of interest: liver, lung, spleen, kidneys and heart, and, for elimination analysis, we collected the animal’s feces. It was poss... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Filtros orgânicos são amplamente utilizados em formulações fotoprotetoras, com habilidade de absorver radiações ultravioleta (UV). Contudo, parte destes compostos possuem limitações, como: fotoinstabilidade, permeação cutânea e fotossensibilização e entre outros. Este trabalho envolveu a síntese de matriz mesoporosa do tipo SBA-15, encapsulação/incorporação de ρ-metoxicinamato de octila (MCO), benzofenona-3 (BZF-3) e avobenzona (AVO) na SBA-15 para aplicação em formulações fotoprotetoras. Fez-se a determinação da eficácia in vitro dos filtros encapsulados/incorporados combinados a ingrediente cosmético; o preparo de bastão fotoprotetor e determinação eficácia estimada; a avaliação do potencial de irritação ocular dos bastões por HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, e a avaliação da permeação/retenção cutânea e perfil de biodistribuição dos filtros. Para a caracterização dos materiais foram empregadas técnicas físico-químicas e analíticas. As medidas de adsorção/dessorção de N2 mostrou que as amostras dos filtros solares encapsulados/incorporados apresentaram diminuição na área superficial e volume de poro (V), indicando que os filtros solares foram encapsulados/incorporados na superfície e nos poros da SBA-15. Os resultados de Espalhamento de raios X a baixo ângulo evidenciaram que os filtros solares não afetaram a estrutura hexagonal da SBA-15. Por TG/DTG e análise elementar foi possível determinar a quantidade de filtros solares na superfície e nos mesoporos da SBA-15. Enquanto, as curvas DSC e DTA revelaram aumento na estabilidade térmica da AVO e BZF-3, quando encapsulados/incorporados. Os resultados da eficácia fotoprotetora in vitro monstraram que a combinação dos três filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 promoveram aumento de 52% no fator proteção solar (FPS), enquanto que, na formulação fotoprotetora contendo os três filtros encapsulados/incorporados, o aumento foi de 94%. O ensaio de HET-CAM evidenciou que os bastões contendo SBA-15 e os filtros encapsulados/incorporados não foram irritantes. O ensaio de permeação/retenção cutânea monstrou que o processo de encapsulação/incorporação da BZF-3 promoveu diminuição de sua permeação em todos os tempos de exposição. As quantidades permeadas de AVO e MCO ficaram abaixo do limite de quantificação nos tempos 6 e 12 h, no entanto, no tempo de 24 h foi possível quantificá-los. As quantidades dos filtros solares retidas na pele a partir da formulação contendo os filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 (F4) foram menores (tempos 6 e 12 h) em comparação à formulação contendo os filtros solares não encapsulados (F3). A investigação da biodistribuição dos filtros solares monstrou que a retenção total na pele, como na derme, foi menor na formulação F4 em comparação à F3. O estudo comparativo entre pele suína e a pele humana monstrou que as quantidades de BZF-3 e AVO permeadas e retidas na pele suína foram superiores do que em relação à humana para ambas as formulações (F4 e FR). Pela técnica de biodistribuição, foi possível determinar que os filtros solares oriundos das formulações F3 e referência (FR) apresentaram maior retenção destes compostos na derme do que em outras camadas da pele. Contudo, observou-se que os filtros encapsulados apresentaram taxa reduzida de retenção na derme. / Organic Filters are chemical compounds widely used in sunscreens formulations with the ability to absorb ultraviolet radiation (UV). Despite the effectiveness of these compounds in UV radiation protection, disadvantages related to their photo instability, potential skin permeation and photo sensibility pose significant challenges for improving these products. The aim of this work was to synthesize mesoporous matrix SBA-15, encapsulation/entrapping of octyl methoxycinnamate (OMC), benzophenone-3 (BZF-3) and avobenzone (AVO) into SBA-15 for application in photoprotective formulations. It was accessed in vitro photoprotection efficacy and in vitro photostability assay of encapsulated/entrapped UV filters combined with cosmetic ingredient and photoprotective stick formulations; evaluation of the ocular irritation potential of photoprotective stick formulations by in vitro method HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane; evaluation the skin permeation/deposition and biodistribution profile of photoprotective stick formulations. The decrease in the surface area and in mesoporous volume (V) observed in the nitrogen adsorption desorption isotherms of encapsulated/entrapped samples indicated that UV filters were efficiently encapsulated/entrapped into SBA-15. Additionally, SAXS results showed that UV filters did not affected the hexagonal structure of the mesoporous material and that these compounds filled the SBA-15 pores. TG/DTG and elemental analysis were efficient tools to confirm the presence and the quantity of UV filters into SBA-15. DTA and DSC curves of encapsulated/entrapped materials showed that the thermal stability of AVO and BZF-3 were increased. On the other hand, DSC curves of encapsulated/entrapped materials demonstrated that thermal stability of OMC was not increase. The in vitro photoprotective efficacy results demonstrated that the combination of the three sunscreens encapsulated/entrapped into SBA-15 increased 52.0% the SPF values, while the stick formulation containing the UV filters encapsulated/entrapped, the increase was 94.0%. Delivery experiments using porcine skin demonstrated that the encapsulation/entrapping process of UV filters resulted the decreased of BZF-3 permeation and deposition in skin (6 and 12 hours). The cutaneous biodistribution profile of UV filters showed that the deposition of these compounds from encapsulated/entrapped stick formulation (F4) was significantly lower than that from UV filters stick formulations (F3) in the total slices of the skin and dermis. The comparative study between porcine skin and human skin demonstrated that the amounts of BZF-3 and AVO permeated and deposited in porcine skin were higher than in human skin for both formulations (F4 and FR - reference formulation). By the biodistribution technique it was possible to determine that the UV filters from the formulations F3 and FR presented higher retention of these compounds in the dermis than in other layers of the skin. On the other hand, it was observed that the encapsulated UV filters presented low retention rate into dermis.

Filtros orgânicos são amplamente utilizados em formulações fotoprotetoras, com habilidade de absorver radiações ultravioleta (UV). Contudo, parte destes compostos possuem limitações, como: fotoinstabilidade, permeação cutânea e fotossensibilização e entre outros. Este trabalho envolveu a síntese de matriz mesoporosa do tipo SBA-15, encapsulação/incorporação de ρ-metoxicinamato de octila (MCO), benzofenona-3 (BZF-3) e avobenzona (AVO) na SBA-15 para aplicação em formulações fotoprotetoras. Fez-se a determinação da eficácia in vitro dos filtros encapsulados/incorporados combinados a ingrediente cosmético; o preparo de bastão fotoprotetor e determinação eficácia estimada; a avaliação do potencial de irritação ocular dos bastões por HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane, e a avaliação da permeação/retenção cutânea e perfil de biodistribuição dos filtros. Para a caracterização dos materiais foram empregadas técnicas físico-químicas e analíticas. As medidas de adsorção/dessorção de N2 mostrou que as amostras dos filtros solares encapsulados/incorporados apresentaram diminuição na área superficial e volume de poro (V), indicando que os filtros solares foram encapsulados/incorporados na superfície e nos poros da SBA-15. Os resultados de Espalhamento de raios X a baixo ângulo evidenciaram que os filtros solares não afetaram a estrutura hexagonal da SBA-15. Por TG/DTG e análise elementar foi possível determinar a quantidade de filtros solares na superfície e nos mesoporos da SBA-15. Enquanto, as curvas DSC e DTA revelaram aumento na estabilidade térmica da AVO e BZF-3, quando encapsulados/incorporados. Os resultados da eficácia fotoprotetora in vitro monstraram que a combinação dos três filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 promoveram aumento de 52% no fator proteção solar (FPS), enquanto que, na formulação fotoprotetora contendo os três filtros encapsulados/incorporados, o aumento foi de 94%. O ensaio de HET-CAM evidenciou que os bastões contendo SBA-15 e os filtros encapsulados/incorporados não foram irritantes. O ensaio de permeação/retenção cutânea monstrou que o processo de encapsulação/incorporação da BZF-3 promoveu diminuição de sua permeação em todos os tempos de exposição. As quantidades permeadas de AVO e MCO ficaram abaixo do limite de quantificação nos tempos 6 e 12 h, no entanto, no tempo de 24 h foi possível quantificá-los. As quantidades dos filtros solares retidas na pele a partir da formulação contendo os filtros solares encapsulados/incorporados na SBA-15 (F4) foram menores (tempos 6 e 12 h) em comparação à formulação contendo os filtros solares não encapsulados (F3). A investigação da biodistribuição dos filtros solares monstrou que a retenção total na pele, como na derme, foi menor na formulação F4 em comparação à F3. O estudo comparativo entre pele suína e a pele humana monstrou que as quantidades de BZF-3 e AVO permeadas e retidas na pele suína foram superiores do que em relação à humana para ambas as formulações (F4 e FR). Pela técnica de biodistribuição, foi possível determinar que os filtros solares oriundos das formulações F3 e referência (FR) apresentaram maior retenção destes compostos na derme do que em outras camadas da pele. Contudo, observou-se que os filtros encapsulados apresentaram taxa reduzida de retenção na derme. / Organic Filters are chemical compounds widely used in sunscreens formulations with the ability to absorb ultraviolet radiation (UV). Despite the effectiveness of these compounds in UV radiation protection, disadvantages related to their photo instability, potential skin permeation and photo sensibility pose significant challenges for improving these products. The aim of this work was to synthesize mesoporous matrix SBA-15, encapsulation/entrapping of octyl methoxycinnamate (OMC), benzophenone-3 (BZF-3) and avobenzone (AVO) into SBA-15 for application in photoprotective formulations. It was accessed in vitro photoprotection efficacy and in vitro photostability assay of encapsulated/entrapped UV filters combined with cosmetic ingredient and photoprotective stick formulations; evaluation of the ocular irritation potential of photoprotective stick formulations by in vitro method HET-CAM - Hen\'s Egg Test - Chorioallantoic Membrane; evaluation the skin permeation/deposition and biodistribution profile of photoprotective stick formulations. The decrease in the surface area and in mesoporous volume (V) observed in the nitrogen adsorption desorption isotherms of encapsulated/entrapped samples indicated that UV filters were efficiently encapsulated/entrapped into SBA-15. Additionally, SAXS results showed that UV filters did not affected the hexagonal structure of the mesoporous material and that these compounds filled the SBA-15 pores. TG/DTG and elemental analysis were efficient tools to confirm the presence and the quantity of UV filters into SBA-15. DTA and DSC curves of encapsulated/entrapped materials showed that the thermal stability of AVO and BZF-3 were increased. On the other hand, DSC curves of encapsulated/entrapped materials demonstrated that thermal stability of OMC was not increase. The in vitro photoprotective efficacy results demonstrated that the combination of the three sunscreens encapsulated/entrapped into SBA-15 increased 52.0% the SPF values, while the stick formulation containing the UV filters encapsulated/entrapped, the increase was 94.0%. Delivery experiments using porcine skin demonstrated that the encapsulation/entrapping process of UV filters resulted the decreased of BZF-3 permeation and deposition in skin (6 and 12 hours). The cutaneous biodistribution profile of UV filters showed that the deposition of these compounds from encapsulated/entrapped stick formulation (F4) was significantly lower than that from UV filters stick formulations (F3) in the total slices of the skin and dermis. The comparative study between porcine skin and human skin demonstrated that the amounts of BZF-3 and AVO permeated and deposited in porcine skin were higher than in human skin for both formulations (F4 and FR - reference formulation). By the biodistribution technique it was possible to determine that the UV filters from the formulations F3 and FR presented higher retention of these compounds in the dermis than in other layers of the skin. On the other hand, it was observed that the encapsulated UV filters presented low retention rate into dermis.

A teragnóstica de doenças tem sido extremamente marcada nos últimos anos por nanomateriais formados pela conjugação de nanopartículas a biomoléculas, pois a aplicação de tecnologias baseadas em materiais na dimensão nanométrica é capaz de aumentar a seletividade, sensibilidade e praticidade dos métodos atualmente empregados, ou mesmo criar novos métodos de diagnóstico e tratamento de doenças. Dentre os vários tipos de nanomateriais desenvolvidos, aqueles baseados em nanopartículas de ouro ou nanopartículas magnéticas apresentam propriedades químicas e físicas diferenciadas que propiciam novas possibilidades. Por exemplo, a presente tese demonstrou que nanopartículas superparamagnéticas são excelentes agentes de contraste em exames de imagem por ressonância magnética (IRM) por serem mais seguros, apresentarem melhor contraste nas imagens e possibilitarem direcionar/concentrar o material em tecidos ou tumores através de um gradiente de campo magnético aplicado. Foram feitos numerosos ensaios de toxicidade tanto in vitro quanto in vivo para assegurar a segurança da aplicação de nanopartículas no organismo, cujo potencial de uso somente se tornará uma realidade caso os nanomateriais se mostrem não tóxicos e biocompatíveis. Apesar dos significativos avanços na área da aplicação desses nanomateriais, não foram encontrados na literatura modelos capazes de explicar ou prever por quais sítios de ligação devem ocorrer as interações proteína-nanopartícula, como também não foram encontrados estudos sistemáticos acerca dos fatores que determinam a estabilidade e a funcionalidade dos nanobioconjugados (NBCs). Assim, nesta tese buscamos compreender os fatores responsáveis pela ligação/adsorção das proteínas nas nanopartículas de ouro e sua influência sobre a estabilidade das suspensões e a funcionalidade das proteínas. Desta forma, foram obtidos NBCs com propriedades adequadas para o desenvolvimento ou aprimoramento de ensaios de diagnóstico e até para o tratamento de doenças. Foi demonstrado o potencial das nanopartículas de ouro para melhorar a performance de imunoensaios do tipo ELISA, mas também podem ser utilizadas para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico, explorando as propriedades plasmônicas das nanopartículas de ouro acopladas a técnicas como SERS, SPR e microscopia Raman confocal. / Theranostics has been intensively pursued in recent years using hybrid materials based on nanoparticles conjugated with biomolecules. This is an interesting strategy to increase the selectivity and sensitivity, as well as to improve the currently used methods facilitating their use or creating new ones. Among the various types of nanomaterials, those based on gold and magnetic nanoparticles exhibit interesting chemical and physical properties in the biological environment, differing from that of free drugs or current explored in assay methods. For example, superparamagnetic nanoparticles are excellent contrast agents for magnetic resonance image (MRI) diagnostics because they are safer, present a better contrast efficiency for imaging and can be magnetically accumulated in tissues or tumors using a magnetic field. Numerous in vitro and in vivo toxicity assays were performed to ensure the safety for medical applications. Clearly, these type of applications only will be realized if nanomaterials prove to be nontoxic and biocompatible. This imply an strict control on their structure and composition. However, despite the significant advances in the development of such nanomaterials, there were not found in the literature model systems explaining or that can be used to predict by which sites the protein-nanoparticle binding should take place. In addition, no systematic studies on the factors determining the stability and the functionality of nanobioconjugates (NBC) were found. Thus, this thesis is focused in unveiling the factors responsible for binding/adsorption of proteins on gold nanoparticles and their influence on the colloidal stability of hybrid nanoparticles suspensions while keeping the functionality of biomolecules. In fact, NBC with enhanced properties suitable for the development of diagnostic methods and even for treatment of diseases were obtained. These nanomaterials can improve the ELISA immunoassay, or other diagnosis methods can be developed by using the gold nanoparticles plasmonic properties in association with SERS, SPR and confocal Raman microscopy techniques.

A teragnóstica de doenças tem sido extremamente marcada nos últimos anos por nanomateriais formados pela conjugação de nanopartículas a biomoléculas, pois a aplicação de tecnologias baseadas em materiais na dimensão nanométrica é capaz de aumentar a seletividade, sensibilidade e praticidade dos métodos atualmente empregados, ou mesmo criar novos métodos de diagnóstico e tratamento de doenças. Dentre os vários tipos de nanomateriais desenvolvidos, aqueles baseados em nanopartículas de ouro ou nanopartículas magnéticas apresentam propriedades químicas e físicas diferenciadas que propiciam novas possibilidades. Por exemplo, a presente tese demonstrou que nanopartículas superparamagnéticas são excelentes agentes de contraste em exames de imagem por ressonância magnética (IRM) por serem mais seguros, apresentarem melhor contraste nas imagens e possibilitarem direcionar/concentrar o material em tecidos ou tumores através de um gradiente de campo magnético aplicado. Foram feitos numerosos ensaios de toxicidade tanto in vitro quanto in vivo para assegurar a segurança da aplicação de nanopartículas no organismo, cujo potencial de uso somente se tornará uma realidade caso os nanomateriais se mostrem não tóxicos e biocompatíveis. Apesar dos significativos avanços na área da aplicação desses nanomateriais, não foram encontrados na literatura modelos capazes de explicar ou prever por quais sítios de ligação devem ocorrer as interações proteína-nanopartícula, como também não foram encontrados estudos sistemáticos acerca dos fatores que determinam a estabilidade e a funcionalidade dos nanobioconjugados (NBCs). Assim, nesta tese buscamos compreender os fatores responsáveis pela ligação/adsorção das proteínas nas nanopartículas de ouro e sua influência sobre a estabilidade das suspensões e a funcionalidade das proteínas. Desta forma, foram obtidos NBCs com propriedades adequadas para o desenvolvimento ou aprimoramento de ensaios de diagnóstico e até para o tratamento de doenças. Foi demonstrado o potencial das nanopartículas de ouro para melhorar a performance de imunoensaios do tipo ELISA, mas também podem ser utilizadas para o desenvolvimento de métodos de diagnóstico, explorando as propriedades plasmônicas das nanopartículas de ouro acopladas a técnicas como SERS, SPR e microscopia Raman confocal. / Theranostics has been intensively pursued in recent years using hybrid materials based on nanoparticles conjugated with biomolecules. This is an interesting strategy to increase the selectivity and sensitivity, as well as to improve the currently used methods facilitating their use or creating new ones. Among the various types of nanomaterials, those based on gold and magnetic nanoparticles exhibit interesting chemical and physical properties in the biological environment, differing from that of free drugs or current explored in assay methods. For example, superparamagnetic nanoparticles are excellent contrast agents for magnetic resonance image (MRI) diagnostics because they are safer, present a better contrast efficiency for imaging and can be magnetically accumulated in tissues or tumors using a magnetic field. Numerous in vitro and in vivo toxicity assays were performed to ensure the safety for medical applications. Clearly, these type of applications only will be realized if nanomaterials prove to be nontoxic and biocompatible. This imply an strict control on their structure and composition. However, despite the significant advances in the development of such nanomaterials, there were not found in the literature model systems explaining or that can be used to predict by which sites the protein-nanoparticle binding should take place. In addition, no systematic studies on the factors determining the stability and the functionality of nanobioconjugates (NBC) were found. Thus, this thesis is focused in unveiling the factors responsible for binding/adsorption of proteins on gold nanoparticles and their influence on the colloidal stability of hybrid nanoparticles suspensions while keeping the functionality of biomolecules. In fact, NBC with enhanced properties suitable for the development of diagnostic methods and even for treatment of diseases were obtained. These nanomaterials can improve the ELISA immunoassay, or other diagnosis methods can be developed by using the gold nanoparticles plasmonic properties in association with SERS, SPR and confocal Raman microscopy techniques.