O basidiomiceto Cryptococcus neoformans é um fungo saprófita, com ampla distribuição geográfica, que é normalmente isolado de solos que contêm excretas de pombos e detritos vegetais. Apesar de saprófita, o fungo pode infectar e causar doença em uma grande variedade de hospedeiros animais, como mamíferos, aves e insetos. O número de casos de micoses graves, causadas por C. neoformans e por outros gêneros de fungos, tem aumentado em todo o mundo, principalmente devido ao aumento do número de indivíduos imunocomprometidos. Adicionalmente, a emergência de novas espécies de patógenos e a seleção de linhagens tolerantes aos antifúngicos comumente utilizados fazem com que o desenvolvimento de novas estratégias para o controle de fungos seja extremamente desejável. A inativação fotodinâmica de fungos é um método novo e promissor, que pode ser utilizado tanto para o controle de micoses (em animais e em vegetais), como para a eliminação de fungos do ambiente. A fotoinativação de fungos é baseada no uso de fotossensibilizadores que se acumulam ou que são preferencialmente metabolizados pelas células do microrganismo-alvo. A seguir, o fotossensibilizador é exposto à luz visível, que, na presença de oxigênio, inicia processos fotoquímicos que produzem uma série de espécies reativas de oxigênio capazes de matar as células fúngicas sem provocar danos significativos nos tecidos do hospedeiro. Neste trabalho, foram avaliadas as eficácias do azul de metileno (MB) (em solução e em nanoemulsão), da cloro-alumínio ftalocianina (em nanoemulsão) e do complexo nitrosilo de rutênio (em solução) como fotossensibilizadores para a fotoinativação de células melanizadas e não melanizadas de C. neoformans. C. neoformans foi suscetível à fotoinativação pela cloro-alumínio ftalocianina, com uma inativação próxima de 100% quando foi utilizada uma combinação apropriada da concentração do fotossensibilizador e da dose de luz. A completa fotoinativação do fungo pela ftalocianina, em condições compatíveis com a terapia fotodinâmica, abre a perspectiva da utilização desse fotossensibilizador para o tratamento de micoses causadas por C. neoformans. A fotoinativação pelo MB foi apenas parcial e não ocorreu fotoinativação pelo nitrosilo de rutênio. Nenhum dos fotossensibilizadores matou o fungo na ausência da luz. Também foram feitos experimentos para se verificar a influência do tempo de crescimento e da melanização na tolerância de C. neoformans à fotoinativação pelo MB. Houve diferença significativa na tolerância entre diferentes linhagens de C. neoformans. Para a maioria dos tratamentos [linhagens e tempo de crescimento (4, 6 ou 8 dias)], não houve diferença significativa entre a tolerância de células melanizadas e não melanizadas. Também não foi observada diferença na tolerância entre células com idade de 4 a 8 dias. / The basidiomycete Cryptococcus neoformans is a saprophytic worldwide fungus which is normally isolated from soils contaminated with pigeon excreta and plant detritus. Despite a saprophytic existence, the fungus can infect and cause disease in a wide variety of animal hosts such as mammals, birds and insects. Serious infections caused by C. neoformans and by other genera of fungi have emerged all over the world, primarily due to the increased numbers of immunocompromised individuals. Additionally, the emergence of new species and antimycotic-resistant strains of pathogenic fungi makes the development of new fungus-control techniques highly desirable. Photodynamic inactivation of fungi is a new and promising method that can be used to control localized mycoses or kill fungi in the environment. The photodynamic inactivation of fungi is based on the use of a photosensitizer that accumulates in, or preferentially is metabolized by, cells of the target microorganism. The photosensitizer is then exposed to visible light in the presence of oxygen, and this starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) capable of killing the fungal cells without causing significant damage to host tissues. We report here the efficacy of methylene blue (MB) (in solution and in nanoemulsion), chloroaluminum phthalocyanine (in nanoemulsion) and nitrosyl ruthenium complex (in solution) as photosensitizers in photoinactivation of melanized and nonmelanized Cryptococcus neoformans yeast cells. C. neoformans were susceptible to photoinactivation by chloroaluminum phthalocyanine with inactivation close to 100% when the appropriate combination of photosensitizer concentration and light-exposure dose was used. Photoinactivation by MB was only partial and nitrosyl ruthenium complex was ineffective. In the dark, neither photosensitizers inactivated the fungus. Complementary experiments were performed to estimate the effect of the age of the cells and of melanization in the fungus tolerance to photoinactivation by MB. There was a significative difference in the tolerance among strains of C. neoformans. For most of the treatments (strains and time of growth) there was no difference between the tolerance of melanized and nonmelanized cells. There was no difference in the tolerance among 4 to 8-day cells either.

A Terapia Fotodinâmica é um tratamento promissor no cura de várias doenças oftalmológicas e dermatológicas, assim como tumores. Este tratamento utiliza a combinação de luz e um composto fotossensível na presença de oxigênio. Neste trabalho objetivamos entender mecanismos de fotossensibilização em membranas. Para isso, estudamos os efeitos de irradiação em Vesículas Unilamelares Gigantes (GUVs) compostas de POPC e Cardiolipina (CL) e POPC e Colesterol (Col), contendo uma molécula fotoativa (diC12-porf) ancorada à superfície dessas membranas. GUVs compostas por POPC e POPC:Col na presença da molécula fotoativa reagem ao estímulo da luz exibindo um aumento de área seguido de flutuações. O mesmo foi observado para membranas de POPC contendo menos que 50mol% de CL. Já para composições contendo 50mol% de CL, a membrana passa a formar domínios lipídicos podendo ou não ser destruída durante a irradiação. Estes domínios podem ser suprimidos com a adição de EDTA (agente quelante de íons divalentes) na solução. Ao adicionarmos CaCl2 ao meio externo das GUVs contendo EDTA, percebemos que o efeito dos domínios e destruição da membrana reaparece. Tal fato evidencia que íons Ca++ presentes em solução devem complexar com as cargas da CL, levando à formação de domínios lipídicos. Ao quantificar o aumento de área sofrido pelas membranas percebemos que a presença de CL na membrana de POPC inibe o aumento de área para concentrações acima de 40mol% de CL. Já a presença de Col na membrana parece não contribuir significativamente para o aumento de área, embora o mesmo sofra oxidação. Além disso, evidenciou-se que na presença de CL/Col o tempo de fotoclareamento de diC12-porf é muito maior do que na ausência destes. Estes resultados evidenciam que a inclusão de CL na membrana oferece um número maior de sítios de reação para o oxigênio singlete reduzindo a foto-degradação da molécula fotoativa. Já a inclusão de Col aumenta o tempo de vida da molécula fotoativa provavelmente devido ao fato da dupla ligação do Col estar mais próxima ao centro produtor de oxigênio singlete do que a dupla ligação do POPC. / Photodynamic Therapy is a promising treatment for the cure of many diseases, like tumors. This treatment uses a combination of light and a photosensitive molecule in the presence of oxygen. In this way, our objective is to understand photosensibilization mechanisms on membranes. For this purpose, we studied the effects of irradiation in Giant Unilamelar Vesicles (GUVs) composed of POPC and Cardiolipin (CL) and POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of a photosensitive molecule (diC12-porf). When the GUVs composed of POPC or POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of the photosensitive molecule were irradiated, increase in surface area followed by fluctuations was observed. For GUVs composed of low concentrations of CL, the membrane photo-response was similar to that observed for pure POPC. For GUVs composed of 50 mol% CL different responses to light irradiation were observed. Some lipid domains appear for GUVs in water under irradiation and the GUV might be destroyed. When the irradiation was done in the presence of EDTA (chelant agent), the formation of the domains was prevented. Further addition of CaCl2 to this solution induced the formation of domains again leading eventually to membrane disruption. These results suggest that divalent cations have effect on the binding to CL negative polar heads, favoring lipid domain formation. We quantified the area increase obtained for the GUVs. For GUVs composed of CL we observed that until 40mol% of CL, the maximum expansion reached by the membrane area was similar to that obtained for pure POPC. For 50mol% of CL the increase of area is smaller than that found for GUVs composed only by POPC. For GUVs composed of Chol the behavior of the area is similar to that found for POPC. This means that the increase of area is mainly related to POPC peroxidation, although Chol hydroperoxide must be concomitantly formed too. Further, we observed that the diC12-porf photobleaching characteristic time for GUVs composed of CL/Chol is greater than that noted for GUVs composed of POPC. This means that when we introduce CL we are increasing the possibilities of reaction of the singlet oxygen and the photosensitive molecule is protected. The insertion of Chol in the membrane also protects the photosensitive molecule.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-07-17T11:35:24Z No. of bitstreams: 2 Tese - Daniel Silva Goulart -2017.pdf: 3553497 bytes, checksum: 6ec13ae3cfbad63a4fdfdcf4e9b0dab1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-07-18T10:31:42Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Daniel Silva Goulart -2017.pdf: 3553497 bytes, checksum: 6ec13ae3cfbad63a4fdfdcf4e9b0dab1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T10:31:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Daniel Silva Goulart -2017.pdf: 3553497 bytes, checksum: 6ec13ae3cfbad63a4fdfdcf4e9b0dab1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-02 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The genus Brachiaria has provided important forage species to the countries located in tropical regions. However, this genus of grass is associated with photosensitization and poisoning in animal production. Thus, the aim of this study was to establish the standard for collection, processing, and conservation of Brachiaria brizantha for protodioscin quantification and spore count from Pithomyces chartarum and the evaluation of guinea pig (Cavia porcellus) as an experimental model of poisoning by diosgenin. For Brachiaria brizantha evaluation, samples were collected from eight pastures, which were subdivided into young leaves, mature leaves, old leaves, and whole plant. After that, the samples were submitted to nine different drying and conservation treatments. After separation and treatment of the samples, saponins were quantified and spores were counted. In most of treatments, the young leaves presented larger amounts of protodioscin than the old leaves and the whole plant. The treatments that maintained the highest amounts of protodioscin were room temperature, oven, and oven with forced air circulation. No fungal spores were found in the pasture samples. Thus, we concluded that the concentration of protodioscin varies with the maturation stage of the leaves; drying at room temperature, in an oven, or in an oven with forced air circulation are the best methods, and freezing plants for preservation of protodioscin is not recommended. In the guinea pigs evaluation, 14 guinea pigs were divided into two groups, the treatment group (TG) and the control group (CG). The TG received 480 mg/kg of diosgenin and the CG received only vegetable oil. Both groups received the treatment for 30 days. Blood samples were collected on day 0 (M0) and day 30 (M30) for blood cell count and biochemical analyzes. In clinical biochemistry, the analyzes were performed for alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, gamma glutamyl trasferase, alkaline phosphatase, urea, creatinine, glucose, cholesterol, HDL, triglycerides, lactate, cholinesterase, and calcium. Hematology and biochemistry did not present alterations, which could not be related to hepatic disease caused by saponins. In histology, only one animal had bile duct hyperplasia, the other alterations observed were generally nonspecific. Therefore, we concluded that the administration of 480 mg/kg of diosgenin to guinea pigs did not produce significant hepatic lesions or hematological and biochemical alterations related to liver disease. / O gênero Brachiaria possui importantes espécies de forrageiras utilizadas em países localizados em regiões tropicais. No entanto, esse gênero de gramíneas está associado à fotossensibilização e intoxicações em animais de produção. Deste modo, objetivou-se com este estudo estabelecer o padrão para colheita, processamento e conservação de amostras de Brachiaria brizantha para quantificação de protodioscina e contagem de esporos de Pithomyces chartarum e a avaliação da Cavia porcellus (cobaias) como modelo experimental na intoxicação por diosgenina. Para a avaliação da Brachiaria brizantha, amostras foram colhidas de oito pastagens as quais foram subdivididas em folhas jovens, folhas maduras, folhas velhas e planta inteira e submetidas a nove diferentes métodos de processamento. Após separação e tratamento das amostras foi realizada a quantificação de saponinas e a contagem de esporos. Observou-se que na maioria dos tratamentos as folhas jovens apresentaram quantidades maiores de protodioscina que as folhas velhas e a planta inteira. Os tratamentos que mantiveram as maiores quantidades de protodioscina foram temperatura ambiente, estufa e estufa com ventilação forçada. Nas amostras das pastagens não foram encontrados esporos do fungo. Desta forma, conclui-se que a concentração de protodioscina é maior nas folhas jovens; a secagem em temperatura ambiente, em estufa ou em estufa de ventilação forçada são os melhores métodos para preservação de protodioscina e o congelamento de plantas para a quantificação de protodioscina não é recomendado. Para a avaliação das cobaias como modelos experimentais na intoxicação por diosgenina foram utilizadas 14 cobaias, divididas em dois grupos, o grupo tratado (GT) e o grupo controle (GC). O GT recebeu 480 mg/kg de diosgenina diluída em óleo vegetal e o GC recebeu somente o óleo vegetal, ambos por 30 dias. Para avaliação do hemograma e análises bioquímicas foram colhidas amostras sanguíneas no dia 0 (M0) e no dia 30 (M30). Na bioquímica plasmática foram realizadas análises para ALT, AST, GGT, ALP, ureia, creatinina, glicose, colesterol, HDL, triglicerídeos, lactato, colinesterase e cálcio. A hematologia e a bioquímica não apresentaram alterações relacionadas à doença hepática causada por saponinas. Na histologia apenas um animal apresentou hiperplasia de ductos biliares, as outras alterações observadas foram de forma geral inespecíficas. Conclui-se que, na dose utilizada, a administração da diosgenina a cobaias não produz lesões hepáticas expressivas nem alterações hematológicas e bioquímicas relacionadas a hepatopatia.

A Terapia Fotodinâmica é um tratamento promissor no cura de várias doenças oftalmológicas e dermatológicas, assim como tumores. Este tratamento utiliza a combinação de luz e um composto fotossensível na presença de oxigênio. Neste trabalho objetivamos entender mecanismos de fotossensibilização em membranas. Para isso, estudamos os efeitos de irradiação em Vesículas Unilamelares Gigantes (GUVs) compostas de POPC e Cardiolipina (CL) e POPC e Colesterol (Col), contendo uma molécula fotoativa (diC12-porf) ancorada à superfície dessas membranas. GUVs compostas por POPC e POPC:Col na presença da molécula fotoativa reagem ao estímulo da luz exibindo um aumento de área seguido de flutuações. O mesmo foi observado para membranas de POPC contendo menos que 50mol% de CL. Já para composições contendo 50mol% de CL, a membrana passa a formar domínios lipídicos podendo ou não ser destruída durante a irradiação. Estes domínios podem ser suprimidos com a adição de EDTA (agente quelante de íons divalentes) na solução. Ao adicionarmos CaCl2 ao meio externo das GUVs contendo EDTA, percebemos que o efeito dos domínios e destruição da membrana reaparece. Tal fato evidencia que íons Ca++ presentes em solução devem complexar com as cargas da CL, levando à formação de domínios lipídicos. Ao quantificar o aumento de área sofrido pelas membranas percebemos que a presença de CL na membrana de POPC inibe o aumento de área para concentrações acima de 40mol% de CL. Já a presença de Col na membrana parece não contribuir significativamente para o aumento de área, embora o mesmo sofra oxidação. Além disso, evidenciou-se que na presença de CL/Col o tempo de fotoclareamento de diC12-porf é muito maior do que na ausência destes. Estes resultados evidenciam que a inclusão de CL na membrana oferece um número maior de sítios de reação para o oxigênio singlete reduzindo a foto-degradação da molécula fotoativa. Já a inclusão de Col aumenta o tempo de vida da molécula fotoativa provavelmente devido ao fato da dupla ligação do Col estar mais próxima ao centro produtor de oxigênio singlete do que a dupla ligação do POPC. / Photodynamic Therapy is a promising treatment for the cure of many diseases, like tumors. This treatment uses a combination of light and a photosensitive molecule in the presence of oxygen. In this way, our objective is to understand photosensibilization mechanisms on membranes. For this purpose, we studied the effects of irradiation in Giant Unilamelar Vesicles (GUVs) composed of POPC and Cardiolipin (CL) and POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of a photosensitive molecule (diC12-porf). When the GUVs composed of POPC or POPC and Cholesterol (Chol) in the presence of the photosensitive molecule were irradiated, increase in surface area followed by fluctuations was observed. For GUVs composed of low concentrations of CL, the membrane photo-response was similar to that observed for pure POPC. For GUVs composed of 50 mol% CL different responses to light irradiation were observed. Some lipid domains appear for GUVs in water under irradiation and the GUV might be destroyed. When the irradiation was done in the presence of EDTA (chelant agent), the formation of the domains was prevented. Further addition of CaCl2 to this solution induced the formation of domains again leading eventually to membrane disruption. These results suggest that divalent cations have effect on the binding to CL negative polar heads, favoring lipid domain formation. We quantified the area increase obtained for the GUVs. For GUVs composed of CL we observed that until 40mol% of CL, the maximum expansion reached by the membrane area was similar to that obtained for pure POPC. For 50mol% of CL the increase of area is smaller than that found for GUVs composed only by POPC. For GUVs composed of Chol the behavior of the area is similar to that found for POPC. This means that the increase of area is mainly related to POPC peroxidation, although Chol hydroperoxide must be concomitantly formed too. Further, we observed that the diC12-porf photobleaching characteristic time for GUVs composed of CL/Chol is greater than that noted for GUVs composed of POPC. This means that when we introduce CL we are increasing the possibilities of reaction of the singlet oxygen and the photosensitive molecule is protected. The insertion of Chol in the membrane also protects the photosensitive molecule.

O basidiomiceto Cryptococcus neoformans é um fungo saprófita, com ampla distribuição geográfica, que é normalmente isolado de solos que contêm excretas de pombos e detritos vegetais. Apesar de saprófita, o fungo pode infectar e causar doença em uma grande variedade de hospedeiros animais, como mamíferos, aves e insetos. O número de casos de micoses graves, causadas por C. neoformans e por outros gêneros de fungos, tem aumentado em todo o mundo, principalmente devido ao aumento do número de indivíduos imunocomprometidos. Adicionalmente, a emergência de novas espécies de patógenos e a seleção de linhagens tolerantes aos antifúngicos comumente utilizados fazem com que o desenvolvimento de novas estratégias para o controle de fungos seja extremamente desejável. A inativação fotodinâmica de fungos é um método novo e promissor, que pode ser utilizado tanto para o controle de micoses (em animais e em vegetais), como para a eliminação de fungos do ambiente. A fotoinativação de fungos é baseada no uso de fotossensibilizadores que se acumulam ou que são preferencialmente metabolizados pelas células do microrganismo-alvo. A seguir, o fotossensibilizador é exposto à luz visível, que, na presença de oxigênio, inicia processos fotoquímicos que produzem uma série de espécies reativas de oxigênio capazes de matar as células fúngicas sem provocar danos significativos nos tecidos do hospedeiro. Neste trabalho, foram avaliadas as eficácias do azul de metileno (MB) (em solução e em nanoemulsão), da cloro-alumínio ftalocianina (em nanoemulsão) e do complexo nitrosilo de rutênio (em solução) como fotossensibilizadores para a fotoinativação de células melanizadas e não melanizadas de C. neoformans. C. neoformans foi suscetível à fotoinativação pela cloro-alumínio ftalocianina, com uma inativação próxima de 100% quando foi utilizada uma combinação apropriada da concentração do fotossensibilizador e da dose de luz. A completa fotoinativação do fungo pela ftalocianina, em condições compatíveis com a terapia fotodinâmica, abre a perspectiva da utilização desse fotossensibilizador para o tratamento de micoses causadas por C. neoformans. A fotoinativação pelo MB foi apenas parcial e não ocorreu fotoinativação pelo nitrosilo de rutênio. Nenhum dos fotossensibilizadores matou o fungo na ausência da luz. Também foram feitos experimentos para se verificar a influência do tempo de crescimento e da melanização na tolerância de C. neoformans à fotoinativação pelo MB. Houve diferença significativa na tolerância entre diferentes linhagens de C. neoformans. Para a maioria dos tratamentos [linhagens e tempo de crescimento (4, 6 ou 8 dias)], não houve diferença significativa entre a tolerância de células melanizadas e não melanizadas. Também não foi observada diferença na tolerância entre células com idade de 4 a 8 dias. / The basidiomycete Cryptococcus neoformans is a saprophytic worldwide fungus which is normally isolated from soils contaminated with pigeon excreta and plant detritus. Despite a saprophytic existence, the fungus can infect and cause disease in a wide variety of animal hosts such as mammals, birds and insects. Serious infections caused by C. neoformans and by other genera of fungi have emerged all over the world, primarily due to the increased numbers of immunocompromised individuals. Additionally, the emergence of new species and antimycotic-resistant strains of pathogenic fungi makes the development of new fungus-control techniques highly desirable. Photodynamic inactivation of fungi is a new and promising method that can be used to control localized mycoses or kill fungi in the environment. The photodynamic inactivation of fungi is based on the use of a photosensitizer that accumulates in, or preferentially is metabolized by, cells of the target microorganism. The photosensitizer is then exposed to visible light in the presence of oxygen, and this starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) capable of killing the fungal cells without causing significant damage to host tissues. We report here the efficacy of methylene blue (MB) (in solution and in nanoemulsion), chloroaluminum phthalocyanine (in nanoemulsion) and nitrosyl ruthenium complex (in solution) as photosensitizers in photoinactivation of melanized and nonmelanized Cryptococcus neoformans yeast cells. C. neoformans were susceptible to photoinactivation by chloroaluminum phthalocyanine with inactivation close to 100% when the appropriate combination of photosensitizer concentration and light-exposure dose was used. Photoinactivation by MB was only partial and nitrosyl ruthenium complex was ineffective. In the dark, neither photosensitizers inactivated the fungus. Complementary experiments were performed to estimate the effect of the age of the cells and of melanization in the fungus tolerance to photoinactivation by MB. There was a significative difference in the tolerance among strains of C. neoformans. For most of the treatments (strains and time of growth) there was no difference between the tolerance of melanized and nonmelanized cells. There was no difference in the tolerance among 4 to 8-day cells either.

Estudos envolvendo o oxigênio molecular singlete (1O2) tem uma relevância biológica, uma vez que esta espécie, devido ao caráter eletrofílico, reage com moléculas ricas em elétrons como proteínas, lipídeos e DNA provocando danos que resultam em perdas de função e integridade celular. Em sistemas biológicos, a presença de outras espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, dificultam a identificação de lesões específicas causadas por 1O2 .Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido objetivando a síntese de endoperóxidos isotopicamente marcados com 17O para serem utilizados como fonte geradora limpa de 17[1O2] em estudos mecanísticos. A capacidade de geração de 17[1O2] pelo endoperóxido N,N\'-di(2,3-dihidroxipropil)-3,3\'-(1,4 naftilideno) dipropanamida 17O (DHPN17O2) foi confirmada utilizando o captador químico sulfato mono-{2-[10-(2-sulfoxi-etil)-antracen-9-il]-etil}éster de sódio e o nucleosídeo 2\'- desoxiguanosina. Os produtos isotopicamente marcados com 17O formados foram analisados por espectrometria de ressonância magnética nuclear e cromatografia líquida de alta eficiência acoplado ao espectrômetro de massa. Os lipídeos, em especial o colesterol ao reagir com o 1O2 geram hidroperóxidos de colesterol como produtos de oxidação primária e na presença de metais resulta em compostos de maior reatividade e toxicidade, como os radicais peroxila, que contribuem para a propagação da peroxidação lipídica. Neste trabalho, demonstramos que os hidroperóxidos de colesterol são capazes de gerar 1O2 na presença de metal através de medidas de luminescência, utilização de supressores e captador químico de 1O2. Os mecanismos de reação envolvidos foram estudados e determinados por espectrometria de massa acoplada a cromatografia líquida de alta eficiência. Por fim, a caracterização detalhada dos produtos formados por espectrometria de ressonância magnética nuclear e massa na reação do colesterol com 1O2 mostrou que além dos hidroperóxidos a reação também produz um aldeído, o 3&#946; -hidroxi-5&#946;-hidroxi-B-norcolestano-6&#946;-carboxialdeído. Até o momento, este composto havia sido identificado como um produto específico da ozonização do colesterol. Neste estudo, baseado nos estudos por reações de quimiluminescência, é proposto o mecanismo de formação deste aldeído em reações de oxidação de colesterol por 1O2 envolvendo intermediário dioxetano. / Studies involving singlet molecular oxygen (1O2) has biological relevance, once this species, due to its eletrophylic character, reacts with rich electron molecules such as proteins, lipids and DNA causing damages that result in loss of function and cellular integrity. In biological system, the presence of other reactive species of oxygen and nitrogen impair the identification of lesions caused by 1O2. In this context, this work was developed with the aim of synthesizing <SUP17O-labeleded endoperoxides to be used as a clean source of (1O2) in mechanistic studies. The ability of 17[1O2]generation by N,N\'-di(2,4-dihydroxypropyl)-1,4-naphthalene-dipropanamide labeled with 17O(DHNP17O2) was observed using the disodium salt of anthracene-9,10-diyldiethyl disulfate as a chemical trap and the nucleoside 2\'-deoxyguanosine. The products isotopically labeled with 17O were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy and high performance liquid chromatography coupled to a mass spectrometer. Lipds, in special the cholesterol, when reacting with singlet molecular oxygen generate cholesterol hydroperoxides as primary products and in the presence of metals result in compounds of higher reactivity and toxicity, such as peroxyl radicals which contribute to the propagation of lipid peroxidation. In this work, we demonstrated that cholesterol hydroperoxides are able to generate singlet molecular oxygen in the presence of metal by chemiluminescence measurements by testing the effect of singlet molecular oxygen quencher and by chemical trap. The involved reaction mechanisms were studied and determined by mass spectrometry coupled to the high performance liquid chromatography. Finally, we detailed characterization of the products formed in the reaction of cholesterol with 1O2 by nuclear magnetic resonance and mass spectroscopy showed that besides cholesterol hydroperoxides, the reaction also produces an aldehyde, 3&#946;hydroxy-5&#946;-hydroxy-B-norcholestan-6&#946;-carboxyaldehyde which had been identified as a specific product of cholesterol ozonization. In this study, based on the studies of chemiluminescence reactions, the mechanism of formation of this aldehyde in reaction of oxidation of cholesterol by 1O2 involving a dioxetane intermediate has been proposed.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-07-02T19:16:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FotossensibilizacaoOvinosAssociada.pdf: 20358585 bytes, checksum: dc44fd323d0c15723ad6e30d13ea9620 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-07-17T17:00:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FotossensibilizacaoOvinosAssociada.pdf: 20358585 bytes, checksum: dc44fd323d0c15723ad6e30d13ea9620 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-17T17:00:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_FotossensibilizacaoOvinosAssociada.pdf: 20358585 bytes, checksum: dc44fd323d0c15723ad6e30d13ea9620 (MD5) Previous issue date: 2009 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram estudados dois surtos e realizado um experimento de fotossensibilização associada à ingestão por Brachiaria brizantha em ovinos mestiços de Santa Inês e Dorper, com idade variando de dois a três meses, em uma fazenda no município de Santa Luzia do Pará. Esses animais foram mantidos desde o nascimento até aproximadamente dois meses de idade, em apriscos suspensos do chão, recebendo capim-elefante roxo (Pennisetum purpureum) cv. roxo, concentrado, sal mineral e água ad libitum. Após esse período foram introduzidos em um piquete de B. brizantha. Na ocasião dos surtos e do experimento a fazenda foi visitada para observação dos dados epidemiológicos, avaliação clínica dos animais, colheita de amostras de sangue para dosagem de GGT, AST, BD, BI, BT, uréia e creatinina e colheita de pastagem para pesquisa de Pithomyces chartarum e saponinas. Também foi realizada necropsia com colheita de material para estudo histológico. O surto 01 ocorreu na época de escassez de chuva, com taxa de morbidade e letalidade de 43,4% e 81,6%, respectivamente. O surto 02 aconteceu no início da época chuvosa, com taxas de morbidade e letalidade de 16,3% e 76,9%, respectivamente. Em ambos os surtos o capim encontrava-se com massa residual reduzida e senescente. Dos 50 animais do experimento, 10 receberam 200 ml de fluido ruminal retirado de ovelhas mães do mesmo lote, a primeira administração foi feita um dia antes da introdução desses animais na pastagem, e mais duas subsequentes com intervalo de uma semana. Após 15 dias de pastejo, os animais começaram a apresentar inquietação, procura por sombra, edema nas orelhas, mucosas amareladas, apatia, anorexia e desprendimento da pele seguido por formação de crostas em algumas áreas do corpo. Tanto os animais dos surtos quanto do experimento apresentaram aumento nos níveis de GGT, AST, BD, BI, BT, uréia e creatinina. Os valores de uréia e GGT dos animais que receberam fluido ruminal e dos que não receberam foram semelhantes, já os valores de creatinina, AST e bilirrubinas foram menores nos animais que receberam fluido ruminal em comparação aos que não receberam. Foram determinados dois tipos de saponinas nas amostras de B. brizantha dos surtos e do experimento, a metilprotodioscina e a protodioscina. O nível de saponina no surto 01 e 02 foi 0,92% e 0,88%, respectivamente. Os níveis de saponinas no experimento variaram de 1,13% a 1,62%. A quantidade de Pithomyces chartarum, tanto nos surtos quanto no experimento, foi insignificante. Na necropsia foi verificada icterícia generalizada, fígado com consistência aumentada de coloração amarelada com padrão lobular acentuado e degeneração gordurosa. Nos rins foi observada coloração amarelo-esverdeado e aumento de tamanho. As alterações histológicas ocorreram principalmente no fígado e podem ser descritas como leve proliferação das vias biliares nos espaços porta, presença de hepatócitos binucleados, presença de macrófagos espumosos, necrose incipiente de hepatócitos isolados, colangite, presença de cristais em macrófagos e hepatócitos. / Two outbreaks of photosensitization by Brachiaria brizantha were studied and an experiment was performed in Santa Inês and Dorper crossbred sheep, two to three months old, in a farm in Santa Luzia do Pará. These animals were kept from birth until about two months, in a suspended stall floor, fed purple elephant grass (Pennisetum purpureum) cv. purple, mineral and water ad libitum. After this period they were placed in a paddock of B. brizantha. At the time of the outbreaks and the experimental studies, the farm was visited for epidemiological assessment and clinical examination of the animals, collection of blood samples for measurement of gamma glutamyltransferase, aspartate aminotransferase, conjugated bilirubin, unconjugated bilirubin, urea, creatinine. Pasture samples were collected for saponin determination and for the count of Pithomyces chartarum spores. Necropsies with collection of material for histopathological studies were performed. Outbreak 01 occurred at the time of low rainfall, when the grass was scarce and old, when morbidity and mortality was 43.4% and 81.6%, respectively. The outbreak 02 occurred at the beginning of the rainy season, with morbidity and mortality rates of 16.3% and 76.9%, respectively. Of the 50 animals in the experiment, 10 received three times 200 ml of rumen fluid taken from sheep mothers of the same batch. The fast of these administration was given one day before the animals were introduction in the pasture and the other two at weakly intervals. After 15 days in the pasture, the animals were unquiet, looked for shade, had edema of the ears, yellowish mucosae, were apathic, had anorexia and showed loosening of the skin followed by crusting in some areas of the body. Both, animals of the outbreaks and from the experiment, showed increased levels of GGT, AST, BD, BI, BT, urea and creatinine. In the animals which received ruminal fluid the values of urea and GGT were similar to those which did not receive the ruminal fluid. The creatinine, AST and bilirrubine values were lower in the animals which received the ruminal fluid. Two types of saponins, methylprotodioscin and protodioscin, were determined in the samples of B. brizantha from the outbreaks and the experiment. The level of saponins in the outbreak 01 and 02 was 0.92% and 0.88% respectively. The levels of saponins in the experiment ranged from 1.13% to 1.62%. The amount of Pithomyces chartarum spores in both outbreaks and in the experiment was negligible. Widespread jaundice, increased liver consistently, yellowed, pronounced lobular pattern and fatty degeneration was found at necropsy. The kidneys were increased and were yellowish-green. Histological changes occurred mainly in the liver and can be described as mild proliferation of bile ducts in portal tracts, the presence of binucleate hepatocytes, foamy macrophages, incipient necrosis of isolated hepatocytes, cholangitis, presence of crystals in hepatocytes and macrophages.

O aumento significativo de micoses decorrentes do crescimento do número de indivíduos imunocomprometidos, da emergência de novas espécies de fungos patogênicos e do surgimento de patógenos resistentes aos antifúngicos atualmente utilizados é um sério problema de saúde pública. Nesse contexto, é extremamente desejável o desenvolvimento de novas técnicas para o controle de fungos. A TFD (terapia fotodinâmica), inicialmente desenvolvida como uma alternativa terapêutica para o câncer, é um processo que envolve a administração de um fotossensibilizador que se acumula preferencialmente nas células-alvo e que pode ser ativado por exposições à luz. A ativação do fotossensibilizador leva à formação de espécies reativas de oxigênio que são capazes de danificar lipídios, proteínas e ácidos nucléicos, provocando a morte da célula. A TFDA (terapia fotodinâmica antimicrobiana) pode ser utilizada tanto para o controle de micoses localizadas como para a eliminação de espécies patogênicas de fungos do ambiente. Neste estudo, foi avaliada a atividade fotossensibilizadora e foram testados parâmetros funcionais como concentração do fotossensibilizador (1 a 400 g mL-1); tempo de pré-incubação com o fotossensibilizador (0 a 60 min.); doses (90 e 180 kJ m-2) e intensidade de luz visível (50 W m-2) para a fotossensibilização de: (1) fotossensibilizadores comerciais atualmente utilizados na TFDA, como o azul de metileno (MB) e o azul de ortotoluidina (TBO), e (2) complexos nitrosilos de rutênio. Os experimentos foram conduzidos com conídios dos fungos-modelo Metarhizium anisopliae e Aspergillus nidulans. Tanto o MB como o TBO, na presença da luz, foram capazes de inativar os conídios das duas espécies de fungos. A inativação foi próxima de 100%, para ambas as espécies, quando a combinação apropriada (concentração do fotossensibilizador e tempo de exposição à luz) foi utilizada. Nenhum dos dois corantes, na ausência da luz, inativou os conídios das duas espécies. O tempo de pré-incubação com os fotossensibilizadores (MB e TBO) não foi um parâmetro determinante para a eficiência da fotoinativação dos conídios. De maneira geral, a inativação dos conídios foi maior nas fotossensibilizações com MB e TBO por 60 min do que nas por 30 min. Os conídios verdes e amarelos foram mais tolerantes à fotossensibilização com MB e TBO do que os conídios brancos e violetas, indicando que a pigmentação dos conídios influencia na fotoinativação. O nitrosilo de rutênio [Ru(NH.NHq)(tpy)NO](PF6)3 não foi capaz de inativar os conídios de nenhuma das espécies, em nenhuma das condições avaliadas. A fotoinativação dos conídios de M. anisopliae com MB e TBO não ocorreu quando a fotossensibilização foi conduzida em meio de cultura líquido PDB. / The significative increase of mycoses resulting from the growing number of immunocompromised individuals, from the emerging of new species of pathogenic fungi, and from the emerging of pathogens resistant to the antimycotics used nowadays is a serious public health problem. In such scenario, the development of new fungal control techniques is highly desirable. Initially developed as a therapeutical alternative for cancer, PDT (photodynamic therapy) is a process that involves the use of a photosensitizer that preferrably accumulates in the target-cells and that can be light-activated. The activation of the photosensitizer leads to the generation of reactive oxygen species that damage lypids, proteins, and DNA, and kills the cell. APDT (antimicrobial photodynamic therapy) can be used to control localized infections as well as to kill pathogenic fungi in the environment. In this study, we evaluated the photoinactivation by MB (methylene blue), TBO (toluidine blue), and nitrosyl ruthenium complexes in Metarhizium anisopliae and Aspergillus nidulans conidia. We also tested parameters such as photosensitizer concentration (1 to 400 g mL-1), pré-incubation time with the photosensitizer (0 to 60 min.), light doses (90 and 180 kJ m-2), and visible light irradiance (50 W m-2). Both MB and TBO photoinactivated the conidia of the two species of fungi. Inactivation was close to 100% for both species when the appropriate combination between photosensitizer concentration and light exposure time was used. None of the two dyes in the dark inactivated the conidia of the two species. Pre-incubation time with the photosensitizers (MB and TBO) was not a determinant parameter for photoinactivation efficiency. Conidia inactivation was higher in photosensibilizations with MB and TBO for 60 min than in those for 30 min. Green and yellow conidia were more tolerant to photosensibilization than mutants with white and violet conidia, indicating that conidia pigmentation influences photosensibilization. Nitrosyl ruthenium [Ru(NH.NHq)(tpy)NO](PF6)3 was not capable to photoinactivate conidia of any of the species, in any of the evaluated conditions. M. anisopliae conidia photoinactivation with MB and TBO did not occur when photosensibilization was conducted in PDB media.

Estudos envolvendo o oxigênio molecular singlete (1O2) tem uma relevância biológica, uma vez que esta espécie, devido ao caráter eletrofílico, reage com moléculas ricas em elétrons como proteínas, lipídeos e DNA provocando danos que resultam em perdas de função e integridade celular. Em sistemas biológicos, a presença de outras espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, dificultam a identificação de lesões específicas causadas por 1O2 .Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido objetivando a síntese de endoperóxidos isotopicamente marcados com 17O para serem utilizados como fonte geradora limpa de 17[1O2] em estudos mecanísticos. A capacidade de geração de 17[1O2] pelo endoperóxido N,N\'-di(2,3-dihidroxipropil)-3,3\'-(1,4 naftilideno) dipropanamida 17O (DHPN17O2) foi confirmada utilizando o captador químico sulfato mono-{2-[10-(2-sulfoxi-etil)-antracen-9-il]-etil}éster de sódio e o nucleosídeo 2\'- desoxiguanosina. Os produtos isotopicamente marcados com 17O formados foram analisados por espectrometria de ressonância magnética nuclear e cromatografia líquida de alta eficiência acoplado ao espectrômetro de massa. Os lipídeos, em especial o colesterol ao reagir com o 1O2 geram hidroperóxidos de colesterol como produtos de oxidação primária e na presença de metais resulta em compostos de maior reatividade e toxicidade, como os radicais peroxila, que contribuem para a propagação da peroxidação lipídica. Neste trabalho, demonstramos que os hidroperóxidos de colesterol são capazes de gerar 1O2 na presença de metal através de medidas de luminescência, utilização de supressores e captador químico de 1O2. Os mecanismos de reação envolvidos foram estudados e determinados por espectrometria de massa acoplada a cromatografia líquida de alta eficiência. Por fim, a caracterização detalhada dos produtos formados por espectrometria de ressonância magnética nuclear e massa na reação do colesterol com 1O2 mostrou que além dos hidroperóxidos a reação também produz um aldeído, o 3&#946; -hidroxi-5&#946;-hidroxi-B-norcolestano-6&#946;-carboxialdeído. Até o momento, este composto havia sido identificado como um produto específico da ozonização do colesterol. Neste estudo, baseado nos estudos por reações de quimiluminescência, é proposto o mecanismo de formação deste aldeído em reações de oxidação de colesterol por 1O2 envolvendo intermediário dioxetano. / Studies involving singlet molecular oxygen (1O2) has biological relevance, once this species, due to its eletrophylic character, reacts with rich electron molecules such as proteins, lipids and DNA causing damages that result in loss of function and cellular integrity. In biological system, the presence of other reactive species of oxygen and nitrogen impair the identification of lesions caused by 1O2. In this context, this work was developed with the aim of synthesizing <SUP17O-labeleded endoperoxides to be used as a clean source of (1O2) in mechanistic studies. The ability of 17[1O2]generation by N,N\'-di(2,4-dihydroxypropyl)-1,4-naphthalene-dipropanamide labeled with 17O(DHNP17O2) was observed using the disodium salt of anthracene-9,10-diyldiethyl disulfate as a chemical trap and the nucleoside 2\'-deoxyguanosine. The products isotopically labeled with 17O were analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy and high performance liquid chromatography coupled to a mass spectrometer. Lipds, in special the cholesterol, when reacting with singlet molecular oxygen generate cholesterol hydroperoxides as primary products and in the presence of metals result in compounds of higher reactivity and toxicity, such as peroxyl radicals which contribute to the propagation of lipid peroxidation. In this work, we demonstrated that cholesterol hydroperoxides are able to generate singlet molecular oxygen in the presence of metal by chemiluminescence measurements by testing the effect of singlet molecular oxygen quencher and by chemical trap. The involved reaction mechanisms were studied and determined by mass spectrometry coupled to the high performance liquid chromatography. Finally, we detailed characterization of the products formed in the reaction of cholesterol with 1O2 by nuclear magnetic resonance and mass spectroscopy showed that besides cholesterol hydroperoxides, the reaction also produces an aldehyde, 3&#946;hydroxy-5&#946;-hydroxy-B-norcholestan-6&#946;-carboxyaldehyde which had been identified as a specific product of cholesterol ozonization. In this study, based on the studies of chemiluminescence reactions, the mechanism of formation of this aldehyde in reaction of oxidation of cholesterol by 1O2 involving a dioxetane intermediate has been proposed.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Flavia Gontijo de Lima.pdf: 1240048 bytes, checksum: 8f761878f68bc3d24859e788703e5b5c (MD5) Previous issue date: 2009-03-03 / The species of Brachiaria are important forages from Brazilian tropical regions, mainly the Central-Western region. Some species of Brachiaria have been described as cause of hepatogenous photosensitization in ruminants. Initially, the disease was attributed to the fungus Pithomyces chartarum, but recent studies suggest that the steroidal saponins present in the grasses have toxic principles responsible for the photosensitization. The objective of this study was to evaluate the hepatic function and the performance of lambs fed with B. brizantha hay or sugar cane (Saccharum officinarum L.), by means of clinical examination, laboratory tests, and macro and microscopic analysis of the liver. Twelve Saint Ines lambs were used. The animals were divided into two experimental groups: group hay (six lambs fed with roughage of B. brizantha hay and concentrate) and group sugar cane (six lambs fed with roughage of sugar cane and concentrate). The hay used to feed the lambs did not contain Pithomyces chartarum spores. The clinical examinations occurred at each seven days, the laboratory tests at each 14 days, and the weighings at each 28 days. At the end of 93 days of experiment the lambs were slaughtered, the macroscopic analysis of the the organs was carried out, and the liver fragments were collected for the microscopic analysis. The lambs were clinically healthy, during the whole period, except at the beginning of the experiment, when some animals presented pneumonia. The only biochemistry alterations suggestive of hepatic damage were the increase of the GGT values and the decrease of total cholesterol in both groups. No animal fed with B. brizantha hay presented macroscopic alteration in the liver. The microscopic analysis of the liver revealed preserved hepatocytes and presence of multifocal infiltration of mononuclear inflammatory cells in the hepatic parenchyma and also in the portal triads, characterizing cholangitis in both groups. Degenerations suggestive of hepatic esteatosis were observed in four animals fed with sugar cane. Feeding lambs with B. brizantha hay promoted similar performance than feeding the animals with sugar cane. Regardless of the type of feeding, the lambs presented, as biochemistry alteration of the hepatic function, increase of the serum levels of GGT and decrease of total cholesterol, followed by histological alterations, characteristic of light cholangitis. / As espécies de Brachiaria são importantes forrageiras de regiões tropicais do Brasil, principalmente na região Centro-Oeste. Algumas espécies de Brachiaria têm sido descritas como causadoras de fotossensibilização hepatógena em ruminantes. Inicialmente a enfermidade foi atribuída ao fungo Pithomyces chartarum, mas estudos recentes sugerem que as saponinas esteroidais contidas nas forrageiras possuem princípios tóxicos responsáveis pela fotossensibilização. O objetivo deste estudo foi avaliar a função hepática e o desempenho de ovinos alimentados com feno de B. brizantha ou cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.), por meio de exames clínicos, laboratoriais, análise macro e microscópica do fígado. Foram utilizados 12 ovinos da raça Santa Inês que constituíram dois grupos experimentais: grupo feno (seis ovinos alimentados com volumoso feno de Brachiaria brizantha e concentrado) e grupo cana (seis ovinos alimentados com volumoso cana-de-açúcar e concentrado). O feno destinado a alimentação dos animais não possuía esporos do fungo P. chartarum. Os exames clínicos ocorreram a cada sete dias. Os exames laboratoriais a cada 14 dias e as pesagens a cada 28 dias. Ao final de 93 dias de experimento os ovinos foram abatidos, realizada análise macroscópica dos órgãos e colheita de fragmentos de fígado para a análise microscópica. Os animais durante todo o período estiveram clinicamente saudáveis, exceto no início do experimento alguns apresentaram pneumonia. As únicas alterações bioquímicas sugestivas de lesão hepática foram a elevação dos valores de GGT e diminuição de colesterol total em ambos os grupos. Nenhum animal alimentado com feno de B. brizantha apresentou alteração macroscópica no fígado. A análise microscópica dos fragmentos de fígado revelou hepatócitos preservados e presença de infiltrados celulares mononucleares multifocais no parênquima hepático e também no espaço porta, caracterizando-se leve colangite em ambos os grupos. Em quatro animais alimentados com cana-de-açúcar foi observado degenerações micro e macrovacuolares sugestivas de esteatose hepática. A alimentação de ovinos com feno de Brachiaria brizantha promoveu desempenho semelhante a ovinos alimentados com cana-de-açúcar. Independente do tipo de alimentação os ovinos apresentaram como alteração bioquímica da função hepática, elevação nos níveis séricos de GGT e diminuição de colesterol total, acompanhados de alterações histológicas características de leve colangite.