Orientador: Prof. Dr. Danilo da Cruz Centeno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2018. / A recalcitrância da parede celular, associada à presença da lignina nos tecidos vegetais, dificulta e torna mais oneroso o uso da biomassa para a produção de etanol de segunda geração. Para driblar este obstáculo, muitos estudos têm sido realizados para compreender o metabolismo da lignina e encontrar formas alternativas de tratamento da biomassa. Recentemente, o ozônio vem sendo aplicado como uma alternativa de pré-tratamento do material lignocelulósico, devido à ação específica sobre a lignina. O presente trabalho possui dois capítulos independentes, e teve como objetivo principal estudar as alterações no conteúdo de lignina em cana-de-açúcar dado as características inerentes aos colmos das variedades estudadas e ao efeito causado pela fumigação aguda com ozônio. No capítulo I, além da quantificação de lignina, determinamos a concentração de açúcares solúveis totais para quatro variedades ¿ RB72454, RB855156, RB867515 e RB9257. Estes dados foram submetidos a análises de correlação e conectância com dados de metabolismo primário previamente obtidos por nosso grupo de pesquisa. A influência da variação da concentração do ácido chiquímico sobre o conteúdo de lignina não pôde ser confirmada através da correlação encontrada entre os dois compostos. Porém, a análise de rede de conectância mostrou que a lignina e o ácido chiquímico estão mais fortemente conectados nas variedades de colheita tardia RB72454 e RB92579. Estas conexões revelam a influência das fases do desenvolvimento vegetal no metabolismo da lignina. No capítulo II, avaliamos as alterações no conteúdo de lignina de folhas de cana-de-açúcar após exposições sucessivas à fumigação com ozônio. Os resultados mostraram uma reação das plantas (despolimerização) aos danos causados pelo estresse oxidativo quando submetidas a um ciclo de fumigação, e um aumento no conteúdo de lignina como uma resposta de memória ao estresse, amplificando suas defesas contra este estresse. O metabolismo da lignina e sua relação com o metabolismo primário é complexo e, no presente estudo, os resultados mostraram que alterações nesta relação podem ser observadas tanto constitutivamente (i.e., inerentes ao desenvolvimento da planta), quanto induzidas por estresse. Ademais, reportamos que, entre as técnicas utilizadas neste trabalho, a rede de conectância e o FT-Raman mostraram-se importantes ferramentas no estudo da lignina. / The recalcitrance of the cell wall is associated with the presence of lignin in the vegetal tissues, making it difficult and more expensive to use biomass for the production of second-generation ethanol. To overcome this obstacle many studies have been carried out to understand the lignin metabolism and to find alternative forms of biomass treatment. Recently, ozone has been applied as an alternative pretreatment of the lignocellulosic material, due to its specific action on lignin. The present work has two independent chapters, in which the main objective was to study the changes in lignin content in sugarcane due to the inherent characteristics of the stems of the studied varieties and the effect caused by the acute fumigation with ozone. In chapter I, in addition to the quantification of lignin we determined the total soluble sugars of four varieties RB72454, RB855156, RB867515 and RB9257. These data were submitted to correlation analysis and the network connectance analysis with data of primary metabolism, previously obtained in our group. The influence of the variation of the shikimate concentration on the lignin content was not confirmed by the correlation found between the two compounds. However, the network connectance analysis showed that lignin and shikimate are more strongly connected in late harvest varieties RB72454 and RB92579. These connections revealed the influence of plant development phases over lignin metabolism. In chapter II, changes in the lignin content of leaf blades of sugarcane were evaluated after multiple exposures to ozone fumigation. The results showed a reaction of the plants (depolymerization) to the damage caused by oxidative stress when submitted to one fumigation exposure, and an increase in lignin content as a memory response to stress, amplifying their defenses against ozone. The metabolism of lignin and its relation to the primary metabolism is complex and our results showed that alterations in this relationship may be constitutive (i.e., inherent to the plant development), and induced by abiotic stress. In addition, we reported that among the techniques applied in this work, the network connectance and the FT-Raman showed to be useful tools in the study of lignin.

Orientadora: Profª. Drª. Nathalia de Setta Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, São Bernardo do Campo, 2018. / A seca é o estresse abiótico que mais impacta as plantas cultivadas, influenciando diretamente na sua reprodução e sobrevivência. Setaria italica é uma gramínea com fotossíntese C4, tolerante à seca, que recentemente foi eleita como espécie modelo de plantas monocárpicas com importância comercial, como a cana-de-açúcar e o milho. Para avaliar os padrões de resposta à seca em S. italica, foi realizado um experimento em que plantas foram cultivadas em um gradiente de estresse hídrico, constituído por cinco condições de rega, de acordo com a porcentagem de água perdida por evapotranspiração. As plantas foram cultivadas em vasos utilizando uma câmara de crescimento com fotoperíodo de 16/8 horas de claro/escuro, com temperatura e umidade controladas. Para avaliar a aptidão de S. italica à seca foram realizadas medidas de fitness a cada duas semanas e medidas as taxas líquidas de trocas gasosas nos 38º e 48º dias após o início do tratamento. Além disso, após 44 dias de tratamento foram coletadas folhas para análises do teor relativo de água foliar e do perfil metabólico por GC/MS. Os resultados mostraram que o sistema de rega aplicado foi bem-sucedido para os cinco tratamentos levando a um gradiente de resposta entre o nível de estresse hídrico e a sobrevivência e reprodução de S. italica. Essa resposta foi associada a menores taxas fotossintéticas e de transpiração nos tratamentos 30 % e 0 %, o que pode ter levado a prejuízos na assimilação de carbono. Além disso, foi observada uma maior eficiência no uso da água para as plantas submetidas ao estresse hídrico. Quanto ao perfil por GC/MS, foram identificados 27 metabólitos diferentes, entre eles, aminoácidos, ácidos orgânicos, açúcares e polióis. Contudo, não foram observadas alterações importantes dos metabólitos associado ao tratamento de déficit hídrico. Como conclusão podemos sugerir que S. italica deve consegui manter o ciclo do ácido tricarboxílico em níveis comparadas ao controle mesmo em condições de água limitada e de menores taxas de assimilação de carbono. Os dados dessa dissertação serão associados a perfis de expressão gênica para contribuir com o entendimento das estratégias utilizadas por monocotiledôneas C4 para tolerar a seca e permitir a seleção de genes candidatos para futuros estudos funcionais e de melhoramento vegetal. / Drought is the abiotic stress that most impacts on cultivated plants, influencing their reproduction and survival. Setaria italica is a drought-tolerant C4 photosynthesis grass, which has recently been selected as a model species for monocarpic crops such as sugarcane and maize. In order to evaluate the drought responses in S. italica, we carried out an experiment in which plants were cultivated in a water stress gradient, which consisted of five watering conditions, selected according to the percentage of water lost by evapotranspiration. Plants were grown in pots and in an air-conditioned greenhouse with 16 h photoperiod. To understand the reproduction and survival ability of S. italica under water stress, we evaluated fitness parameters every two weeks and measured the instantaneous rates of gas exchange at the 38 th and 48 th days after the beginning of the drought treatment. In addition, after 44 days after the beginning of the drought treatment, leaves were collected for analysis of the relative water content and the metabolic profile by GC/MS. The results show that the applied irrigation system was successful for the five treatments leading to a response gradient between the water stress level and the survival and reproduction of S. italica. This is probably due to a lower photosynthetic rate and transpiration for the plants of the treatments 30% and 0%, which led to losses in carbon assimilation. In addition, we showed a greater efficiency in the use of water for plants submitted to water stress. The GC/MS profile allowed to identify 27 metabolites, among then, amino acids, organic acids, sugars and polyols. However, there were no significant metabolite alterations associated with the treatment of water deficit. As conclusion, we suggest that S. italica should be able to maintain the citric acid cyle even under limited water supply and lower levels of carbon assimilation. The data presented here will be associated to gene expression profiles to contribute to the understanding of the strategies used by C4 monocotyledons to tolerate drought and to allow the selection of candidate genes for further functional studies on plant breeding.

Orientadora: Profª. Drª. Renata Simões / Coorientador: Prof. Dr. Arnaldo Rodrigues dos Santos Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, São Bernardo do Campo, 2017. / O Brasil ocupa o segundo lugar mundial como produtor no agronegócio. O país se destaca como um dos maiores exportadores de carne e atende ao mercado internacional exigente com animais geneticamente superiores para crescimento, acabamento de carcaça e precocidade sexual. O rebanho nacional é composto por 80% de gado da raça Nelore (Bos taurus indicus) e 20% restantes abrangem outras raças, dentre elas animais Angus e Wagyu (ambos Bos taurus taurus). O Wagyu tem se destacado devido aos resultados produtivos e de qualidade de carne, porém o exame andrológico desses animais revelou incoerência em relação às características padrões que classificam bons reprodutores. Os touros Wagyu apresentam menor circunferência escrotal e esta característica parece estar relacionada com o menor peso corporal e menor idade à puberdade. Contudo, quando comparado à touros da mesma idade e de outras raças e subespécies, a qualidade seminal e a produção espermática são muito semelhantes. Estas diferenças evidentes entre raças, particularmente as encontradas na raça Wagyu levaram ao objetivo principal deste estudo, que foi avaliar possíveis diferenças nas características espermáticas e hormonais, em touros Wagyu quando comparadas às mesmas características de touros das subespécies Nelore e Angus. Foi realizada avaliação espermática por meio de citometria de fluxo, performance seminal pelas técnicas CASA e TBARS, bem como dosagens séricas dos níveis de testosterona e hormônio luteinizante (LH). Sobre o presente estudo, levantamos a necessidade de mais estudos focados nestas três diferentes raças de gado de corte, com maior número de animais avaliados para de fato compreendermos os aspectos fisiológicos que fazem com que o touro Wagyu seja descrito na literatura como um destaque quanto a precocidade sexual, quando comparado a touros das demais raças. Desta forma poderemos aplicar este conhecimento no melhoramento genético do plantel nacional, otimizando assim a cadeia produtiva e consequentemente, o mercado pecuário atual. / Brazil ranks second in the world as a producer in agribusiness. The country stands out as one of the largest meat exporters and caters to the demanding international market with genetically superior animals for growth, carcass finishing and sexual precocity. The national herd is composed of 80% of Nelore cattle (Bos taurus indicus) and the remaining 20% includes other breeds, including Angus and Wagyu (both Bos taurus taurus). Wagyu has stood out due to the productive and meat quality results, but the andrological examination of these animals revealed incoherence in relation to the standard characteristics that classify good breeding. Wagyu bulls have lower scrotal circumference and this feature seems to be related to lower body weight and younger age at puberty. However, when compared to bulls of the same age and other breeds and subspecies, seminal quality and sperm production are very similar. These differences between breeds, particularly those found in the Wagyu breed, led to the main objective of this study, which was to evaluate possible differences in sperm and hormonal characteristics in Wagyu bulls when compared to the same characteristics of Nelore and Angus subspecies bulls. Sperm evaluation was performed by means of flow cytometry, seminal performance by CASA and TBARS techniques, as well as serum levels of testosterone and luteinizing hormone (LH) levels. On the present study, we raised the need for more studies focused on these three different breeds of beef cattle, with a higher number of animals evaluated to actually understand the physiological aspects that make the Wagyu bull described in the literature as a highlight sexual precocity when compared to bulls of the other races. In this way we can apply this knowledge in the genetic improvement of the national stock, thus optimizing the productive chain and, consequently, the current livestock market.

Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Aparecida da Ana / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2014.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2014. / Os peptideos potenciadores de bradicinina (BPPs) presentes na fracao de baixo peso molecular (FBP) do veneno da serpente Bothropoides jararaca (Bj) foram os primeiros inibidores da enzima conversora de angiotensina descritos. Recentes estudos demonstram que estes peptideos promovem a ativacao da enzima argininosuccinato sintetase, aumentando a disponibilidade de L-arginina e consequentemente a sintese de oxido nitrico, poliaminas e agmatina, essenciais para o crescimento, diferenciacao celular e neuroprotecao. Considerando os possiveis efeitos farmacologicos da FBP, o presente estudo tem como objetivo avaliar a atividade citoprotetora da FBP do veneno da serpente Bj em cultura primaria de celulas do hipocampo. Os resultados sugerem que a FBP nao e citotoxica nas condicoes experimentais avaliadas. Evidencias demonstram que as celulas tratadas com FBP 0,1 ¿Êg/mL e posteriormente com peroxido de hidrogenio H2O2 50¿ÊM apresentam maior viabilidade e menor expressao de caspase 3 clivada que as celulas tratadas apenas com H2O2 50¿ÊM, tambem e possivel observar que as celulas previamente tratadas com FBP apresentam morfologia normal, caracterizada pela presenca de neuritos, ja as celulas tratadas apenas com H2O2 50¿ÊM apresentam morfologia compativel com processos de morte celular. Em sintese os resultados sugerem que a FBP apresenta atividade citoprotetora contra o estresse oxidativo promovido por H2O2 50¿ÊM. O presente estudo abre novas perspectivas da aplicacao dos BPPs presentes na FBP da Bj para o desenvolvimento de novas pesquisas na area de neurociencia, com foco no desenvolvimento de farmacos aplicados ao tratamento de doencas neurodegenerativas. / The bradykinin potentiating peptides (BPPs) in the low molecular weight fraction (LMWF) from the venom of the Bothropoides jararaca (Bj) were the first angiotensin-converting enzyme inhibitors described. Recent studies have demonstrated that these peptides promote the activation of the enzyme argininosuccinate synthetase, increasing the availability of L-arginine and therefore the synthesis of agmatine, nitric oxide, polyamines essential for the growth, cell differentiation and neuroprotection. Considering the possible pharmacological effects of the LMWF, the present study aims to evaluate the cytoprotective activity of LMWF from Bj in primary cultured hippocampal cells. The results suggest that the LMWF is not cytotoxic in all experimental conditions. Evidence has shown that cells treated with LMWF 0.1 ìg/mL and then with hydrogen peroxide H2O2 (50ìM) show higher viability and lower expression of cleaved caspase 3 cells than the treated just with H2O2 (50ìM). Is also observed that cells pretreated with LMWF have normal morphology characterized by the presence of neurites, cells treated with H2O2 (50ìM) showed morphology compatible with cell death processes. In summary the results suggest that LMWF has cytoprotective activity against oxidative stress caused by H2O2 (50ìM). This study opens new perspectives of application of BPPs present in the LMWF from Bj for the development of new research in neuroscience, focusing on the development of drugs applied to the treatment of neurodegenerative diseases.

Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2014. / Os acidentes ofidicos sao considerados um problema de saude publica. Por este motivo, ha a necessidade de realizar estudos de caracterizacao do veneno, bem como os de tratamentos e da fisiopatologia do envenenamento. Os componentes do veneno possuem especificidade com varios receptores teciduais humanos, podendo desestabilizar o sistema nervoso, cardiovascular ou hemostatico. Os peptideos potenciadores de bradicinina (BPPs) foram os primeiros inibidores naturais da Enzima Conversora de Angiotensina (ECA) descritos, presentes na fracao de baixo peso molecular (Bj-FBP). No presente estudo foram avaliados as alteracoes no testiculo e musculo estriado esqueletico durante o processo de envenenamento induzido via intramuscular pela acao do veneno e da fracao de baixo peso molecular da serpente Bothropoides jararaca (Bj-V). 22 camundongos machos da linhagem Swiss foram aleatoriamente distribuidos em grupos de 6h e 24h e administrados uma dose de 20¿ÊL de NaCl 0,9% nos animais controle (n=3); 1.2 mg/kg de veneno bruto (Bj-V) (n=4) e 0.24 mg/kg da fracao de baixo peso molecular (Bj-FBP) (n=4). A fracao de baixo peso molecular foi obtida por uma filtracao com peso molecular de 10 kDa e analisado por Espectrometria de Massas onde confirmou a ausencia de indicios de proteinas ou enzimas proteoliticas. Apos o tratamento os testiculos e fragmentos do musculo reto femoral foram coletados e analisados para avaliacao morfologica dos tratamentos. O envenenamento foi caracterizado pela analise morfologica do musculo estriado esqueletico, onde verificou-se, nas amostras do tratamento com Bj-V, verificou-se presenca de hemorragia e necrose tecidual; nas amostras dos animais tratados com Bj-FBP verificou-se a integridade das fibras musculares, mas houve a presenca de migracao celular leucocitaria. Na analise histopatologica dos testiculos observou-se com maior frequencia, alteracoes na morfologia dos tubulos seminiferos dos camundongos tratados com Bj-V e Bj-FBP em comparacao ao controle. Em sintese, os resultados demonstraram que o envenenamento por Bj podem afetar os tubulos seminiferos, levando a presenca de tubulos hipoespermatogenicos, sendo assim, os individuos acometidos pelo acidente ofidico podem apresentar algum comprometimento na espermatogenese. / Snakebites are considered a public health problem. For this reason, there is a need for studies to characterize the poison and the pathophysiology and treatment of poisoning. The components of the venom have specificity with various human tissue receptors, may destabilize the nervous, cardiovascular or hemostatic system. The bradykinin potentiating peptides (BPPs) were the first natural inhibitors of Angiotensin Converting Enzyme (ACE) described, present in the low molecular weight fraction (Bj-FBP). In the present study the changes in the testis and skeletal muscle were assessed during the process of poisoning induced by intramuscular action of the poison and the fraction of low molecular weight Bothropoides snake jararaca (Bj-V). 22 male mice of the Swiss strain were randomly distributed in groups of 6h and 24h and administered a dose of 20¿ÊL of 0.9% NaCl in control animals (n = 3); 1.2 mg / kg of crude venom (Bj-V) (n = 4) and 0.24 mg / kg of low molecular weight fraction (Bj- FBP) (n = 4). The low molecular weight fraction was obtained by filtration with molecular weight 10kDa and analyzed by mass spectrometry which confirmed the absence of evidence of proteolytic enzymes or proteins. After treatment the testes and fragments of the rectus femoris muscle were collected and analyzed for morphologic evaluation of treatments. The poisoning was characterized by morphological analysis of the striated skeletal muscle, where it was found in the samples treated with Bj-V, there was the presence of hemorrhage and necrosis; in samples from animals treated with Bj-FBP was found the integrity of muscle fibers, but there was the presence of leukocyte cell migration. Histopathology of the testes was observed more frequently, changes in the morphology of the seminiferous tubules of mice treated with Bj and Bj-V-FBP compared to the control. In summary, the results showed that Bj poisoning can affect the seminiferous tubules, leading to the presence of hipoespermatogenicos tubules, so individuals affected by snakebite may have some involvement in spermatogenesis.

Orientadora: Prof. Dra. Marcela Pecorá Milazzotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2016. / Diferenças na tensão de oxigênio durante o cultivo in vitro (CIV) interferem diretamente no desenvolvimento embrionário. O cultivo de embriões em elevada tensão de O2 pode induzir o estresse oxidativo pelo acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs), afetando negativamente o desenvolvimento inicial por causar alteração na expressão gênica, fragmentação do DNA, interferência nos estado de pluripotência, apoptose, alterações epigenéticas, entre outros fatores que causam danos às células embrionárias. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito de diferentes tensões de oxigênio durante a CIV no desenvolvimento e padrão transcricional de embriões bovinos, avaliando-se os mesmos no estágio de blastocisto e em embriões com 8-16 células, momentos em que a ativação do genoma e reprogramação epigenética aumentam a fragilidade desses embriões. Para esse propósito, embriões bovinos foram produzidos in vitro (PIV) seguindo protocolos convencionais em duas tensões distintas de oxigênio, fisiológica (5%) e atmosférica (20%). Na primeira etapa do trabalho, blastocistos expandidos (BX) foram submetidos à análise de expressão gênica por RT-qPCR pelo Biomark HD System (Fluidigm, US), usando 74 ensaios TaqMan específicos para Bos taurus. A produção embrionária e quantificação de transcritos foram comparadas com a aplicação do Teste-T (=5%). Não houve diferença na taxa de clivagem entre os grupos, mas a taxa de BX foi maior no grupo 5%O2. Diferenças significativas foram observadas em genes relacionados à resposta ao estresse oxidativo, fatores de transcrição dependentes do DNA e relacionados com várias vias funcionais, como desenvolvimento embrionário, pluripotência e diferenciação celular, proliferação celular e apoptose. Para a verificação dos dois últimos efeitos, foi feita a coloração diferencial de BX e contagem do número de células da MCI e TE. O grupo 5%O2 apresentou um maior número total de células, bem como de células da MCI e TE. Foi analisada ainda a concentração de EROs nestes embriões, com uma maior concentração observada nos embriões produzidos em 20% de O2. Na segunda etapa do estudo, foi feita novamente a análise de expressão gênica RT-qPCR pelo Biomark HD System, com o uso de novos ensaios TaqMan, em amostras de embriões sexados de 8-16 células e BX dos dois grupos. Foram observadas diferenças significativas em genes relacionados à resposta ao estresse oxidativo, fatores de transcrição dependentes do DNA e relacionados a mecanismos epigenéticos, nos dois estágios analisados. Considerando os resultados observados nas duas etapas do estudo, podemos concluir que a PIV de embriões bovinos em tensão atmosférica afeta a expressão de genes envolvidos em várias vias da biologia celular embrionária e pode afetar o seu desenvolvimento, qualidade e viabilidade. / Differences in oxygen tension during in vitro culture (IVC) direct impacts the embryo development. Embryo culture in high oxygen (O2) levels can induce oxidative stress through the accumulation of reactive oxygen species (ROS), negatively affecting early embryo development, causing changes in gene expression, DNA fragmentation, interference in pluripotency state, increased apoptosis, among other factors that harm embryo cells. The aim of this study was to evaluate the effect of different O2 tensions during IVC on development and transcriptional status of bovine embryos on blastocysts and 8-16 cells stages, development moments where the genome activation and epigenetic reprogramming increase the fragility of this embryos. For this purpose, bovine embryos were produced in vitro by conventional protocols in two different oxygen tensions, physiological (5%) and atmospheric (20%). In the first phase of this study, expanded blastocysts (BX) were subjected to gene expression analysis by RT-qPCR with Biomark HD System (Fluidigm, San Francisco, CA, US), using 74 TaqMan assays specific for Bos taurus. Embryonic development and quantification of transcripts were compared by Student t-test considering =5%. There was no difference in the cleavage rate between the groups, but the blastocyst rate was higher in the 5% O2 group. A significant difference was observed in genes related to oxidation-reduction processes, DNA-dependent transcription factors and factors related to distinct functional pathways, such as embryo development, pluripotency and cell differentiation, cell proliferation and apoptosis. To verify these last two effects ICM and TE from expanded blastocysts were differentially stained and the number of cells was assessed. The low O2 tension group had a higher number of total cells, as well as TE and ICM cells. DCF staining was also made to evaluate the ROS concentration, with results showing a higher presence of ROS on embryos cultured at 20% O2. In the second phase of the study a new gene expression analysis by RT-qPCR with Biomark HD System was made, using new TaqMan assays, on samples of sexed embryos with 8-16 cells and blastocysts for both groups. Significant differences were observed again in genes related to oxidation-reduction processes, DNA-dependent transcription factors and also in genes related to epigenetic mechanisms in both embryo stages analyzed. Taken together, these results allow us to conclude that the production of IVP embryos at atmospheric O2 tension affects the expression of genes involved in multiple cell biology pathways that can affect embryo development, quality and viability.

Orientador: Prof. Dr. Jean Jacques Bonvent / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2015. / Arcaboucos polimericos sao de interesse crescente no campo da engenharia de tecidos. Alguns biopolimeros tais como PLLA -poli (acido latico) e PCL . poli(¿Ã- caprolactona) tem sido amplamente utilizados na composicao destes arcaboucos devido a sua biocompatibilidade, biodegradabilidade e baixa toxicidade. Alem disso, estes biomateriais precisam ter uma boa adesao celular e proliferacao para serem eficazes na reparacao de tecidos. A fim de evitar a invasao de microorganismos, durante o processo de cicatrizacao, e importante a incorporacao de um agente antimicrobiano, para servir como uma barreira protetora e prevenir a infeccao no local da lesao. Tres tipos de arcaboucos foram desenvolvidos a base de PLLA e PCL, e da blenda PCL/PLA - 50/50. A porosidade das membranas de biopolimero foi controlada pela incorporacao de particulas de cloreto de sodio com determinada faixa de tamanho, como agente porogenico, na solucao polimerica, a qual foi, em seguida, removido apos a evaporacao do solvente, por imersao da membrana para a agua para dissolver o sal. A tetraciclina tem sido incorporados a membrana como um agente antibiotico. A morfologia da membrana, estrutura molecular e incorporacao da tetraciclina foram analisados por microscopia eletronica de varredura (MEV), FTIR e microscopia de fluorescencia. A cinetica de libertacao do farmaco foi investigadam atraves da monitorizacao da concentracao de tetraciclina difundida em solucao de PBS (pH 7,4), por meio de espectroscopia de UV-VIS. Os dados experimentais mostraram que a uma porosidade de cerca de 69% foi obtida. A incorporacao de tetraciclina mostrou ser bastante eficaz e uniforme nos arcaboucos, contudo observa-se melhores resultados no caso de PCL puro. A cinetica de libertacao do farmaco e de primeira ordem para arcaboucos com PLA e PCL, puros. No entanto, no caso da blenda, o processo de libertacao do farmaco nao segue nenhum modelo cinetico estabelecido. Tais resultados sugerem que estes suportes de biopolimero podem ser eficazmente produzida com caracteristicas porosas e com a incorporacao de antibioticos, a fim de promover uma libertacao controlada da droga para o processo de reparo tecidual. / Polymeric scaffolds are of growing interest in the field of tissue engineering . Some biopolymers such as PLA - poly lactic acid and PCL - polycaprolactone have been widely used in the composition of these scaffolds due to their biocompatibility, biodegradability and low toxicity. In addition, these biomaterials need to have a good cell adhesion and proliferation to be effective in tissue repair. Furthermore, the formation of pores in the scaffolds is directly related to a better adhesion of material to the cells. In order to avoid microorganism invasion that during the healing process it is important to incorporate an antimicrobial such as tetracycline, to serve as a protective barrier and prevents infection at the site of the injury. Three types of scaffolds were develop, based on PCL, and their blend 50/50, by means of casting process. The porosity of the biopolymer membranes was controlled achieved by the incorporation of sodium chloride particles of given size, as a porogene agent, into the polymer solution, which was then removed after the solvent evaporation by immersion of the membrane into water to dissolve the salt. Tetracycline has been incorporated into to the membrane as an antibiotic agent. The membrane morphology, molecular structure e incorporation of the tetracycline were analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM), FTIR and Fluorescence Microscopy. The drug release kinetic was investigated by monitoring the concentration of tetracycline that diffused to a PBS solution (pH 7.4), by means of uv-vis spectroscopy. The experimental data showed that a medium porosity, of about 69%, could be reached. The incorporation of tetracycline was found to be quite effective and uniform into the scaffolds, tending to lead to better results in the case of pure PCL. The drug release kinetic is of first order for the pure PLA and PCL scaffold. Nevertheless, in the case of the blend, any of the usual kinetic model could describe the drug release process.Such results suggested these biopolymer scaffolds could be effectively produced with porous characteristics and with incorporation of antibiotics in order to promote a controlled drug liberation for wound healing process.

Orientador: Prof. Dr. Fernando Carlos Giacomelli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / O metal nobre prata (Ag) possui conhecidamente ação antimicrobiana contra uma variada gama de bactérias e fungos. Neste trabalho, foi sintetizada com êxito prata coloidal utilizando-se polímeros aminados que atuaram simultaneamente como agente redutor e estabilizante. Os coloides produzidos em meio contendo os polímeros aminados BPEI, PVP e PEO-b-P2VP foram caracterizados utilizando-se as técnicas de espalhamento de luz dinâmico (DLS), estático (SLS) e eletroforético (ELS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia UV-Vis e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Os dados de espalhamento de luz mostram que as AgNPs obtidas em meio contendo BPEI são as menores (RH ~ 30 nm) seguidas de PVP (RH ~ 40 nm) e PEO-b-P2VP (RH ~ 55 nm). A dimensão dos nanocolóides depende da massa molecular do polímero estabilizante, onde como esperado, quanto menor a massa molecular do estabilizante, menor é a dimensão total do sistema híbrido. Os dados de TEM mostraram que o núcleo metálico de Ag0 é substancialmente menor que a dimensão total dos agregados sugerindo que os coloides são estabilizados por uma espessa coroa polimérica. Medidas de potencial zeta mostraram que as AgNPs possuem carga superficial positiva quando estabilizadas por BPEI, negativa quando estabilizadas por PVP a neutra quando o estabilizante é o PEO-b-P2VP. Os perfis cinéticos monitorados através de espectroscopia UV-Vis sugerem que os nanomateriais são produzidos através de um processo autocatalítico em que a velocidade de reação depende da quantidade de átomos de nitrogênio disponíveis por unidade de massa de polímero. Os dados obtidos ainda sugerem que o tempo de indução não afeta o tamanho dos núcleos metálicos que possuem dimensão similar, embora tenha sido observada uma elevada polidispersão de tamanhos. Ensaios biológicos foram realizados com o objetivo de verificar o efeito antimicrobiano dos diferentes coloides produzidos. Os resultados mostraram que as nanopartículas recobertas com PVP e PEO-b-P2VP apresentaram atividade bactericida e fungicida em concentrações a partir de 0,5 ppm. Nesta concentração os coloides não são tóxicos a células de mamíferos e eritrócitos conforme avaliado por ensaio de MTT e atividade hemolítica. Por outro lado, nanopartículas recobertas com BPEI não mostraram atividade bactericida e fungicida. / The noble silver metal (Ag) has known antimicrobial action against a wide range of bacteria and fungi. In this work, colloidal silver was successfully synthesized using amino polymers that simultaneously acted as a reducing and stabilizing agent. The colloids produced in the medium containing the BPEI, PVP and PEO-b-P2VP amine polymers were characterized using dynamic scattering (DLS), static (SLS) and electrophoretic (ELS), transmission electron microscopy (TEM ), UV-Vis spectroscopy and low-angle X-ray scattering (SAXS). Light scattering data show that AgNPs obtained on BPEI-containing medium are the lowest (RH ~ 30 nm) followed by PVP (RH ~ 40 nm) and PEO-b-P2VP (RH ~ 55 nm). The size of the nanocolloids depends on the molecular weight of the stabilizing polymer, where as expected the lower the molecular weight of the stabilizer, the smaller the overall size of the hybrid system. The TEM data showed that the metal core of Ag0 is substantially less than the total size of the aggregates suggesting that the colloids are stabilized by a thick polymeric crown. Potential zeta measurements showed that the AgNPs have a positive surface charge when stabilized by BPEI, negative when stabilized by PVP to neutral when the stabilizer is PEO-b-P2VP. The kinetic profiles monitored by UV-Vis spectroscopy suggest that the nanomaterials are produced through an autocatalytic process in which the reaction rate depends on the amount of available nitrogen atoms per unit mass of polymer. The data obtained still suggest that the induction time does not affect the size of metallic cores having similar size, although a high polydispersity of sizes has been observed. Biological assays were performed with the objective of verifying the antimicrobial effect of the different colloids produced. The results showed that the nanoparticles coated with PVP and PEO-b-P2VP showed bactericidal and fungicidal activity at concentrations of 0.5 ppm. At this concentration the colloids are non-toxic to mammalian cells and erythrocytes as assessed by MTT assay and hemolytic activity. On the other hand, nanoparticles coated with BPEI showed no bactericidal and fungicidal activity.

Orientador: Prof. Dr. Herculano da Silva Martinho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017.