Através da abordagem bottom-up, foram desenvolvidos novos sistemas supramoleculares baseados em complexos metálicos ligados por meio do ligante conjugado, trans-1,4-bis[2-(4-piridil)etenil]benzeno (BPEB). A combinação adequada de várias espécies selecionadas, conduziu a compostos bastante interessantes que foram caracterizados por meio 1H-RNM, voltametria cíclica e de espectrometria de massa, espectroscopia eletrônica, espectroeletroquímica. Seus correspondentes filmes moleculares também foram investigados por meio de microscopia de força atômica. Um desses sistemas foi constituído por clusters triangulares de acetato de rutênio com pontes µ-oxo e BPEB. Nesses casos, a espectrometria de massa acoplada à técnica de dissociação induzida por colisão, foi uma ferramenta poderosa para a investigação do processo de fragmentação em fase gasosa, permitindo a caracterização de novos intermediários, bem como a avaliação das energias de ligação envolvidas nos sistemas. Uma correlação linear das energias de ligação e parâmetros eletroquímicos foi demonstrada neste trabalho. Além disso, o comportamento eletrocrômico dos clusters de BPEB suportados sobre dióxido de titânio nanocristalino, também foi explorado na elaboração de dispositivos eletrocrômicos, com ótimo desempenho em termos de mudanças ópticas, reversibilidade e reprodutibilidade. Outro tipo de sistema foi baseado em complexos de rutênio-bipiridina e BPEB. Esses complexos foram empregados com bons resultados como sensibilizadores em células fotoeletroquímicas baseadas em dióxido de titânio nanocristalino, bem como em dispositivos eletrocrômicos de mesma natureza. Finalmente, as características estruturais do BPEB mostraram ser adequadas para exploração do reconhecimento molecular dos complexos na presença de β-ciclodextrina (β-CD). Neste estudo, foram gerados rotaxanos por meio da automontagem coordenativa do complexo binuclear µ-BPEB- bis[pentacianoferrato(II)] na presença de β-CD. Também foi demonstrado por meio de 1H-NMR, que a agregação do complexo de BPEB é bastante pronunciada em espectros de solução aquosa, sendo porém inibida na presença de β-CD. / The bottom up approach has been applied for the development of new supramolecular systems based on metal complexes connected by the linear, conjugated bridging ligand trans-1,4-bis[2-(4-pyridyl)ethenyl]benzene (BPEB). The combination of the many selected species led to very interesting compounds, which have been extensively characterized by means of ESI-MS, electronic spectroscopy, 1H-NMR, cyclic voltammetry and spectroelectrochemistry. Their molecular films have also been investigated by means of atomic force microscopy. One of such systems was constituted by triangular µ-oxo bridged ruthenium acetate clusters containing BPEB. In particular, mass spectrometry coupled with a collision induced dissociation technique provided a versatile tool for the investigation of their fragmentation process, allowing the characterization of novel intermediates, as well as, the evaluation of the binding energies involved in the systems. A linear correlation of the binding energies and electrochemical parameters has also been demonstrated in this work. In addition, the electrochromic behavior of the cluster-BPEB complexes supported on nanocrystalline titanium dioxide has also been exploited for the design of novel electrochromic devices, exhibiting sharp optical changes, high reversibility and great reproducibility. Another interesting type of system was based on polypyridine ruthenium(II) complexes and BPEB. Such species have been successfully employed as sensitizers in nanocrystalline titanium dioxide photoelectrochemical cells, and in photoelectrochromic devices. Finally, the suitable structural characteristics of BPEB have been explored in molecular recognition processes involving the corresponding complexes in the presence of ß-cyclodextrin (ß-CD). In this study, rotaxanes have been generated by coordination self-assembly of the binuclear µ-BPEB- bis[pentacyanoferrate(II)] complex and ß-CD. It has also been shown that the aggregation of the BPEB complexes, which proceeds to a high extent in aqueous solution, can be inhibited by adding ß-CD, as deduced by means of 1H-NMR spectroscopy

As ciclodextrinas são oligossacarídeos descobertos há mais de cem anos e utilizados para modificação de propriedades físico-químicas de moléculas, aplicadas especialmente para aumentar/modificar sua solubilidade através da formação de complexos de inclusão tipo hóspede-hospedeiro entre sua cavidade apolar e grupamentos afins das moléculas hóspedes. O sucesso na obtenção dos complexos de inclusão depende muito do método empregado e é necessário conhecer as opções disponíveis para selecionar a melhor relação entre eficiência e rendimento. Dentre as técnicas utilizadas para a obtenção destes complexos as mais destacadas são a coprecipitação, coevaporação, neutralização, liofilização, spray-drying, malaxagem, moagem e fluidos supercríticos. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da complexação do pizotifeno (PZT) com ciclodextrinas (CDs) sobre a sua fotodegradação em solução aquosa. Para isso foram utilizados diferentes tipos de CDs (α, β e γ ). Adicionalmente, um método analítico indicador de estabilidade por cromatografia líquida de alta eficiência foi desenvolvido e validado. Este método cromatográfico foi avaliado quanto a sua seletividade, linearidade, precisão intermediária, exatidão, estimativas de limites inferiores de quantificação e detecção, robustez e saturação dos filtros. A coluna cromatográfica utilizada foi uma Wakosil II 5C18 RS, 250mm x 4,6mm (5µm). A fase móvel (FM) utilizada consistiu numa mistura de solução aquosa de (NaH2PO4 + Pic B8) 2 mmol/l:acetonitrila:trietilamina (600:400:2, v/v) com pH aparente de 3,00±0,05. A vazão de trabalho utilizada foi de 1,5 ml/min e a temperatura da coluna foi mantida a 30°C. O método avaliado mostrou-se capaz de separar o PZT de seus principais produtos de degradação, preciso, exato, satisfatoriamente linear (r2>0,99, intercepto-y próximo de zero), robusto quanto ao pH, composição e vazão da FM e a condição de filtração ideal foi através de filtros de PVDF hidrofílico. A mudança na fotoestabilidade do pizotifeno puro e complexado com α, β e γ ciclodextrinas em solução aquosa foi avaliada em câmara de fotoestabilidade sob luz branca e UV por doze dias em frascos de vidro lacrados. Os complexos de inclusão conferiram ao fármaco uma velocidade de degradação no mínimo 19% menor em relação ao PZT puro e uma proteção relativa de até 1,61. A magnitude da fotoproteção foi maior para o complexo formado com β-ciclodextrina independentemente do tipo de radiação. / Cyclodextrins (CDs) are oligosaccharides discovered over one hundred years ago and used to change physicochemical properties of molecules, acting especially over its aqueous solubility through the formation of guest-host type inclusion complexes between its apolar cavity and similar structures in the guest molecule. Among the techniques employed to obtain these inclusion complexes the most commonly used are coprecipitation, coevaporation, neutralization, freeze-drying, spray-drying, kneading, grinding and precipitation from supercritical fluids. The objective of the present work was to evaluate the influence of the complexation of pizotifen (PZT) with various CDs (α, β and γ) over its photostability in aqueous solution. Also, a stability indicating high performance chromatographic method was developed and fully validated regarding its selectivity, linearity, intermediate precision, accuracy, lower limits of detection and quantification, robustness and filter saturation. The column used was a Wakosil II 5C18 RS with (250 x 4,6) mm, 5 µm particle size and kept at 30°C. The mobile phase (MP) used consisted of a mixture of a saline aqueous solution (NaH2PO4 + Sodium Octanesulfonate) 2 mmol/l:acetonitrile:tryethylamine (600:400:2 v/v) with its apparent pH adjusted to 3 and with a flow rate of 1,5 ml/min. The method was selective regarding PZT peak even among its degradation products and also precise, exact, linear (r2>0,99 and y-intercept close to zero), robust regarding MP\'s pH, composition and flow rate and the best filtration condition was with hydrophilic PVDF. Photostability changes in pure and complexed PZT in aqueous solution inside sealed glass vials were assessed for 12 days under both white and UV light in a photostability chamber regarding PZT\'s observed degradation rate, half-life and relative protection. Inclusion complexation significantly reduced PZT\'s degradation constant at least 20%, with equivalent increase in its half-life and a maximum relative protection of 1,61. The most significant protection was observed in the β-CD complex solution for both types of irradiation.

No presente trabalho foi realizado o isolamento da 3-O-metilquercetina, a partir de produto seco do extrato de inflorescências de Achyrocline satureioides, e sua caracterização. Em etapa farmacotécnica, foi realizado o estudo da associação deste flavonóide com b-ciclodextrina, bem como testes preliminares de permeação cutânea das associações, incorporadas ou não em gel de hidroxipropilmetilcelulose. As técnicas espectroscópicas, infravermelho e ressonância magnética de hidrogênio, confirmaram a estrutura do flavonóide isolado. Para o doseamento da 3-Ometilquercetina, realizou-se a validação de metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência, obtendo-se linearidade, na faixa de concentração de 0,05 a 1,5 μg/mL, precisão e exatidão adequadas. A análise da associação da 3-Ometilquercetina com b-ciclodextrina por infravermelho, ressonância magnética de hidrogênio e a análise pelo método empírico de Mecânica Molecular (MM2) do software Chem3D Ultra (Versão 9.0, CambridgeSoft) indicam possível inclusão do anel B da 3-O-metilquercetina na cavidade da b-ciclodextrina, sendo a inserção do flavonóide pela borda das hidroxilas secundárias mais favorável do que pela borda das hidroxilas primárias. A b-ciclodextrina e o gel de hidroxipropilmetilcelulose promoveram a permeação do flavonóide através da pele. A realização de ensaios in vivo para a seleção da melhor formulação constitui-se na principal perspectiva de continuidade de investigação científica do tema. / 3-O-methylquercetin (3-OMQ) was isolated from spray dried powder of Achyrocline satureioides and characterized by IR and 1H NMR. The study of association of this flavonoid with b-cyclodextrin (bCD) was performed, as well as preliminary skin permeation tests of these associations, incorporated or not in hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogel. A LC method for 3-OMQ assay was validated in the concentration range from 0.05 to 1.5 μg/mL, with suitable precision and accuracy. The complexation of 3-OMQ with bCD was analyzed by IR, 1H NMR and Molecular Mechanics (Chem3D Ultra 9.0, CambridgeSoft) and the results indicated the possible insertion of B ring of the flavonoid into the bCD cavity, being the insertion through the secondary OH rim more favorable than through the primary OH rim. bCD and HPMC promoted the permeation of the flavonoid through the skin. In vivo assay is required to select the appropriate formulation.

No presente trabalho foi realizado o isolamento da 3-O-metilquercetina, a partir de produto seco do extrato de inflorescências de Achyrocline satureioides, e sua caracterização. Em etapa farmacotécnica, foi realizado o estudo da associação deste flavonóide com b-ciclodextrina, bem como testes preliminares de permeação cutânea das associações, incorporadas ou não em gel de hidroxipropilmetilcelulose. As técnicas espectroscópicas, infravermelho e ressonância magnética de hidrogênio, confirmaram a estrutura do flavonóide isolado. Para o doseamento da 3-Ometilquercetina, realizou-se a validação de metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência, obtendo-se linearidade, na faixa de concentração de 0,05 a 1,5 μg/mL, precisão e exatidão adequadas. A análise da associação da 3-Ometilquercetina com b-ciclodextrina por infravermelho, ressonância magnética de hidrogênio e a análise pelo método empírico de Mecânica Molecular (MM2) do software Chem3D Ultra (Versão 9.0, CambridgeSoft) indicam possível inclusão do anel B da 3-O-metilquercetina na cavidade da b-ciclodextrina, sendo a inserção do flavonóide pela borda das hidroxilas secundárias mais favorável do que pela borda das hidroxilas primárias. A b-ciclodextrina e o gel de hidroxipropilmetilcelulose promoveram a permeação do flavonóide através da pele. A realização de ensaios in vivo para a seleção da melhor formulação constitui-se na principal perspectiva de continuidade de investigação científica do tema. / 3-O-methylquercetin (3-OMQ) was isolated from spray dried powder of Achyrocline satureioides and characterized by IR and 1H NMR. The study of association of this flavonoid with b-cyclodextrin (bCD) was performed, as well as preliminary skin permeation tests of these associations, incorporated or not in hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogel. A LC method for 3-OMQ assay was validated in the concentration range from 0.05 to 1.5 μg/mL, with suitable precision and accuracy. The complexation of 3-OMQ with bCD was analyzed by IR, 1H NMR and Molecular Mechanics (Chem3D Ultra 9.0, CambridgeSoft) and the results indicated the possible insertion of B ring of the flavonoid into the bCD cavity, being the insertion through the secondary OH rim more favorable than through the primary OH rim. bCD and HPMC promoted the permeation of the flavonoid through the skin. In vivo assay is required to select the appropriate formulation.

No presente trabalho foi realizado o isolamento da 3-O-metilquercetina, a partir de produto seco do extrato de inflorescências de Achyrocline satureioides, e sua caracterização. Em etapa farmacotécnica, foi realizado o estudo da associação deste flavonóide com b-ciclodextrina, bem como testes preliminares de permeação cutânea das associações, incorporadas ou não em gel de hidroxipropilmetilcelulose. As técnicas espectroscópicas, infravermelho e ressonância magnética de hidrogênio, confirmaram a estrutura do flavonóide isolado. Para o doseamento da 3-Ometilquercetina, realizou-se a validação de metodologia analítica por cromatografia líquida de alta eficiência, obtendo-se linearidade, na faixa de concentração de 0,05 a 1,5 μg/mL, precisão e exatidão adequadas. A análise da associação da 3-Ometilquercetina com b-ciclodextrina por infravermelho, ressonância magnética de hidrogênio e a análise pelo método empírico de Mecânica Molecular (MM2) do software Chem3D Ultra (Versão 9.0, CambridgeSoft) indicam possível inclusão do anel B da 3-O-metilquercetina na cavidade da b-ciclodextrina, sendo a inserção do flavonóide pela borda das hidroxilas secundárias mais favorável do que pela borda das hidroxilas primárias. A b-ciclodextrina e o gel de hidroxipropilmetilcelulose promoveram a permeação do flavonóide através da pele. A realização de ensaios in vivo para a seleção da melhor formulação constitui-se na principal perspectiva de continuidade de investigação científica do tema. / 3-O-methylquercetin (3-OMQ) was isolated from spray dried powder of Achyrocline satureioides and characterized by IR and 1H NMR. The study of association of this flavonoid with b-cyclodextrin (bCD) was performed, as well as preliminary skin permeation tests of these associations, incorporated or not in hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) hydrogel. A LC method for 3-OMQ assay was validated in the concentration range from 0.05 to 1.5 μg/mL, with suitable precision and accuracy. The complexation of 3-OMQ with bCD was analyzed by IR, 1H NMR and Molecular Mechanics (Chem3D Ultra 9.0, CambridgeSoft) and the results indicated the possible insertion of B ring of the flavonoid into the bCD cavity, being the insertion through the secondary OH rim more favorable than through the primary OH rim. bCD and HPMC promoted the permeation of the flavonoid through the skin. In vivo assay is required to select the appropriate formulation.

The essential oils, which are secondary metabolites produced by plants. These metabolites are part of the group of terpenes. Such organic molecules are characterized by presenting important pharmacological activities such as anti-inflammatory, antinociceptive, antimicrobial, among others. Thus, the essential oil of Hyptis pectinata (EOHP), a native fragrant plant of the states of Alagoas and Sergipe and widely used by the population, has attracted attention of researchers in order to validate its popular use. In addition, the isopulegol (ISOP), a major monoterpene in the industry for their flavoring properties and medicinal has been the subject of research in scientific research. However, EOHP present ISOP and the physico-chemical characteristics and limited water solubility, high volatilization photosensitivity and easy oxidation. In this perspective, an alternative to preserve the characteristics of these substances is the formation of supramolecular complexes involving cyclodextrins (CDs). The CDs have a molecular structure suitable for the formation of inclusion complexes since they have polar and hydrophilic surface cavity. Thus, the inclusion complex of essential oils and CDs improve the physico-chemical properties of these molecules to optimize the pharmacological activity thereof. Hence, the aim of this study was to identify the chemical constituents of OEHP by gas chromatography coupled to mass spectrometry with flame detector (GC-MS/FID) and from there to prepare the samples with β -CD and ISOP in the α- and β-CD by the methods of the physical mixture (PM), paste complexation (PC) and slurry complexation (SC). Furthermore, the physico-chemical characterization of the samples through the techniques of differential scanning calorimetry (DSC) was performed thermogravimetry/derivative thermogravimetry (TGA/DTG) absorption spectrophotometry in the infrared Fourier transform spectroscopy (FT-IR) scanning electron microscopy, X-ray diffraction (XRD), complexation efficiency by GC-MS/FID, pharmacological test formalin with the best complex obtained from OEHP and study of molecular modeling (docking) to isopulegol and CDs. Based on these results, we observed three major constituents in OEHP, (E) -caryophyllene (54.07%), caryophyllene oxide (14.91%) and germacrene-D (7.46%). The results of physicochemical characterization showed that the EC was the best method to complex (E)-caryophyllene and germacrene-D, caryophyllene oxide has not been complexed and this may be related to its low affinity for the cavity of β- CD. The formalin test showed a better antinociceptive and anti-inflammatory OEHP / β-CD when compared with pure EOHP that can be attributed to the high percentage of (E) -caryophyllene complexed. Regarding isopulegol, it was observed that α-CD complexes more stable inclusion of the β-CD, as showed in the docking analysis and PC/α-CD gave a higher ratio of complexing with respect to PM and SC. But the SC obtained with β-CD showed the highest molecular inclusion. Thus, the techniques used were efficient in the complexation of EOHP and ISOP. / Os óleos essenciais são metabólitos secundários das plantas constituídos de terpenos. Tais moléculas orgânicas caracterizam-se por apresentar atividades farmacológicas importantes como anti-inflamatória, antinociceptiva, antimicrobiana, dentre outras. Dessa forma, o óleo essencial da Hyptis pectinata (OEHP), uma planta odorífera nativa dos estados de Alagoas e Sergipe e bastante utilizada pela população, tem despertado interesse dos pesquisadores com o objetivo de validar o seu uso popular. Além disso, o isopulegol (ISOP), um monoterpeno importante na indústria por suas propriedades flavorizantes e medicinais tem sido objeto de investigação na pesquisa científica. Entretanto, o OEHP, bem como o ISOP apresentam características físico-químicas como solubilidade limitada em água, elevada volatilização, fotossensibilidade e fácil oxidação. Nessa perspectiva, uma alternativa para preservar as características dessas substâncias é a formação de complexos supramoleculares envolvendo ciclodextrinas (CDs). As CDs apresentam uma estrutura molecular adequada para a formação de complexos de inclusão uma vez que possuem cavidade apolar e superfície hidrofílica. Assim, os complexos de inclusão de óleos essenciais e CDs melhoram as características físico-químicas dessas moléculas de modo a otimizar a atividade farmacológica das mesmas. Diante disto, o objetivo do presente estudo foi realizar a identificação dos constituintes químicos do OEHP através da cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas com detector de chamas (CG-EM/DIC) e a partir daí preparar as amostras com β-CD e do ISOP em α- e β-CDs através dos métodos da mistura física (MF), malaxagem (MA) e co-evaporação (CE). Além disso, foi realizada a caracterização físico-química das amostras através das técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria/termogravimetria derivada (TG/DTG), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X (DRX), eficiência de complexação através da CG-EM/DIC, ensaio farmacológico de formalina com o melhor complexo obtido do OEHP e estudo de modelagem molecular (Docking) para o ISOP e CDs. Diante dos resultados obtidos, foram observados três constituintes majoritários no OEHP, (E)-cariofileno (54,07%), óxido de cariofileno (14,91%) e germacreno-D (7,46%). Os resultados de caracterização físico-química demonstraram que o CE foi o melhor método para complexar o (E)-cariofileno e o germacreno-D, o óxido de cariofileno não foi complexado e isso pode estar relacionado a sua baixa afinidade pela cavidade da β-CD. O teste de formalina demonstrou melhor atividade antinociceptiva e anti-inflamatória do OEHP/β-CD quando comparado com o OEHP puro que pode ser atribuída ao elevado percentual de (E)-cariofileno complexado. Em relação ao ISOP, foi observado que a α-CD forma complexos de inclusão mais estáveis que a β-CD, pela análise de Docking, e a MA/α-CD forneceu uma maior razão de complexação em relação a MF e CE. Já o CE obtido com β-CD apresentou maior taxa de inclusão molecular. Assim, as técnicas utilizadas foram eficientes na complexação do OEHP e ISOP.

Orientadores: Eneida de Paula, Carmen Verissima Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesus_MarceloBispode_D.pdf: 14093792 bytes, checksum: 377f3dd10b9671d0449104559945e74f (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Mesmo após mais de meio século de pesquisas e desenvolvimento em quimioterapia, o câncer ainda é uma das doenças mais difíceis de serem tratadas. Dentre os tipos de câncer, o de próstata aparece em destaque por ser a forma mais incidente entre os homens. O pequeno progresso alcançado até os dias de hoje no tratamento desta doença nos levou a pesquisar duas estratégias para intervir na multiplicação de células de câncer de próstata. Na primeira, um sistema de liberação de fármacos (drug delivery) baseado em ciclodextrinas e destinado a melhorar a biodisponibilidade da riboflavina (vitamina capaz de induz apoptose em células tumorais) foi preparado, caracterizado e testado. A segunda estratégia consistiu no desenvolvimento de um sistema de transferência de genes (gene delivery) baseado em nanopartículas lipídicas sólidas, para futura transferência de genes supressores de tumor e, portanto, indutores da morte das células de câncer prostático. Na primeira parte foi realizada a caracterização físico-química de complexos de riboflavina com beta (b-CD) e hidroxipropil beta (HP-b-CD) ciclodextrinas, seguida de avaliação da toxicidade em células de câncer de próstata. A associação da riboflavina com as ciclodextrinas aumenta a solubilidade desta vitamina e melhora sua eficiência contra células de câncer de próstata. Entretanto, a interação molecular da riboflavina, tanto com b-CD quanto com HP-b-CD, mostrou-se não usual, como comprovado por ressonância magnética nuclear, pelos ensaios de Efeito Nuclear Overhauser. Na segunda parte, foram desenvolvidas nanopartículas lipídicas sólidas de ca. 100 nm, compostas de ácido esteárico, dioleil-propanoato de trimetilamônio e Pluronic F68; foi também estudada a influência da adição de dioleil-fosfatidiletanolamina a essas formulações. As nanopartículas se mostraram bastante estáveis quanto ao tamanho e potencial Zeta, durante o período (140 dias) estudado. Elas também foram capazes de proteger o material genético transportado contra a ação da enzima DNase e apresentaram eficiência de transfecção comparável à da Lipofectamina 2000®, um carreador comercial de uso consagrado para transfecção. Palavras chave: Próstata - Câncer; Riboflavina; Ciclodextrinas; Nanopartículas lipídicas sólidas; Técnicas de transferência de genes. / Abstract: Even after more than half a century of research and development in chemotherapy, cancer remains one of the most difficult diseases to treat. Among the cancer types, prostate adenocarcinome is the most incident in male. The insufficient advances attained so far in cancer treatment led us to explore two strategies designed to obstruct proliferation of prostate cancer cells. At the first, a drug delivery system based on cyclodextrins and aimed to improve the bioavailability of riboflavin (a vitamin able to induce apoptosis in tumor cells) was prepared, characterized and tested. The second strategy consisted in the development of a gene delivery system based on solid lipid nanoparticles for future transfer of tumor suppressor genes able to induce death of prostate cancer cells. The first part of this thesis comprises the physico-chemical characterization of beta (b-CD) and hydroxypropyl beta (HP-b-CD) cyclodextrins complexes with riboflavin, followed by evaluation of their toxicity against prostate cancer cells. Riboflavin complexation with cyclodextrins increased the solubility of this vitamin and its effectiveness against prostate cancer cells growth. However, the molecular interaction of riboflavin with either b-CD or HP-b-CD was unusual, as evidenced by nuclear magnetic resonance (Overhauser Nuclear Effect) experiments. In the second part solid lipid nanoparticles of ca. 100 nm and composed of stearic acid, 1,2-dioleoyl-3-trimethylammonium-propane and Pluronic F68 (with or without 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) were prepared. Stability (evaluated by size and Zeta potential of the nanoparticles) was quite good during a 140 days storage period. The nanoparticles were able to protect genetic material against DNase action and showed a transfection capacity comparable to that of Lipofectamine 2000®, a commercially available gene carrier. Keywords: Prostate - Cancer; Riboflavin; Cyclodextrins; Solid lipid nanoparticles; Gene transfer techniques. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Eneida de Paula, Leonardo Fernandes Fraceto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:05:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_RobertaAlineFrancode_M.pdf: 1479897 bytes, checksum: 3c9af4bda36adc886426ab930c957a40 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A dor desempenha um papel biológico muito importante como indicador da presença de um estímulo nocivo, que pode representar dano real ou potencial ao organismo; entretanto, não é interessante que essa sinalização persista além das necessidades fisiológicas a ponto de tornar-se um incomodo, podendo dificultar o desempenho das atividades normais, comprometer a qualidade de vida do indivíduo e impedir a realização de práticas cirúrgicas curativas. Os anestésicos locais são fármacos empregados para alívio da dor aguda ou crônica, pois bloqueiam a condução do estímulo nervoso em membranas neuronais. Dentre eles, está a Tetracaína (TTC) um amino-éster de grande utilidade na prática clínica, empregado em procedimentos que requerem anestesia tópica, como aqueles oftalmológicos que necessitam de intervenções na córnea. As limitações do uso clínico da TTC está relacionadas à sua baixa estabilidade química (hidrólise da ligação éster por esterases plasmáticas) e sua toxicidade sistêmica. Sistemas de liberação modificada de fármacos, que empregam carreadores como ciclodextrinas, constituem uma alternativa para aumentar o tempo de ação anestésica e diminuir a toxicidade. As ciclodextrinas são capazes de formar complexos de inclusão com diversos fármacos, alterando propriedades como a solubilidade aquosa, o que torna esses oligosacarídeos cíclicos promissores para este tipo de aplicação. Neste trabalho, estudamos a complexação da TTC com beta-ciclodextrina (?-CD) e hidroxipropil-beta-ciclodextrina (HP-?-CD) em pH fisiológico e sua influência na toxicidade celular e efeito antinociceptivo, induzidos por aquele anestésico, objetivando a preparação de novas formas farmacêuticas. Para caracterização dos complexos de inclusão TTC:?-CD e TTC:HP-?-CD foram empregados métodos espectroscópicos (Ressonância Magnética Nuclear, fluorescência, absorção UV/VIS), difração de raios-X e calorimetria diferencial de varredura. A partir das análises realizadas, encontrou-se que a estequiometria de complexação da TTC com ambas as ciclodextrinas é de 1:1. A constante de associação aparente da TTC, determinada por DOSY-NMR, é de 777 M-1 e 2243 M-1, para ?-CD e HP-?-CD respectivamente, indicando uma forte interação entre as moléculas de anestésico e das ciclodextrinas, em pH fisiológico. Os dados de proximidade espacial, determinados por RMN (1DROESY) revelaram interações entre os hidrogênios Hh e Hi, (que fazem parte do anel aromático da TTC) e hidrogênios da cavidade interna das ciclodextrinas, permitindo assim propor a geometria dos complexos de inclusão da TTC com ambas ciclodextrinas. Ensaios in vitro, em cultura de fibroblastos da linhagem 3T3, mostraram aumento na viabilidade celular após complexação da TTC com ?-CD e HP-?-CD, em relação à TTC em solução. Testes de atividade biológica, de bloqueio do nervo infraorbital em ratos, demonstraram aumento significativo do tempo de duração da anestesia nos animais tratados com os complexos TTC:?-CD e TTC:HP-?-CD (40 min e 40 min), em relação ao grupo tratado com 0,5% de TTC livre (30 min). Os resultados obtidos neste estudo demonstram a formação de complexos de inclusão com forte interação entre TTC e ?-CD e HP-?-CD; indicam ainda que a utilização destes complexos de inclusão é promissora como forma farmacêutica alternativa para este anestésico, devido ao aumento da duração da anestesia (pois os complexos apresentaram maior eficácia quando comparados à TTC livre nas mesmas doses), ou ainda a diminuição da toxicidade (atingindo a mesma eficácia da TTC livre, com menores concentrações de TTC complexada). / Abstract: Pain plays an important biological role as a sign of the presence of a noxious stimulus, that denotes actual or potential damage to the body. However, it is not interesting this signal to persist beyond the physiological point, to become a nuisance that impairs the performance of normal activities, the quality of life or prevents the procedure of healing surgical practices. Local anesthetics are used for the relief of acute or chronic pain since they block the conduction of the painful stimulation in neuronal membranes. Among them is Tetracaine (TTC) an amino ester useful in clinical procedures requiring local anesthesia such as those ophthalmic ones with intervention in the cornea. The clinical use of TTC is limited by its low chemical stability (hydrolysis of the ester bond by plasma esterases) and systemic toxicity. The use of drug-delivery systems, in carriers such as cyclodextrins is a good approach to improve the duration of action and to diminish the toxicity of local anesthetics. Cyclodextrins are suitable for this type of application since these cyclic oligosaccharides are able to form inclusion complexes with several drugs improving their water solubility. Here we have studied the complexation of TTC with beta (?-CD) and hydroxypropyl-beta-cyclodextrin (HP-?-CD) and its influence in cell toxicity and antinociceptive effects induced by that anesthetic, aiming the development of new pharmaceutical forms. TTC and ?-CD or HP-?-CD inclusion complexes were characterized using spectrophotometric methods (Nuclear Magnetic Resonance, fluorescence, UV-VIS absorption), X-ray Diffraction and Differential Scanning Calorimetry. A 1:1 stoichiometry of complexation was found for both complexes. The association constant determined by DOSY was 777 M-1 and 2.243 M-1 for TTC complexation with ?-CD and HP-?-CD, respectively, indicating a strong association between the anesthetic and both cyclodextrins, at physiological pH. The nuclear overhauser NMR data (ROESY) had disclosed trough the space proximities between hydrogens Hh and Hi - at the aromatic ring of TTC - and hydrogens from the inner cavity of the cyclodextrins, allowing us to suggest the geometry of TTC:?-CD and TTC:HP-?-CD complex formation. In vitro culture tests on 3T3 fibroblasts cells revealed an increase in cell viability after TTC complexation with ?-CD and HP-?-CD, in comparison to the effect of free TTC. Biological activity was assessed in rats, through the infraorbital nerve blockade test. The results revealed a significant increase in the duration of anesthesia in animals treated with TTC:?-CD and TTC:HP-?-CD (40 min and 40 min), in comparison to a solution of 0.5% tetracaine (30 min). The results presented here demonstrate the formation of strong associated inclusion complexes between TTC and ?-CD and HP-?-CD. The in vivo results allow us to consider those complexes as promising pharmaceutical forms to increase the duration of anesthesia induced by tetracaine (since both complexes showed higher anesthetic potency when compared to free TTC at equivalent doses) or to diminish its toxicity (since the same activity can be achieved with lower concentrations of the complexed TTC formulations). / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Os compostos de coordenação de rutênio têm recebido grande atenção para tratamento do câncer. Em particular, estudos do grupo mostraram que um metalofármaco de dirutênio(II,III) com o fármaco anti-inflamatório não-esteróide ibuprofeno apresenta boa atividade para tumor cerebral maligno. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo ampliar os estudos com a obtenção de novos complexos, investigar as interações dos metalofármacos com moléculas de interesse biológico e preparar materiais híbridos destes com ciclodextrina. Desenvolveu-se metodologia sintética para a preparação de dois novos metalofármacos de dirutênio(II,III) de fórmula geral [Ru2(O2CR)4Cl], em que O2CR = cetoprofenato (cet) ou fenbufenato, a partir do precursor [Ru2(O2CH3)4Cl]. Os novos complexos foram caracterizados principalmente por meio de técnicas espectroscópicas, difratometria de raios x e análise térmica. Estudos de reatividade foram realizados para a espécie [Ru2(O2CH3)4(H2O)2]+, obtida a partir do precursor [Ru2(O2CH3)4Cl] em solução aquosa. Constantes de equilíbrio e parâmetros termodinâmicos para as reações de substituição axial água-cloreto, e também parâmetros cinéticos das reações deste complexo com os aminoácidos glicina, triptofano, cisteína e histidina, e com os agentes redutores glutationa e ácido ascórbico, foram determinados. Estudos sobre as interações com a proteína albumina do soro humano (HSA) foram efetuados para os complexos [Ru2(O2CH3)4Cl] e [Ru2(cet)4Cl], e também para o derivado análogo de ibuprofenato (ibp), [Ru2(ibp)4Cl]. Novos materiais híbridos contendo os complexos [Ru2(O2CR)4Cl] (O2CR = ibuprofenato ou cetoprofenato) e hidroxipropil-β-ciclodextrina foram obtidos, usando-se a técnica de spray-drying, e caracterizados. / Ruthenium compounds have received great attention for cancer therapy. In particular, studies from our research group have found that a metallodrug of diruthenium(II,III) with the non-steroidal anti-inflammatory drug ibuprofen, has good activity for malignant brain tumor. In this context, the main purposes of this work were to improve these studies, to investigate some interactions of these metallodrugs with biologically relevant molecules, and also to prepare hybrid materials of these complexes with cyclodextrin. Synthetic methodologies were developed to prepare two novel diruthenium(II,III) metallodrugs, with the general formula [Ru2(O2CR)4Cl], where O2CR = ketoprofen (ket) or fenbufen starting from the precursor [Ru2(O2CH3)4Cl]. The novel complexes were characterized mainly by spectroscopical techniques, X-rays difractometry and termal analysis. Reactivity studies were performed for the species [Ru2(O2CH3)4(H2O)2]+ obtained from the precursor [Ru2(O2CH3)4Cl] in aqueous solution. Equilibrium constants and thermodynamic parameters for water-chloride axial substitutions, and also kinetic parameters for the reactions of this complex with the amino acids glycine, tryptophan, cysteine and histidine, and the reducing agents glutathione and ascorbic acid, were determined. Studies on the interactions with the human serum albumin (HSA) protein were performed for the complexes [Ru2(O2CH3)4Cl] and [Ru2(ket)4Cl], and also for the analogue derivative of the ibuprofen drug (ibp), [Ru2(ibp)4Cl]. Novel hybrid materials containing complexes [Ru2(O2CR)4Cl] (O2CR = ibuprofenato or ketoprofenato) and β-hydroxypropyl-cyclodextrin were prepared by using spray-drying technique and characterized.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The formation of inclusion complexes (IC) with cyclodextrins (CDs) for natural and synthetic compounds have been a major resources employed by the pharmaceutical industry in recent years, the main aim of this IC is increasing the water solubility of poorly soluble drugs by improving its stability and bioavailability. Among the different kind of CDs, the -cyclodextrin (-CD) is mostly used since it is obtained with a high yield and low cost, as well as by presenting appropriate size to accommodate a wide variety of lipophilic substances. Thus, the formation of IC hecogenin acetate / β-CD (HA/β-CD) shows favorable results, saponin belonging to the class of steroidal glycosides with pharmacological activities described in the literature, such as: anti-hyperalgesic, anti-inflammatory and analgesic, it has limited solubility in aqueous medium with formation of persistent and abundant foam. Thus, this study aimed to prepare and characterize IC HA/ β-CD in molar ratios of 1: 1 and 1: 2 (AH: β-CD). The results demonstrated that freeze-dryer (FD) in a molar ratio of 1:2 was the best complexing method, since the DSC and TG/DTG curves was possible to observe respectively the disappearance of the characteristic event of fusion of the HA and considerable reduction in weight loss in the first stage (m1 = 5.62 ± 0.64% from 30-270 ° C), with increased degradation temperature (247 ° C to 300 ° C), indicating greater thermal stability. The FTIR spectrum showed variations in intensity and shift bands between 1739 cm-1 and 1703 cm-1 characteristic carbonyl groups of the ketone and ester of HA. SEM analysis showed the loss of the crystal structure and decrease particle size; the XRD results showed decreased intensity and the appearance of new peaks, suggesting change of crystalline phase to mass spectrometry and docking showed interaction between HA and -CD and NMR confirmed the formation of IC by the FD method on the molar ratio 1: 2. Therefore, it is conclude that from the results, the best method of preparation of IC was observed in FD method in molar ratio 1: 2. / A formação de complexos de inclusão (CI) com ciclodextrinas (CDs) naturais e sintéticas têm sido um dos principais recursos empregados pela indústria farmacêutica nos últimos anos, com o objetivo de aumentar a solubilidade em água de fármacos fracamente solúveis, melhorando sua estabilidade e biodisponibilidade. Dentre as CDs naturais, a -ciclodextrina (-CD) é a mais utilizada, uma vez que é obtida com um elevado rendimento e baixo custo, como também, por apresentar tamanho apropriado para acomodar uma grande variedade de substâncias lipofílicas. Assim, a formação de CI acetato de hecogenina/β-CD (AH/β-CD), mostra-se favorável, visto que esta saponina pertencente a classe dos glicosídeos esteroidais, com atividades farmacológicas já descritas na literatura, tais como: anti-hiperalgésica, anti-inflamatória e analgésica, apresenta solubilidade limitada em meio aquoso, com formação de espuma persistente e abundante. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivos preparar e caracterizar CI AH/β-CD nas razões molares de 1:1 e 1:2 (AH: β-CD). Os resultados obtidos demonstraram que a liofilização (LI) na razão molar de 1:2 foi o melhor método de complexação, dado que, nas curvas DSC e TG/DTG foi possível observar respectivamente, o desaparecimento do evento característico da fusão do AH, e a redução considerável de perda de massa na primeira etapa (m1= 5,62 ± 0,64% entre 30-270 °C), com aumento da temperatura de degradação (247 °C para 300 °C), indicando maior estabilidade térmica. O espectro do FTIR apresentou variações de intensidade e deslocamento de bandas entre 1739 cm-1 e 1703 cm-1 características de grupamentos carbonila de estér e cetona do AH; o MEV mostrou perda da estrutura cristalina e diminuição de tamanho das partículas; o DRX apresentou diminuição de intensidade e surgimento de novos picos, sugerindo mudança de fase cristalina, a espectrometria de massas e o docking mostrou interação entre o AH e a -CD e o RMN confirmou a formação de CI pelo método de LI na razão molar de 1:2. Logo, conclui-se que a partir dos resultados obtidos, o melhor método de complexação foi a LI na razão molar de 1:2.