Objetivos: Avaliar a farmacocinética e a distribuição tecidual do benzaldeído semicarbazona livre (BS) e incluso em ß-Ciclodextrinas (BS/ß-CD) após administração de diversas doses por diferentes vias de administração. Metodologia: As concentrações plasmáticas de BS foram quantificadas através de método analítico por CLAE-UV desenvolvido e validado, após administração das doses de 10 mg/kg i.v. bolus e 50 e 100 mg/kg p.o. da droga livre e 10 mg/kg i.v. bolus e 50 mg/kg p.o. da droga complexada a ratos Wistar (n = 8 animais/grupo). Os perfis plasmáticos foram avaliados individualmente pelas abordagens não-compartimental e compartimental para determinação dos parâmetros farmacocinéticos. A avaliação compartimental foi realizada utilizando software Scientist 2.0.1 (Micromath®). A ligação do BS a proteínas plasmáticas foi determinada por ultrafiltração na faixa de 1,0 a 60,0 µg/mL. O perfil de penetração tecidual da droga livre e complexada foi investigado em diferentes órgãos utilizando o método de homogeneizado de tecido até 5 h após administração de dose 10 mg/kg i.v. A penetração cerebral também foi avaliada para a droga livre e inclusa em ß-CD após a dose de 50 mg/kg até 4 h após administração (n = 3 animais/tempo coleta). Resultados e Discussão: A fração livre do BS em plasma de ratos foi de 34 ± 5%. O modelo de um compartimento descreveu adequadamente todos os perfis plasmáticos estudados. Após doses intravenosa (10 mg/kg) e oral (50 mg/kg), parâmetros farmacocinéticos como Vd (1,6 ± 0,5 e 2,2 ± 0,8 L/kg, respectivamente) e Cltot (1,4 ± 0,5 and 1,8 ± 0,5 L/h×kg, respectivamente) foram maiores para o BS complexado em relação à droga livre, embora os t1/2 (0,8 ± 0,1 h-1) mantiveram-se similares (p < 0,05). A biodisponibilidade oral do BS/ß-CD (~37%) foi aproximadamente o dobro daquela observada para a droga livre (~20%). O fator de penetração cerebral após doses intravenosa (2,8) e oral (2,5), assim como tempo de residência médio, foram maiores para a droga complexada, independente da via de administração avaliada. Conclusões: A farmacocinética do BS livre e complexado mostra uma rápida distribuição tecidual e uma rápida eliminação. A maior penetração cerebral do complexo em relação à droga livre mostra que a ß-CD é uma estrutura capaz de vetorizar, reter e modificar a liberação do BS nesse órgão, explicando os achados farmacodinâmicos prévios. / Purpose: This study aimed to investigate the pharmacokinetics and tissue distribution of benzaldehyde semicarbazone (BS) free and complexed with ß- cyclodextrin (BS/ß-CD) after administration to rodents at different doses by diverse routes. Methodology: BS plasma concentrations were determinated in Wistar rats after administration of 10 mg/kg i.v bolus and 50 and 100 mg/kg p.o. for the free drug and 10 mg/kg i.v. bolus and 50 mg/kg for the BS/ß-CD (n = 8/group), using a HPLCUV method specifically developed and validated. Individual plasma profiles obtained were evaluated by non-compartmental and compartmental approaches, using the software Scientist 2.0.1 (MicroMath®), analysis to determine the pharmacokinetic parameters. BS protein binding was determined by ultrafiltration at a concentration range of 1.0 a 60.0 µg/mL. BS tissue penetration after free or ß-CD-complexed drug administration was investigated in different tissues homogenates up to 5 h after i.v. bolus dosing of 10 mg/kg dose. Brain penetration of the free and complexed drug was also evaluated up to 4 h after administration of 50 mg/kg p.o. dose (3 animals/time point). Results and Discussion: BS free fraction in plasma was 34 ± 5%. The one-compartmental model described adequately the plasma profiles of all groups investigated. After i.v. (10 mg/kg) and p.o. (50 mg/kg) doses, pharmacokinetic parameters such as Vd (1.6 ± 0.5 e 2.2 ± 0.8 L/kg, respectively) and CLtot (1.4 ± 0.5 and 1.8 ± 0.5 L/h×kg, respectively) were higher for the BS/ß-CD than for the free drug, although the t1/2 (0.8 ± 0.1 h-1) remained the same (p < 0.05). The oral bioavailability of the BS/ß-CD (~ 37%) was approximately 2-fold of that observed for the free BS (~ 20%). The brain penetration factor after i.v. (2.8) and p.o. (2.5) doses, as well as the mean residence time, were higher after BS/ß-CD dosing than after free drug dosing, regardless of the route administrated. Conclusions: BS pharmacokinetics (free and complexed) showed a fast tissue distribution and elimination. The higher brain penetration of the drug after the administration of the complex reveals that the ß-CD may be a potential system to carrier, retain and change the delivery of BS in this organ, explaining the previous pharmacodynamic results.

A ciclodextrina glicosiltransferase (EC 2.4.1.19) é a única enzima capaz de converter amido e açúcares relacionados em ciclodextrinas através de reação de ciclização. Estes compostos podem formar complexos de inclusão com moléculas hidrofóbicas, tornando-se importante para aplicação nas indústrias alimentícias, farmacêuticas, agrícolas, químicas e de cosméticos. Um novo microorganismo produtor de CGTase foi encontrado entre bactérias isoladas do solo e foi identificado como Stenotrophomonas maltophilia. A enzima produzida por este microrganismo foi purificada em quatro etapas: precipitação por afinidade com amido, ultrafiltração, cromatografia de troca iônica e cromatografia de interação hidrofóbica. A CGTase assim purificada obteve, aproximadamente, atividade específica de 200.000 U/mg e fator de purificação de 2500. Com uma única banda, o peso molecular da enzima purificada foi estimado em 70kDa por SDS-PAGE. A temperatura ótima para atividade da enzima foi de 60 º C, enquanto que a atividade enzimática permaneceu praticamente estável entre pH 6 e 10, indicando natureza alcalotolerante. Km e Vmax para a enzima pura foram de 2,5 g/mL e 12,5 U/mg de proteína, respectivamente, usando amido solúvel como substrato. / Cyclodextrin glycosyltransferase (EC 2.4.1.19) is the unique enzyme able to convert starch and related sugars into cyclodextrins via cyclization reaction. These compounds can form inclusion complexes with hydrophobic molecules, becoming important for application in the food, pharmaceutical, agricultural, chemical and cosmetics industries. A new microorganism producing the CGTase was found among strains isolated from soil and identified as Stenotrophomonas maltophilia. The enzyme produced by this strain was purified by four steps: starch affinity precipitation, ultrafiltration, ion exchange chromatography and hydrophobic interaction chromatography. The CGTase thus obtaining specific activity 200,000 U.mg-1 and 2500-fold purification. With a single band, the molecular weight of the purified enzyme was estimated in 70kDa by SDS-PAGE. The optimum temperature for enzyme activity was 60ºC, whereas the enzyme activity remained almost stable between pH 6 to 10, indicating its alkalotolerant nature. Km e Vmax for the pure enzyme were 2.5 g/mL and 12.5 U/mg protein, respectively, using soluble starch as substrate.

Ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) é a enzima capaz de converter o amido e seus açúcares relacionados em ciclodextrinas (CDs) através da reação de ciclização. As CDs têm inúmeras aplicações na indústria farmacêutica, cosmética e de alimentos, devido à sua capacidade de encapsular moléculas hidrofóbicas dentro de sua cavidade. A CGTase de Thermoanaerobacter sp. é capaz de converter o amido em CDs sob condições de processo industrial, em temperaturas elevadas. A produção de CDs em escala industrial é feita, geralmente, em processos de batelada, nos quais é utilizada a enzima livre diretamente. No entanto, a imobilização da CGTase tem sido testada, com o propósito de permitir seu uso contínua e repetidamente, de modo a prevenir sua solubilização e promover uma forma molecular mais estável. Neste trabalho, buscouse imobilizá-la em microesferas de sílica-polietilenoglicol (sílica-PEG). O suporte foi silanizado com 3- aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) e ativado com glutaraldeído para gerar condições de imobilização de enzimas, que foi realizada a 6ºC e pH 6, durante 15h. O rendimento de imobilização e a atividade recuperada foram 83% e 73%, respectivamente. Os resultados foram comparados com estudos anteriores sobre a imobilização covalente de CGTase. As propriedades enzimáticas da CGTase imobilizada foram investigadas e comparadas com as da enzima solúvel. CGTases solúveis e imobilizadas apresentaram valores similares de pH ótimo. Por outro lado, a temperatura ótima foi de 100ºC e 80ºC para as formas solúvel e imobilizada da enzima, respectivamente. Em comparação com a CGTase solúvel, a forma imobilizada apresentou maior Km (constante de Michaelis), menor Vmax (velocidade máxima de reação), a estabilidade de armazenamento diminuiu cerca de 15% e apenas um ligeiro decréscimo foi observado quando a estabilidade térmica estava sob avaliação. A estabilidade operacional foi medida em repetidos processos de batelada e a enzima imobilizada reteve cerca de 60% da atividade catalítica inicial, após 15 ciclos. / Cyclodextrin glicosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is the enzyme able to convert starch and related sugars into cyclodextrins (CDs) via cyclization reaction. Cyclodextrins have numerous applications in the pharmaceutical, cosmetics, and food industry, because of their capacity to encapsulate hydrophobic molecules within their cavity. The CGTase from the Thermoanaerobacter sp. is able to degrade starch into CDs under industrial conditions (high temperature). For the industrial scale production of CDs, conventional batch production methods, which utilize soluble CGTase directly, have been mainly adopted. However the immobilization of CGTase has been pursued with the purpose of allow its reuse continuously and repeatedly by avoiding enzyme solubilization and promoting a more stable molecule form. In this research, Thermoanaerobacter CGTase was immobilized on silica-polyethyleneglycol (silica-PEG) microspheres. The support was silanized with 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and activated with glutaraldehyde to generate conditions for enzyme immobilization, which was carried out at 6ºC and pH 6, during 15h. The immobilization yield and recovery activity was around 83% and 73%, respectively. Results were compared with previous studies on covalent immobilization of CGTase. The enzymatic properties of immobilized CGTase were investigated and compared with those of the soluble enzyme. Soluble and immobilized CGTases showed similar values for optimum pH. On the other hand, the optimum temperature was 100ºC and 80ºC for the soluble and immobilized forms, respectively. In comparison with the soluble CGTase, the immobilized form exhibited higher Km (Michaelis constant), lower Vmax (maximal reaction rate), the storage stability was decreased about 15% and just a slight decrease was observed when thermal stability was under evaluation. The operational stability was evaluated in repeated batch process and the immobilized enzyme retained about 60% of the initial catalytic activity after 15 cycles.

L'artémisinine (ART) est un composé antipaludique majeur très actif sur les souches multi-résistantes de Plasmodium falciparum. Cependant, son application clinique est limitée par sa faible solubilité en milieu aqueux et sa faible biodisponibilité par voie orale. La mise en œuvre de cyclodextrines (CDs) bioestérifiées et de dérivés amphiphiles polyoxyéthylénés permet de viser deux objectifs : i) d'une part d'améliorer la concentration aqueuse d'ART à travers son association aux vecteurs colloïdaux de CDs modifiées et ii) d'autre part d'améliorer sa biodisponibilité et son efficacité thérapeutique à travers la décoration de la surface des vecteurs. La décoration surfacique est sensée augmenter le temps de circulation sanguine des nanovecteurs de manière à maintenir des doses plasmatiques efficaces d'ART sur une longue période, suite à une administration intraveineuse. Des suspensions colloïdales stables suffisamment chargées d'ART ont été mises au point permettant de palier le problème d'insolubilité en milieu aqueux de la molécule active et donc d'envisager son administration par voie parentérale. Les essais de lyodisponibilité indiquent que l'ART est libérée des nanosystèmes pendant une période de 4 jours pour les nanoréservoirs et de 11 jours pour les nanosphères. En plus des caractérisations physico-chimiques et pharmacotechniques, les potentialités des nanoparticules décorées en surface ont été évaluées et comparées au cours de tests biologiques. In vitro, l'ART mise en forme a montré une bonne efficacité sur des souches plasmodiales choloroquino-sensibles (3D7) et chloroquino-résistantes (K1) avec des CI50 très faibles de l'ordre de 3 à 6 ng/mL. Le concept de co-nano-assemblage de dérivés amphiphiles de γ-CD-C10 bioestérifiée et de polyéthylène glycol (PEG) dans les conditions de nanoprécipitation semble être une approche intéressante pour conférer des propriétés de furtivité aux nano-systèmes de γ-CD-C10. En effet, les études in vitro mettent en évidence une diminution significativement de la phagocytose par les cellules macrophagiques et/ou de l'adsorption des protéines du complément sérique à la surface des nanoparticules de γ-CD-C10 décorées par le polysorbate 80, le stéarate de PEG1500, et le DMPE-mPEG2000. In vivo, nous observons une augmentation du temps de circulation sanguine des nanoréservoirs γ-CD-C10/polysorbate 80 et des nanosphères γ-CD-C10/DMPE-mPEG2000. Enfin, les études de pharmacocinétique réalisées chez le rat montrent que les paramètres pharmacocinétiques de l'ART sont améliorés lorsqu'elle est associée aux deux systèmes nanoparticulaires précédents. En effet, des valeurs de clairance plasmatique très faibles et de temps de demi-vie plasmatique longs (3 et 5 heures, respectivement) de l'ART ont été enregistrées avec ces deux formulations. Ces formes vectorisées d'ART mises au point ouvrent de perspectives intéressantes pour la prise en charge thérapeutiques des crises de paludisme sévère. / Artemisinin (ART), an endoperoxide sesquiterpene lactone antimalarial drug isolated from a Chinese medicinal herb (Artemisia annua), has a fast action against chloroquine-sensitive and chloroquine-resistant strains of P. falciparum, making it very effective in the treatment of multidrug-resistant malaria. However, its poor aqueous solubility, short half-life, and high first-pass metabolism limit its use in therapeutics. The purpose of the present study was to investigate the potential of self-assembled bio-transesterified CD-based nanocarriers as ART delivery systems for an intravenous route. The objective of our study was twofold: (i) to improve the ART dosage through its association with CD esters-based nanocarriers, (ii) to ensure a sufficient blood circulation time of the nanocarriers through their surface decoration, which is a prerequisite to reach infected erythrocytes after systemic administration. Stable colloidal suspensions with good ART association rate were developed to solve the problem of insolubility in aqueous medium of the active molecule and therefore consider its parenteral administration. The γ-CD-C 10 based nanospheres showed a significant sustained release profile of ART extended up to 4 days for nanosphères and 11 days for nanoreservoirs. In addition to the physicochemical characterizations, the potential of nanoparticles decorated on the surface were evaluated and compared in biological tests. The results from this study indicate that ART-loaded nanosystems, mainly PEGylated ones exhibit satisfactory in vitro activity against Chloroquine-sensitive (3D7) and chloroquine-resistant (K1) strains of P. falciparum with very low IC50 of the order of 3 to 6 ng / mL. The concept of co-assembly of nano-amphiphilic derivatives of γ-CD-C10 bioestérifiée and polyethylene glycol (PEG) under conditions of nanoprecipitation seems to be an interesting approach to impart stealth nano-systems-γ-CD C10. Indeed, in vitro studies show a significant decrease in phagocytosis by macrophages and/or adsorption of serum complement proteins on the surface of nanoparticles of γ-CD-C10 decorated by polysorbate 80, PEG1500 stearate, and mPEG2000-DMPE. In vivo, we observed an increase in blood circulation time of nanoreservoirs γ-CD-C10/polysorbate 80 and nanospheres γ-CD-C10/DMPE-mPEG2000. Finally, pharmacokinetic studies in rats show that the pharmacokinetics of ART are enhanced when combined with previous two nanoparticle systems. Indeed, values of plasma clearance and very low time of long plasma half-life (3 to 5 hours, respectively) of ART were recorded with both formulations. These colloidal forms of ART developed open up interesting prospects for the therapeutic treatment of severe malaria.

A hialuronidase é uma enzima que vem sendo utilizada como adjuvante anestésico na oftalmologia há décadas para melhorar a eficácia anestésica, por aumentar a difusão do anestésico para o nervo. Na odontologia, quando foi injetada concomitantemente ao anestésico local em bloqueio pterigomandibular, reduziu a duração da anestesia e causou trismo, pois no momento inicial da anestesia ainda havia provavelmente muito anestésico no sítio da injeção, dispersando-o para tecidos adjacentes. Entretanto, em outro protocolo, a enzima foi injetada em outro momento, antes do término do efeito anestésico e, não induziu efeitos adversos e ainda aumentou a duração de ação, provavelmente, por difundir apenas o anestésico remanescente para o nervo. A fim de evitar uma nova puntura para injetar a hialuronidase, a enzima poderia ser incorporada a um carreador, que modularia a sua liberação tardiamente, simulando o protocolo anterior. O desenvolvimento desse sistema de liberação controlada da enzima, a ser futuramente associada aos anestésicos locais visa ainda diminuir a dose necessária para o bloqueio completo, diminuindo assim o risco de toxicidade sistêmica. Este estudo laboratorial teve por objetivo desenvolver o complexo de inclusão utilizando a como carreador da hialuronidase, uma ciclodextrina, a hidroxipropil--xtrina, formando o complexo de inclusão hialuronidase:hidroxipropil--ciclodextrina, em duas proporções molares, 1:1 e 2:1. Neste estudo ainda foram avaliadas as características físico-químicas dos componentes a fim de verificar se havia interação entre as moléculas. Após o preparo, a análise físico-química das substâncias foi realizada utilizando os seguintes métodos: espectroscopia na região do Infravermelho com transformada de Fourier, análise térmica, ressonância magnética nuclear, além da análise morfológica (por MEV). Mudanças observadas na espectroscopia na região do infravermelho e na calorimetria diferencial exploratória indicam interação molecular entre a hialuronidase e a hidroxipropil --ciclodextrina, em ambas razões molares, como sugerem o aspecto morfológico do complexo. / Hyaluronidase is an enzyme that has been used as an adjuvant anesthetic in ophthalmology for decades to improve the effectiveness of anesthesia by increasing the diffusion of the anesthetic to the nerve. In dentistry, when it was injected concomitantly with local anesthetic in inferior alveolar nerve blockade, reduced the duration of anesthesia and caused trismus, because in the initial moment of anesthesia there was probably a lot of anesthetic in the injection site, spreading it to adjacent tissues. However, in another protocol, the enzyme was injected later, before the regression of the anesthetic effect and did not induce adverse effects, and also increased the duration of action, probably by spreading only the remaining anesthetic to the nerve. In order to avoid another puncture to inject hyaluronidase, the enzyme could be incorporated into a carrier, which modulates its release later, simulating the previous protocol, while maintaining its benefits. The development of such controlled release system of the enzyme, to be in the future associated to local anesthetics, also designed to decrease the dose required to obtain the complete block, thus reducing the risk of systemic toxicity. This laboratory study aimed to develop the inclusion complex using as carrier to hyaluronidase, a cyclodextrin, the hydroxypropyl--cyclodextrin forming hyaluronidase : hydroxypropyl--cyclodextrin inclusion complex, in both molar ratios 1:1 and 2:1. This study also evaluated the physico-chemical characteristics in order to ascertain whether there was interaction between the molecules. After being prepared, the physical-chemical analysis of the substances was performed using the following methods: Fourier transform infrared spectroscopy, thermal analysis, nuclear magnetic resonance (RMR), besides the morphological analysis by scanning electronic microscopy (SEM). Changes observed in infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry indicate molecular interaction between hyaluronidase and hydroxypropyl-beta-cyclodextrin, in both molar ratios, as suggested by the morphological aspect of the complex.

Submitted by MARINA PAIVA ABUCAFY null (marina.abucafy@gmail.com) on 2016-06-28T01:55:31Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_27_06_16_corrigida.pdf: 3474917 bytes, checksum: 405eb7947595098d4116f5f388b038cd (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-06-29T14:46:10Z (GMT) / Submitted by MARINA PAIVA ABUCAFY null (marina.abucafy@gmail.com) on 2016-07-05T13:34:54Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_marina.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-06T19:42:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 abucafy_mp_me_arafcf.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-06T19:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 abucafy_mp_me_arafcf.pdf: 3546765 bytes, checksum: cbf086b9c8ef98e5961d1869ae54063b (MD5) Previous issue date: 2016-05-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O avanço no desenvolvimento de novos sistemas carreadores de fármacos tem contribuído na melhoria da qualidade de vida no que diz respeito a diminuir os efeitos colaterais dos fármacos e aumentar a sobrevida dos pacientes. Visando superar as limitações dos carreadores já explorados pela literatura, busca-se desenvolver novos materiais carreadores que apresentem maior capacidade de encapsulamento de fármaco. Entre esses novos materiais existem as redes metalo- orgânicas (MOFs), que são constituídas por ligantes orgânicos e centros metálicos que se unem formando redes cristalinas e altamente porosas. Assim, o foco desse trabalho foi sintetizar e caracterizar as MOFs a base de ciclodextrina, e diferentes metais como potássio (γ-KCD), sódio (γ-NaCD) e ferro (γ-FeCD), além de avaliar a capacidade de liberação de fármaco dessas materiais. As MOFs foram sintetizadas seguindo uma metodologia descrita na literatura, com algumas modificações: a ciclodextrina e o sal de metal foram solubilizados em água e em seguida colocados em difusão em metanol, após a formação dos cristais, os mesmos foram ativados com diclorometano. Os difratogramas de raios- X (DRX) mostraram a cristalinidade do material e a presença de picos característicos das MOFs a base de ciclodextrina, relatado na literatura. As análises térmicas (TG e DSC) confirmam a formação das redes através da ligação entre a ciclodextrina e o metal. As micrografias da microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostram que as diferentes geometrias das estruturas formadas, como cúbicas para γ-KCD e γ-NaCD e forma de bastões para γ-FeCD, além de que após a ativação é possível evidenciar a presença de poros. O fármaco modelo, diclofenaco de sódio, foi incorporado nas MOFs, o que foi confirmado através da espectroscopia vibracional no infravermelho (IV), e os resultados mostram que o material apresenta alta eficiência de encapsulação, superior a 60%. Os perfis de liberação obtidos demonstraram um efeito de controle da liberação do fármaco em PBS, sugerindo que a liberação do fármaco ocorre devido à combinação de dois ou mais processos, como a difusão do fármaco e erosão da rede metalo-orgânica. Desta maneira, é possível afirmar que as MOFs desenvolvidas são biocompatíveis, apresentam grande capacidade de encapsular fármaco além de apresentarem comportamento de liberação controlada. / The development of new drug carrier systems has contributed to improving the quality of life with respect to lessen the side effects of drugs and increase patient survival. Aiming to overcome the limitations of carriers already explored in the literature, we seek to develop new carrier materials that have higher drug encapsulation capacity. Among these new materials are the organic metallo networks (MOFs), which are formed by organic ligands and metal centers that combine to form crystalline and highly porous network. Thus, the focus of this work was to synthesize and characterize MOFs cyclodextrin basis, different metals such as potassium (γ-KCD), sodium (γ-NACD) and iron (γ-FECD), and to evaluate the release capacity of these drug materials. The MOFs were synthesized following a method described in the literature with some modifications: the cyclodextrin and the metal salt were solubilized in water and then placed in methanol diffusion after formation of the crystals, they were activated with dichloromethane. The -ray diffraction (XRD) showed the crystallinity and the presence of characteristic peaks of MOFs cyclodextrin base, reported in the literature. The thermal analysis (TG and DSC) confirmed the formation of networks by linking the cyclodextrin and the metal. The micrographs of scanning electron microscopy (SEM) show that different geometries of structures formed as cubical for γ-KCD and γ-NACD and form of sticks for γ-FECD, and that after activation is possible to demonstrate the presence of pores. The model drug, sodium diclofenac, was incorporated in MOFs, which was confirmed by vibrational infrared spectroscopy (IR), and the results show that the material has a high encapsulation efficiency greater than 60%. The obtained release profiles showed a drug release control effect in PBS, suggesting that drug release occurs due to the combination of two or more processes, such as diffusion of the drug and erosion of the metal-organic framework. In this way, we can say that the developed MOFs are biocompatible, have great ability to encapsulate the drug in addition to having controlled release behavior. / FAPESP: 2014/10888-1

O coumestrol, isoflavonóide presente na alfafa (Medicago sativa L., Fabaceae), é um potente agente antioxidante e estrogênico, podendo ser empregado para fins de prevenção do envelhecimento cutâneo, bem como na reposição hormonal para mulheres pós-menopausa. A sua baixa hidrossolubilidade motivou a investigação de sua associação, em mistura física ou complexado, à b-ciclodextrina (1:1). A presente pesquisa desenvolveu e validou dois métodos analíticos (UV e CLAE) para a quantificação do coumestrol e de suas associações. A caracterização da interação entre o coumestrol e a b-ciclodextrina foi realizada por MEV, DSC, IV, RMN e modelagem molecular. Visando a sua aplicação tópica, foram realizados ensaios de permeação cutânea em pele de orelha de suínos, em células de difusão tipo Franz, de maneira intrínseca e em matriz de gel HPMC F4M. As análises de caracterização da interação indicaram a existência de complexo de inclusão tanto na mistura física como no complexo, mostrando a possibilidade de inclusão do anel A ou B do coumestrol na cavidade da b-ciclodextrina. A inclusão do anel B do coumestrol na extremidade das hidroxilas secundárias da b-ciclodextrina (borda mais larga) mostrou-se favorecida, uma vez que apresentou a menor energia. Na permeação intrínseca, a mistura física apresentou maior quantidade permeada em 8 horas (22,6 μg/cm2) e maior fluxo (3,3 μg/cm2/h) do que o coumestrol ou o complexo coumestrol:b-ciclodextrina. Já a partir do gel, o complexo coumestrol:b-ciclodextrina apresentou a maior quantia permeada (2,7 μg/cm2), bem como o maior tempo de latência que os demais. O coumestrol complexado mostrou maior solubilidade e apresentou razoável permeabilidade cutânea na forma de gel, mostrando-se promissor para aplicação tópica em pele. / Coumestrol, isoflavonoid present in alfalfa (Medicago sativa L, Fabaceae), is a potent antioxidant and estrogenic agent, which could be employed for the cutaneous aging prevention, as well as, in hormonal replacement for pos-menopausal women. Its low solubility in water gave rise to its association investigation, in physical mixture or complexed with b- cyclodextrin (1:1). The present research developed and validated two analytical methods (UV and HPLC) for the quantification of coumestrol and its associations. The characterization of the interaction between coumestrol and b-cyclodextrin was accomplished by SEM, DSC, IR, NMR and molecular modelling. Seeking the topical application, cutaneous permeation assays were accomplished in swine ear skin, in Franz type diffusion cells, in an intrinsic way and in a gel matrix of HPMC F4M. The characterization analyses indicated the existence of an inclusion compound, as much in the physical mixture as in the complex, showing the inclusion possibility of the A or B rings of coumestrol enter in the cavity of b-cyclodextrin. The inclusion of the B ring of coumestrol in the wider rim of b-cyclodextrin showed to be favorable, due to its lower energy. In the intrinsic permeation, the physical mixture presented larger amount permeated in 8 hours of study (22,6 μg/cm2) and larger flow (3,3 μg/cm2/h) than that of coumestrol or its coumestrol:b-cyclodextrin complex. With respect to the gel permeation, the complex coumestrol:b-cyclodextrin presented the higher permeation amount (2,7 μg/cm2), as well as the largest lag-time than the others. Coumestrol showed higher solubility when complexated with b-cyclodextrin and it presented reasonable cutaneous permeability in the gel form, being promising to topical application in skin.

A genisteína é uma isoflavona da soja que vem sendo investigada pelo seu potencial antienvelhecimento, baseado nas suas atividades antioxidante, estrogênica e inibidora de proteínas tirosina-quinase. A associação da genisteína com β- ciclodextrina com a formação de um complexo elevou a hidrossolubilidade da isoflavona. A permeabilidade intrínseca da genisteína foi avaliada, bem como sua permeabilidade quando aplicada a partir de gel de hidróxi propilmetilcelulose (HPMC) a 3 %, pelo método de célula de Franz. As associações com β-ciclodextrina, em géis de HPMC 3 %, também foram avaliadas e foi observado um incremento da penetração em favor do complexo produzido em meio aquoso. Devido ao seu alto coeficiente de partição (log P) - 4,36 - a genisteína demonstrou a capacidade de formar reservatórios nas estruturas internas da pele favorecendo sua ação antienvelhecimento na pele. / Genistein is a soy isoflavone that has been investigated for its antiaging potencial, based on antioxidant, estrogenic and proteins tirosin-kinase inhibitor activities. The association of genistein with β-cyclodextrin resulted in a complex formation enhanced the isoflavone hidrosolubity. Genistein instrinsic permeability was evaluated, as well permebility from hydroxypropyl methylcelullose (HPMC) 3 % gel, wtih Franz cell method. The associations with β-cyclodextrin, in HPMC 3 % gels were also evaluated with the observation of na enhancing effect of cyclodextrin in the complex produced in aqueous media. Because its high partition coefficient (log P) - 4,36 - genistein was able to form reservoir in the internal skin layers, favorable to its antiagin action.

Ciclodextrina glicosiltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) é a enzima capaz de converter o amido e seus açúcares relacionados em ciclodextrinas (CDs) através da reação de ciclização. As CDs têm inúmeras aplicações na indústria farmacêutica, cosmética e de alimentos, devido à sua capacidade de encapsular moléculas hidrofóbicas dentro de sua cavidade. A CGTase de Thermoanaerobacter sp. é capaz de converter o amido em CDs sob condições de processo industrial, em temperaturas elevadas. A produção de CDs em escala industrial é feita, geralmente, em processos de batelada, nos quais é utilizada a enzima livre diretamente. No entanto, a imobilização da CGTase tem sido testada, com o propósito de permitir seu uso contínua e repetidamente, de modo a prevenir sua solubilização e promover uma forma molecular mais estável. Neste trabalho, buscouse imobilizá-la em microesferas de sílica-polietilenoglicol (sílica-PEG). O suporte foi silanizado com 3- aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) e ativado com glutaraldeído para gerar condições de imobilização de enzimas, que foi realizada a 6ºC e pH 6, durante 15h. O rendimento de imobilização e a atividade recuperada foram 83% e 73%, respectivamente. Os resultados foram comparados com estudos anteriores sobre a imobilização covalente de CGTase. As propriedades enzimáticas da CGTase imobilizada foram investigadas e comparadas com as da enzima solúvel. CGTases solúveis e imobilizadas apresentaram valores similares de pH ótimo. Por outro lado, a temperatura ótima foi de 100ºC e 80ºC para as formas solúvel e imobilizada da enzima, respectivamente. Em comparação com a CGTase solúvel, a forma imobilizada apresentou maior Km (constante de Michaelis), menor Vmax (velocidade máxima de reação), a estabilidade de armazenamento diminuiu cerca de 15% e apenas um ligeiro decréscimo foi observado quando a estabilidade térmica estava sob avaliação. A estabilidade operacional foi medida em repetidos processos de batelada e a enzima imobilizada reteve cerca de 60% da atividade catalítica inicial, após 15 ciclos. / Cyclodextrin glicosyltransferase (CGTase, EC 2.4.1.19) is the enzyme able to convert starch and related sugars into cyclodextrins (CDs) via cyclization reaction. Cyclodextrins have numerous applications in the pharmaceutical, cosmetics, and food industry, because of their capacity to encapsulate hydrophobic molecules within their cavity. The CGTase from the Thermoanaerobacter sp. is able to degrade starch into CDs under industrial conditions (high temperature). For the industrial scale production of CDs, conventional batch production methods, which utilize soluble CGTase directly, have been mainly adopted. However the immobilization of CGTase has been pursued with the purpose of allow its reuse continuously and repeatedly by avoiding enzyme solubilization and promoting a more stable molecule form. In this research, Thermoanaerobacter CGTase was immobilized on silica-polyethyleneglycol (silica-PEG) microspheres. The support was silanized with 3- aminopropyltrimethoxysilane (APTMS) and activated with glutaraldehyde to generate conditions for enzyme immobilization, which was carried out at 6ºC and pH 6, during 15h. The immobilization yield and recovery activity was around 83% and 73%, respectively. Results were compared with previous studies on covalent immobilization of CGTase. The enzymatic properties of immobilized CGTase were investigated and compared with those of the soluble enzyme. Soluble and immobilized CGTases showed similar values for optimum pH. On the other hand, the optimum temperature was 100ºC and 80ºC for the soluble and immobilized forms, respectively. In comparison with the soluble CGTase, the immobilized form exhibited higher Km (Michaelis constant), lower Vmax (maximal reaction rate), the storage stability was decreased about 15% and just a slight decrease was observed when thermal stability was under evaluation. The operational stability was evaluated in repeated batch process and the immobilized enzyme retained about 60% of the initial catalytic activity after 15 cycles.

A genisteína é uma isoflavona da soja que vem sendo investigada pelo seu potencial antienvelhecimento, baseado nas suas atividades antioxidante, estrogênica e inibidora de proteínas tirosina-quinase. A associação da genisteína com β- ciclodextrina com a formação de um complexo elevou a hidrossolubilidade da isoflavona. A permeabilidade intrínseca da genisteína foi avaliada, bem como sua permeabilidade quando aplicada a partir de gel de hidróxi propilmetilcelulose (HPMC) a 3 %, pelo método de célula de Franz. As associações com β-ciclodextrina, em géis de HPMC 3 %, também foram avaliadas e foi observado um incremento da penetração em favor do complexo produzido em meio aquoso. Devido ao seu alto coeficiente de partição (log P) - 4,36 - a genisteína demonstrou a capacidade de formar reservatórios nas estruturas internas da pele favorecendo sua ação antienvelhecimento na pele. / Genistein is a soy isoflavone that has been investigated for its antiaging potencial, based on antioxidant, estrogenic and proteins tirosin-kinase inhibitor activities. The association of genistein with β-cyclodextrin resulted in a complex formation enhanced the isoflavone hidrosolubity. Genistein instrinsic permeability was evaluated, as well permebility from hydroxypropyl methylcelullose (HPMC) 3 % gel, wtih Franz cell method. The associations with β-cyclodextrin, in HPMC 3 % gels were also evaluated with the observation of na enhancing effect of cyclodextrin in the complex produced in aqueous media. Because its high partition coefficient (log P) - 4,36 - genistein was able to form reservoir in the internal skin layers, favorable to its antiagin action.