A terapia fotodinâmica apresenta-se como uma possível alternativa terapêutica para o tratamento de infecções localizadas, porém, para sua aplicação clínica, as variáveis relacionadas à eficiência fotodinâmica devem ser analisadas para a obtenção de resultados satisfatórios. Os objetivos deste trabalho foram investigar a dinâmica de agregação dos fotossensibilizadores azul de metileno e azul de orto-toluidina em diferentes solventes, caracterizar os solventes em relação ao oxigênio molecular disponível em cada solução e seu respectivo pH, observar o efeito da temperatura, sangue e saliva na agregação dos fotossensibilizadores, monitorar a dinâmica de fotodegradação em função da exposição radiante e irradiância, avaliar a eficiência fotodinâmica microbiologicamente e através da produção de 1O2. Os solventes utilizados foram água deionizada, água destilada, água estéril, solução salina 0,9% e solução salina 0,45%. Em cada uma das soluções, foi realizado teste de pH e medição de oxigênio dissolvido por sonda apropriada. Os efeitos de fluidos, temperatura e concentração na agregação dos fotossensibilizadores foram analisados através de espectroscopia de absorção óptica. A dinâmica de fotodegradação foi testada com diferentes exposições radiantes e irradiâncias, nos comprimentos de onda adequados para cada composto. As irradiações foram realizadas com emissão de banda larga e banda estreita. A eficiência fotodinâmica foi avaliada através da medição direta da luminescência do oxigênio singleto em ?=1270nm, em dois solventes. Testes microbiológicos foram realizados com culturas de Escherichia coli. Os resultados obtidos demonstram que a dinâmica de agregação está diretamente relacionada com solvente e concentração: a solução salina apresentou diferença em relação aos demais solventes em todos os quesitos analisados. Dos solventes testados, a água deionizada apresentou os melhores resultados. A dinâmica de fotodegradação está relacionada, em sua magnitude, com a exposição radiante e, em sua dinâmica, com a irradiância. O uso de banda larga para irradiação foi mais efetivo para na fotossensibilização letal. Portanto, para a aplicação clínica da terapia, o substrato deve ser considerado. Apropriadas condições de irradiação, solvente e concentração de fotossensibilizador aumentam a eficiência do processo. / Photodynamic therapy may be a viable alternative to treat localized infections, although to obtain a resourceful clinical application, parameters linked with photodynamic efficiency must be analyzed in order to achieve quantifiable results. The aims of this study were to investigate the aggregation dynamic of the photosensitizers methylene blue and orto-toluidine blue in different solvents; to characterize the solvents regarding to available molecular oxygen and pH; to observe the effect caused by temperature, blood and saliva on photosensitizer aggregation, to monitor the photobleaching dynamic as a function of fluence and irradiance, and to evaluate the photodynamic efficiency in such conditions. The tested solvents were deionized water, distillated water, sterile water, and saline solution 0.9%. In each solution, the pH and molecular oxygen availability were measured with the appropriated device. The effects of organic fluids, temperature and concentration on aggregation were analyzed through optical absorption spectroscopy. The photobleaching dynamic was tested regarding radiant exposure and irradiance with the appropriated wavelength for each compound. The irradiations were performed with broad band and narrow band light sources. The photodynamic efficiency was evaluated through singlet oxygen luminescence measurement in ?=1270nm and microbiological tests were performed with cultures of Escherichia coli. The results demonstrated that the aggregation dynamic is directly linked with solvent and concentration: the saline solution presented different results in all tested conditions. Deionized water presented the best results. The photobleaching dynamic is correlated in its magnitude with the radiant exposure and its dynamic is associated with irradiance. The use of broad band to perform the irradiation was considered more effective for lethal photosensitization. Therefore, for the clinical application of this therapy, the substrate must be taking into account, and appropriated parameters of irradiation and photosensitizer presentation increase the efficiency of the process.

A terapia fotodinâmica apresenta-se como uma possível alternativa terapêutica para o tratamento de infecções localizadas, porém, para sua aplicação clínica, as variáveis relacionadas à eficiência fotodinâmica devem ser analisadas para a obtenção de resultados satisfatórios. Os objetivos deste trabalho foram investigar a dinâmica de agregação dos fotossensibilizadores azul de metileno e azul de orto-toluidina em diferentes solventes, caracterizar os solventes em relação ao oxigênio molecular disponível em cada solução e seu respectivo pH, observar o efeito da temperatura, sangue e saliva na agregação dos fotossensibilizadores, monitorar a dinâmica de fotodegradação em função da exposição radiante e irradiância, avaliar a eficiência fotodinâmica microbiologicamente e através da produção de 1O2. Os solventes utilizados foram água deionizada, água destilada, água estéril, solução salina 0,9% e solução salina 0,45%. Em cada uma das soluções, foi realizado teste de pH e medição de oxigênio dissolvido por sonda apropriada. Os efeitos de fluidos, temperatura e concentração na agregação dos fotossensibilizadores foram analisados através de espectroscopia de absorção óptica. A dinâmica de fotodegradação foi testada com diferentes exposições radiantes e irradiâncias, nos comprimentos de onda adequados para cada composto. As irradiações foram realizadas com emissão de banda larga e banda estreita. A eficiência fotodinâmica foi avaliada através da medição direta da luminescência do oxigênio singleto em ?=1270nm, em dois solventes. Testes microbiológicos foram realizados com culturas de Escherichia coli. Os resultados obtidos demonstram que a dinâmica de agregação está diretamente relacionada com solvente e concentração: a solução salina apresentou diferença em relação aos demais solventes em todos os quesitos analisados. Dos solventes testados, a água deionizada apresentou os melhores resultados. A dinâmica de fotodegradação está relacionada, em sua magnitude, com a exposição radiante e, em sua dinâmica, com a irradiância. O uso de banda larga para irradiação foi mais efetivo para na fotossensibilização letal. Portanto, para a aplicação clínica da terapia, o substrato deve ser considerado. Apropriadas condições de irradiação, solvente e concentração de fotossensibilizador aumentam a eficiência do processo. / Photodynamic therapy may be a viable alternative to treat localized infections, although to obtain a resourceful clinical application, parameters linked with photodynamic efficiency must be analyzed in order to achieve quantifiable results. The aims of this study were to investigate the aggregation dynamic of the photosensitizers methylene blue and orto-toluidine blue in different solvents; to characterize the solvents regarding to available molecular oxygen and pH; to observe the effect caused by temperature, blood and saliva on photosensitizer aggregation, to monitor the photobleaching dynamic as a function of fluence and irradiance, and to evaluate the photodynamic efficiency in such conditions. The tested solvents were deionized water, distillated water, sterile water, and saline solution 0.9%. In each solution, the pH and molecular oxygen availability were measured with the appropriated device. The effects of organic fluids, temperature and concentration on aggregation were analyzed through optical absorption spectroscopy. The photobleaching dynamic was tested regarding radiant exposure and irradiance with the appropriated wavelength for each compound. The irradiations were performed with broad band and narrow band light sources. The photodynamic efficiency was evaluated through singlet oxygen luminescence measurement in ?=1270nm and microbiological tests were performed with cultures of Escherichia coli. The results demonstrated that the aggregation dynamic is directly linked with solvent and concentration: the saline solution presented different results in all tested conditions. Deionized water presented the best results. The photobleaching dynamic is correlated in its magnitude with the radiant exposure and its dynamic is associated with irradiance. The use of broad band to perform the irradiation was considered more effective for lethal photosensitization. Therefore, for the clinical application of this therapy, the substrate must be taking into account, and appropriated parameters of irradiation and photosensitizer presentation increase the efficiency of the process.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-04-17T14:09:46Z No. of bitstreams: 2 Tese Artur Felipe Barbosa.pdf: 10488970 bytes, checksum: d5aacb1a88e275b87360f2bac427a18f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:09:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Artur Felipe Barbosa.pdf: 10488970 bytes, checksum: d5aacb1a88e275b87360f2bac427a18f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-11-28 / A doença de Chagas e a Leishmaniose cutânea são duas doenças de grande relevância a saúde pública mundial. Acredita-se que as duas doenças juntas infectam aproximadamente 20 milhões de pessoas atualmente, em mais de 80 países. Trypanosoma cruzi e Leishmania braziliensis são os agentes etiológicos da doença de Chagas e Leishmaniose cutânea, respectivamente, e fazem parte da família dos Tripanossomatídeos. De acordo com a Organização Mundial de Saúde, são classificadas como Doenças Tropicais Negligenciada pela carência de tratamentos disponíveis, sendo os disponíveis repletos de efeitos colaterais, pelos poucos financiamentos de pesquisas para diagnóstico e tratamento das mesmas. Atualmente, estas doenças contam com medicamentos comercializados a mais de 40 anos, os quais já não são tão eficazes em várias situações, além de serem tóxicos e alguns necessitarem de uma intervenção hospitalar. A pesquisa por novos tratamentos e terapias são incentivados pela Organização Mundial de Saúde. A fotoquimioterapia antiparasitária é uma técnica que baseia-se na administração de uma substância sensível a luz (fotossensibilizador) e em seguida, a irradiação desta substância por uma fonte de luz (Laser ou LED), para que haja excitação da molécula fotossensibilizadora e esta reaja com o parasito a ser eliminado através da formação de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs). Os derivados fenotiazínicos (azul de metileno e azul de toluidina) apresentaram-se como ótimos candidatos a moléculas fotossensibilizantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade tripanocida e leishmanicida da Fotoquimioterapia Antiparasitária, utilizando os derivados fenotiazínicos azul de metileno e azul de toluidina, como moléculas fotossensibilizantes, identificando as suas máximas concentrações atóxicas e a melhor configuração do laser excitante destas moléculas. Para avaliar a citotoxicidade dos compostos foram realizados três experimentos distintos (incorporação de timidina tritiada, ensaio com o cristal violeta e através do Alamarblue). Posteriormente foi realizado teste de atividade tripanocida e leishmanicida destes composto. Testou-se a ação isolada dos compostos (fase escura) contra as diversas formas evolutivas do T. cruzi e do L. braziliensis bem como com os compostos sendo excitados pelo laser (fase clara). Após estes experimentos constatou-se uma boa ação da Fotoquimioterapia Antiparasitária utilizando os derivados fenotiazínicos como fotossensibilizadores. Os resultados de citotoxicidade pelos três métodos testados, indicaram que a máxima concentração atóxica dos compostos foi equivalente a 20 μg/ml ou 25 μM. O laser em sua melhor configuração (λ = 660 nm, 40 mW, 4.2 J/cm2, CW) ocasionou modificações morfo-estruturais nas formas epimastigotas de T. cruzi, porém não apresentou estimulação ou inibição na proliferação parasitária. Foi constado apenas uma espécie de resistência dos macrófagos irradiados à infecção por amastigotas de T. cruzi. Para os T. cruzi o composto Azul de Metileno apresentou os melhores resultados como fotossensibilizador associado ao laser, com um IC50 (0,4607 μM) bem menor que o do fármaco padrão de tratamentos que é o benzonidazol (IC50 = 3,8 μM) e contra o L. braziliensis o composto Azul de Toluidina apresentou os melhores resultados (10 μg/ml) associado ao laser. Desta forma conclui-se que a Fotoquimioterapia Antiparasitária utilizando os derivados fenotiazínicos Azul de Metileno e Azul de Toluidina como fotossensibilizadores foi eficaz nos ensaios in vitro e revela-se promissora para ensaios clínicos contra a doença de Chagas e a Leishmaniose cutânea.

Orientador: Prof. Dr. Tiago Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2014. / Fenotiazinas (FTZ) sao farmacos psicotropicos utilizados no tratamento de esquizofrenia. Foram relatadas diversas propriedades biologicas interessantes das FTZ, dentre elas, efeitos na prevencao do cancer, atividade pro-apoptotica e reversao da resistencia a multiplas a drogas (MDR) por inibicao da glicoproteina P (Pgp). Neste trabalho, nos avaliamos os efeitos citotoxicos das FTZ sobre celulas leucemicas humanas que expressam ou nao o fenotipo MDR Lucena-1 e K562, respectivamente e os mecanismos de morte celular envolvidos. Nossos resultados demonstraram que as FTZ apresentaram atividade citotoxica nas linhagens K562 e Lucena-1 de maneira concentracao-dependente. Nos observamos que apesar da efetividade das FTZ ser praticamente a mesma nas celulas K562 e Lucena-1 os mecanismos envolvidos no processo de morte celular sao bastante distintos. A morte celular induzida por FTZ em celulas K562 parece ocorrer por apoptose e e disparada por aumento subito de Ca2+ citosolico, geracao de especies reativas de oxigenio (EROs) acompanhada da oxidacao de grupos tiolicos e dissipacao do ¿¢¿µ. Em paralelo foi observado que a morte celular induzida por FTZ em celulas K562 envolve a participacao de permeabilizacao de membrana lisossomal (PML) e da autofagia. Em contrapartida, a morte celular induzida pelas FTZ em celulas Lucena-1 parece ocorrer por necrose e nao ha participacao de calcio. Entretanto a geracao de EROs e a oxidacao de grupos tiolicos parecem ter participacao importante no processo, uma vez que o agente redutor, DTT preveniu completamente a morte celular induzida pelas FTZ em celulas Lucena-1. Nos sugerimos que as FTZ utilizam a necrose como mecanismo alternativo de morte de celulas Lucena-1, uma vez que este modelo celular apresenta alteracoes que bloqueiam a maquinaria apoptotica. Estes dados sugerem um potencial farmacologico destes compostos na quimioterapia antitumoral, como possivel estrategia em caso de resistencia a quimioterapia classica. / Phenothiazines (PTZ) are psychotropic drugs used in schizophrenia treatment. It were reported several interesting biological properties of PTZ,among then, effects in cancer prevention, pro-apoptotic activity and reversal of multidrug-resistant (MDR) by P-glycoprotein inhibition. We evaluate in this study the PTZ effects over the human leukemic viability that express or not the phenotype MDR Lucena-1 and K562, respectively and the cell death mechanisms involved. Our results demonstrated that PTZ showed cytotoxic activity in K562 and Lucena-1 cell lines in a concentrationdependent way. We could observe that besides the PTZ effectiveness being practically the same in the K562 and Lucena-1 the mechanisms involved in the cell death process are very distinct. Cell death induced by PTZ in K562 cells seems to occurs by apoptosis and is triggered by a sudden cytosolic Ca2+increase, ROS generation together with thiol groups oxidation and ÄØ dissipation. In parallel it was noticed that the PTZ-induced cell death in K562 cells involves the participation of lysosomal membrane permeabilization (LMP) and autophagy. In contrast, cell death induced by PTZ in Lucena-1 cells seems to occur by necrosis and there is no calcium participation. Therefore the ROS generation and the thiol groups oxidation seems to have important participation in the process, once that a reduction agent, the DTT completely prevented the cell death induced by PTZ in Lucena-1 cell. We suggest that PTZ used the necrosis as an alternative mechanism for Lucena-1 cell death, once that this cell model shows alterations that block the apoptotic machinery. These data suggest a pharmacological potential of this compounds in antitumor chemotherapy and possible strategy in case of classic chemotherapy resistance.

Orientador: Marco Aurelio Zezzi Arruda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:20:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_EduardoCostade_D.pdf: 6808404 bytes, checksum: 000ecbe23739fa5d1c64af83061c6da5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Essa Tese de Doutorado teve como objetivo promover a associação entre polímeros de impressão molecular (MIP) e espectrofotometria, sendo a seletividade conseguida pela ligação específica dos analitos com os sítios de reconhecimento molecular impresso no MIP. No capítulo 1 foi sintetizado e caracterizado um MIP seletivo a catecol, sendo o mesmo empregado na extração de catecol em amostras de guaraná (Paullinia cupana) e mate (Ilex paraguariensis), seguido de determinação espectrofotométrica (reação não específica de redução de Mn(VII) para Mn(II) pelo catecol). Obteve-se um limite de quantificação, um desvio padrão relativo (20 mmol L, n=10) e uma freqüência analítica de 2,7 mmol L, <5% e 15h, respectivamente. A exatidão foi comprovada por comparação dos resultados obtidos pelo método proposto e por HPLC. No Capítulo 2 um MIP foi empregado na extração de nicotina em amostras de urina de fumantes, seguido da quantificação por espectrofotometria (reação de redução do Mn(VII) a Mn(VI)). O limite de quantificação e a freqüência analítica foram de 1,1 mmol L e 11 h, respectivamente. As precisões intra-ensaio (10, 13 e 4%) e inter-ensaio (12, 10 e 5%) foram obtidas empregando-se padrões de 3, 10 e 30 mmol L, respectivamente e a exatidão foi comprovada por meio da técnica de HPLC. No capítulo 3 foi reportado o emprego do MIP na extração de fármacos fenotiazínicos (clorpromazina e perfenazina) em amostras de urina de pacientes. Após a extração, os fármacos foram eluidos e separados, à baixa pressão e alta velocidade, em uma coluna de C18 com tamanho de partícula entre 35 e 50 mm. Os limites de quantificação foram de 5 mmol L, para ambos os fármacos, e a exatidão foi comprovada por adição de analitos e pela técnica de HPLC / Abstract: The objective of this Thesis was the association between molecularly imprinted polymers and spectrophotometry, with the selectivity obtained through specific binding between analytes and imprinted binding sites of the polymer. In the Chapter 1, a selective MIP for catechol was synthesized, characterized, and employed for the extraction of catechol from guarana (Paullinia cupana) and mate (Ilex paraguariensis) samples, followed by indirect spectophotometric determination of catecol by reduction of Mn(VII) for Mn(II). A limit of quantification, a relative standard deviation (20 mmol L, n = 10) and an analytical frequency of 2.7 mmol L, <5% and 15h, were obtained, respectively. Accuracy was validated using HPLC. In the Chapter 2, a MIP for nicotine was used for its extraction in urine samples of smokers, followed by its indirect quantification by spectrophotometry (reduction of Mn(VII) to Mn(VI) by nicotine). The limit of quantification and analytic frequency were of 1.1 mmol L and 11 h, respectively. Intra (10, 13 and 4%) and inter-day (12, 10 and 5%) precisions were obtained using 3, 10 and 30 mmol L nicotine standard solutions, respectively, and accuracy was validated through HPLC. Finally, in the Chapter 3, a MIP was employed for phenothiazinics (chlorpromazine and perphenazine) extraction in urine samples. Soon after, the drugs were eluted and separated using a low pressure and high-speed system, comprising a C18 column with particle size between 35 and 50 mm. The quantification limits were 5 mmol L for chlorpromazine and perphenazine, and the accuracy was validated using HPLC / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

[pt] Clorpromazina (CPZ), flufenazina (FPZ) e trifluperazina (TFP) são derivados de fenotiazinas que, sob irradiação UV, geram fotoprodutos. Observouse que CPZ desenvolve três fotoprodutos fluorescentes em diferentes condições. A promazina (PZ) se forma da fotólise de CPZ pela quebra da ligação com o cloro. A saída do cloro é um dos principais caminhos para a formação de outros fotoprodutos, sendo também um requisito para formação de dímeros e trímeros de CPZ. O segundo produto fluorescente é a espécie sulfóxida, que se desenvolve em presença de oxigênio somente em meio ácido e tem pico de fluorescência em (aproximadamente) 370 nm. A terceira espécie, com pico triplo de emissão e máximo em 352 nm, se desenvolve predominantemente em ausência de oxigênio. Observou-se que as taxas de formação dos fotoprodutos fluorescentes são maiores em meio ácido. FPZ e TFP apresentaram o mesmo fotoproduto fluorescente (emissão (aproximadamente) 410 nm), espécie que se desenvolve em presença de O2 com as mesmas características da espécie sulfóxida. A fluorescência do fotoproduto da TFP foi testada como sensor de radiação UV e para detecção de pequenas quantidades de oxigênio. Estudando as interações com membranas contendo a enzima Na(+), K(+)-ATPase, mostrou-se que as fenotiazinas alteram a estrutura lipídica da membrana, já que aumentam a anisotropia de fluorescência da sonda de membrana DPH. Os resultados da interação das fenotiazinas com resíduos de triptofano da proteína mostraram supressão de fluorescência de mais da metade dos triptofanos, sem transferência de energia. A estrutura local do sítio de ATP na proteína Na(+), K(+)-ATPase, marcado com a sonda fluorescente FITC, não foi afetada pela interação com as fenotiazinas, sugerindo que a localização do sítio de ligação das fenotiazinas com a enzima fica longe do sítio de ATP. / [en] Chlorpromazine (CPZ), fluphenazine (FPZ) and trifluoperazine (TFP) are phenothiazine derivatives, which generate photoproducts under UV irradiation. We observed that CPZ develops three fluorescent fotoproducts under different conditions. Promazine (PZ) that forms from the CPZ photolysis. The chlorine loss is one of the main pathways for photoproduct formation and it seems to be a requirement for development of CPZ dimers or trimers. The sulfoxide species with fluorescence peak at (aprroxomately) 370 nm develops in the presence of oxygen only in acid conditions. Another fluorescent species with structured emission and maximum at 352 nm develops primarily in the absence of oxygen. It was observed that the development rates of all fluorescent photoproduct are greater under acidic conditions. FPZ and TFP presented the same fluorescent photoproduct (emission (approximately) 410 nm), which develops in the presence of O2 with the same characteristics as the sulfoxide derivative. The fluorescence of the TFP photoproduct was tested as a UV sensor and a sensor for detection of small amounts of oxygen. Studying the interactions with Na+, K+-ATPase enriched membranes, phenothiazines were shown to modify the membrane lipid structure since they increased the fluorescence anisotropy of the membrane probe DPH. The results of phenothiazine interaction with tryptophan residues of the enzyme showed fluorescence quenching of (approximately) 50% of the tryptophan residues, without energy transfer. The local structure of the Na(+), K(+)-ATPase ATP binding site, labeled with FITC, was not affected by the interaction with the phenothiazines, suggesting that the phenothiazine sites are far from the ATP binding site.

O mecanismo de ação de fotossensibilizadores (FS) fenotiazínicos (azul de metileno - AM, tionina - TIO e azure B - AB) foi estudado em mitocôndrias e células Hela, e a dosimetria de AM em células HL60. Foi observado que a ligação de AM em mitocôndrias é dependente da concentração de mitocôndrias, concentração de AM e do potencial de membrana mitocondrial (&#916; &#936;). A geração de oxigênio singlete a partir de AM é influenciada pelo &#916; &#936;, sendo aproximadamente o dobro em mitocôndrias desacopladas. Essa variação se deve a influência do &#916; &#936; sobre a relação dímero/monômero (D/M) do AM. A ligação de AM também é reduzida pela metade em mitocôndrias desacopladas. Esses efeitos não foram observados para os outros fotossensibilizadores, embora tenham a mesma carga e estrutura semelhante. Isso indica um efeito diferencial do &#916; &#936; sobre o AM. Foi observada a toxicidade desses FSs em células Hela. Sem irradiação, apenas AB se mostrou tóxico. Em amostras irradiadas, AB e AM se mostraram tóxicos. Todos os FSs mostraram capacidade de produzir núcleos sub-diplóides, típicos de apoptose, com a maior eficiência sendo do AB. Em relação a toxicidade no escuro e claro, AB mostrou toxicidade em ambas as condições, TIO mostrou pouca toxicidade em ambas as condições e AM mostrou pouca toxicidade no escuro e alta toxicidade quando irradiado. A dosimetria que favorece apoptose em células HL60 também foi testada, sendo que µM de AM, os melhores resultados para formação de núcleos sub-diplóides foram com 10 2 com irradiação (contínua ou fracionada) de 0,55 J/cm2 . Essas dosagens foram as mais baixas utilizadas, indicando que um aumento na concentração de FS ou de luz tende a levar as células à morte necrótica. Conclui-se que os FSs fenotiazínicos tem afinidade por mitocôndrias e por células, podendo levar a indução de apoptose em doses não tóxicas no escuro. / The mechanism of action of phenotiazinic fotossensitizers (FS) (methylene blue - AM, tionin - TIO and azure B - AB) was studied into mitochondria and Hela cells, and AM dosimetry into HL60 cells was determined. AM binding to mitochondria is dependent of mitochondrial concentration, AM concentration and mitochondrial membrane potentials (&#916; &#936;). Singlet oxygen generation from AM is influenced by &#916; &#936;, almost doubling in uncoupled mitochondria. This effect is due to the influence of &#916; &#936; on AM dimer/monomer (D/M) ratio. Also, AM binding drops to half into uncoupled mitochondria. For all the others FSs studied, these effects were not observed, even though they present the same &#916; &#936; action over AM. charge and similar structure. This indicates a specific FSs toxicity was observed in Hela cells. In the dark, only AB showed toxicity. In irradiated samples, AM and AB showed toxicity. All the tested FSs showed capacity to induce sub-diploid nuclei formation, a hallmark of apoptosis, with AB showing the highest efficiency. AB showed high toxicity in both (irradiated and non-irradiated) conditions, TIO showed low toxicity in both conditions and AM showed low toxicity in the dark and high toxicity with laser irradiation. The dose that promotes apoptotic cell death in HL60 cells was also tested. Results 2 were observed at 10 µM AM, with laser irradiation (fraction or continuous) of 0,55 J/cm . These doses were the lowest doses tested, indicating that high doses of FS or laser induce necrotic cell death. We conclude that phenotiazinic FSs have affinity for mitochondria and cells, and induce apoptosis at doses that are not toxic without irradiation

O mecanismo de ação de fotossensibilizadores (FS) fenotiazínicos (azul de metileno - AM, tionina - TIO e azure B - AB) foi estudado em mitocôndrias e células Hela, e a dosimetria de AM em células HL60. Foi observado que a ligação de AM em mitocôndrias é dependente da concentração de mitocôndrias, concentração de AM e do potencial de membrana mitocondrial (&#916; &#936;). A geração de oxigênio singlete a partir de AM é influenciada pelo &#916; &#936;, sendo aproximadamente o dobro em mitocôndrias desacopladas. Essa variação se deve a influência do &#916; &#936; sobre a relação dímero/monômero (D/M) do AM. A ligação de AM também é reduzida pela metade em mitocôndrias desacopladas. Esses efeitos não foram observados para os outros fotossensibilizadores, embora tenham a mesma carga e estrutura semelhante. Isso indica um efeito diferencial do &#916; &#936; sobre o AM. Foi observada a toxicidade desses FSs em células Hela. Sem irradiação, apenas AB se mostrou tóxico. Em amostras irradiadas, AB e AM se mostraram tóxicos. Todos os FSs mostraram capacidade de produzir núcleos sub-diplóides, típicos de apoptose, com a maior eficiência sendo do AB. Em relação a toxicidade no escuro e claro, AB mostrou toxicidade em ambas as condições, TIO mostrou pouca toxicidade em ambas as condições e AM mostrou pouca toxicidade no escuro e alta toxicidade quando irradiado. A dosimetria que favorece apoptose em células HL60 também foi testada, sendo que µM de AM, os melhores resultados para formação de núcleos sub-diplóides foram com 10 2 com irradiação (contínua ou fracionada) de 0,55 J/cm2 . Essas dosagens foram as mais baixas utilizadas, indicando que um aumento na concentração de FS ou de luz tende a levar as células à morte necrótica. Conclui-se que os FSs fenotiazínicos tem afinidade por mitocôndrias e por células, podendo levar a indução de apoptose em doses não tóxicas no escuro. / The mechanism of action of phenotiazinic fotossensitizers (FS) (methylene blue - AM, tionin - TIO and azure B - AB) was studied into mitochondria and Hela cells, and AM dosimetry into HL60 cells was determined. AM binding to mitochondria is dependent of mitochondrial concentration, AM concentration and mitochondrial membrane potentials (&#916; &#936;). Singlet oxygen generation from AM is influenced by &#916; &#936;, almost doubling in uncoupled mitochondria. This effect is due to the influence of &#916; &#936; on AM dimer/monomer (D/M) ratio. Also, AM binding drops to half into uncoupled mitochondria. For all the others FSs studied, these effects were not observed, even though they present the same &#916; &#936; action over AM. charge and similar structure. This indicates a specific FSs toxicity was observed in Hela cells. In the dark, only AB showed toxicity. In irradiated samples, AM and AB showed toxicity. All the tested FSs showed capacity to induce sub-diploid nuclei formation, a hallmark of apoptosis, with AB showing the highest efficiency. AB showed high toxicity in both (irradiated and non-irradiated) conditions, TIO showed low toxicity in both conditions and AM showed low toxicity in the dark and high toxicity with laser irradiation. The dose that promotes apoptotic cell death in HL60 cells was also tested. Results 2 were observed at 10 µM AM, with laser irradiation (fraction or continuous) of 0,55 J/cm . These doses were the lowest doses tested, indicating that high doses of FS or laser induce necrotic cell death. We conclude that phenotiazinic FSs have affinity for mitochondria and cells, and induce apoptosis at doses that are not toxic without irradiation

Neste trabalho são apresentados estudos do efeito de interfaces nas propriedades fotofísicas e fotoquímicas do azul de metileno (AM) e de derivados fenotiazínicos com o intuito de avaliar o potencial destes compostos como fotossensibilizadores (FS) em terapia fotodinâmica. As propriedades físico-químicas do AM foram estudadas em soluções de SOS e observou-se que a presença do AM em solução altera o equilíbrio entre as micelas de SOS, diminuindo o valor da concentração micelar crítica de 7mmolL-1 para 70&#181;moIL-1. A presença das micelas em solução também interfere nas propriedades do AM. Em baixas concentrações de SOS há formação de dímeros de AM, constatados pelo aumento da absorbância em 580nm e diminuição da emissão de fluorescência. A caracterização das espécies transientes mostrou a existência de moléculas de azul de metileno no estado triplete (3AM) e de oxigênio singlete em soluções com altas concentrações de SOS e a formação de espécies radicalares do AM em baixas concentrações do tensoativo. Esta observação sugere que o mecanismo fotoquímico do AM é dependente da sua concentração local próxima de interfaces carregadas. As interações do AM e de alguns de seus derivados fenotiazínicos (tionina, azure A e azure B) com vesículas e com células HeLa foram estudadas e em ambos os casos observou-se que as moléculas com estruturas assimétricas são incorporadas em maior extensão. Em estudos de fototoxicidade, os compostos assimétricos apresentaram maior nível de morte celular do que o verificado para os compostos simétricos. Entretanto, ao se considerar a incorporação em células, os compostos simétricos se mostraram mais eficientes por molécula. Foi desenvolvido um método para determinação do 10gP dos fotossensibilizadores (FS) por voltametria com microeletrodos que se mostrou reprodutível. Novos FSs assimétricos derivados do Azure A com duas caudas hidrofóbicas de 4, 6 e 8 carbonos (AzC4, AzC6 e AzC8) foram sintetizados. Esses novos compostos possuem eficiências de fluorescência semelhantes ao AM. O composto AzC4 apresenta eficiência de geração de oxigênio singlete bem próxima à do AM (0,56), enquanto os outros dois compostos têm uma eficiência de geração de oxigênio singlete cerca de duas vezes menor. Este comportamento se deve ao fato dos FSs com cadeias carbônicas maiores interagirem mais fortemente entre si, apresentando maior grau de agregação. Os compostos sintetizados apresentam maior incorporação em vesículas que os compostos anteriormente estudados, indicando que a assimetria da molécula favorece a incorporação, assim como, o comprimento da cadeia hidrofóbica. Resultados de incorporação em células HeLa, mostraram que o composto AzC4 interage mais facilmente com a membrana celulare apresenta maior nível de morte celular devido à sua maior incorporação. / The effect of interfaces on photophysical and photochemical properties of methylene blue (MB) and its derivatives was studied in this work, aiming to emploit their potencial as photosensitizers (PS) in photodynamic therapy.The presence of MB in SDS solutions affect the micelle equilibrium decreasing the apparent critical micelle concentration of SDS from 7mmolL-1 to 70&#181;moIL-1. The properties of MB were also affected. At low SDS concentrations the formation of MB dimers was detected by the increase in the absorption in 580 nm and decrease of fluorescence emission. The characterization of transient species of MB showed the existence of MB molecules in the triplet state and emission of singlete oxygen at large SDS concentration and the formation of MB radicals in small surfactant concentration. These observations suggest that the photochemical mechanism of MB depends on its local concentration close to charged interfaces.The interactions of MB as well as other phenotiazine derivatives with synthetic vesicles and HeLa cells were studied. In both cases, the PS with asymmetrical structure presented higher degrees of incorporation. Studies of phototoxicity showed that the PS with asymmetrical structures present higher degree of cell death than the symmetrical compounds. However, if one consider the degree of incorporation the symmetrical compounds are more efficient per molecule. A method to determinate logP by voltammetry with microelectrodes was developed, showing good repeatability. New asymmetric photosensitizers derived from Azure A with two hydrophobic chains of 4, 6 or 8 carbons (AZC4, AZC6 e AzC8) were synthesized in order to study structure/activity relationship. These new compounds presented similar fluorescence efficiency to MB. The oxygen singlet generation efficiency of AZC4 is similar to MB, while the efficiency of the other PSs was twice smaller. This behavior was explained in terms PS aggregation, due to their longer hydrophobic chains. The synthesized PSs presented larger degree of incorporation than the commercial PSs, showing the role of asymmetry and hydrophobicity in incorporation yields. Incorporation in HeLa cells showed that AZC4 interacts more strongly with cells than the other synthesized PSs due to the rigidity of plasmatic membrane. Under the same illumination conditions, AzC4 was the PS that presented higher degree of cell death as a result of its larger incorporation in cells.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to evaluate the histological effect of different formulations of Methylene Blue (MB) used in antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT) as adjuvant to conventional treatment, on gingival collagen fibers in the treatment of periodontal disease induced in rats. In this study were used 120 male rats (Rattus Novergicus, Wistar lineage). The periodontitis was induced by placing a ligature on right mandibular first molar in 105 rats. After 7 days, they were removed and the animals were randomized in 5 groups: NC negative control; PC positive control (no treatment); SRP - scaling and root planning (SRP) and periodontal pocket irrigation with saline solution; aPDT SRP + aPDT (with MB 0,01% dissolved in water + laser); aPDT/ethanol SRP + aPDT (with MB 0,01% dissolved in solvents containing ethanol 20% + laser). The NC animals received neither periodontitis induction nor treatment. Five animals of NC and PC and ten animals of SRP, aPDT and aPDT/ethanol are euthanized 7, 15 and 30 days after treatment. Gingival samples were collected to the quantification of collagen fibers and descriptive analysis of collagen type I and III proportion and organization. Data were analyzed with ANOVA and multilevel Poisson regression analysis. The animals of NC, PC, SRP, aPDT and aPDT/ethanol showed percentage of collagen fibers area of 67,99%, 45,71%, 58,39%, 71,70% and 72,37%, respectively, but no statistical difference was seen in aPDT and aPDT/ethanol; the collagen fibers area was higher at 30 days (71,37%) than at 7 days (60,25%) and at 15 days (63,12%) after treatment, showing statistical difference only at 30 days (ANOVA). Considering multivariate Poisson regression analysis, aPDT and aPDT/ethanol showed 6% higher rate of collagen fibers organization when compared to NC (p<0,05); this organization increased 5% at 15 days after treatment and 19% at 30 days when compared to 7 days (p<0,05). The action of different formulations of MB was similar concerning the quantity and organization of gingival collagen fibers, presenting higher collagen type I quantity, parallel and dense alignment at 30 days after treatment. According to the experimental model used in this study, the ethanol presence in MB formulation doesn t interfere on collagen fibers quantity and quality of collagen fibers in periodontal wound healing. This study suggests the aPDT could be a promising alternative to periodontal disease treatment as adjuvant to conventional treatment. / Este estudo objetivou avaliar histologicamente o efeito de diferentes formulações de Azul de Metileno (AM), na Terapia Fotodinâmica antimicrobiana (TFDa), como adjuvante ao tratamento periodontal convencional, sobre as fibras colágenas do tecido gengival no tratamento da doença periodontal induzida em ratos. Neste estudo, foram utilizados 120 ratos machos (Rattus Novergicus, linhagem Wistar). A periodontite foi induzida pela colocação de ligaduras no molar inferior direito em 105 ratos. Decorridos 7 dias, as ligaduras foram removidas e os animais foram randomizados em 5 grupos: CN - controle negativo; CP - controle positivo (sem tratamento); RAR - raspagem e alisamento radicular (RAR) e irrigação da bolsa periodontal com solução salina; TFDa - RAR + TFDa (com AM a 0,01% dissolvido em água + laser); e TFDa/etanol - RAR + TFDa (com AM a 0,01% dissolvido em solventes contendo etanol a 20% + laser). Os animais do CN não foram submetidos à indução de doença ou tratamento. Cinco animais de CN e CP e dez animais de RAR, TFDa e TFDa/etanol foram eutanasiados em 7, 15 e 30 dias após os tratamentos. Amostras de tecido gengival foram coletadas para quantificação das fibras colágenas e análise descritiva da proporção e organização dos tipos I e III de colágeno. Dados foram analisados com ANOVA e análise multinível de Regressão de Poisson. Os animais de CN, CP, RAR, TFDa e TFDa/etanol mostraram percentual de área das fibras colágenas de 67,99%, 45,71%, 58,39%, 71,70% e 72,37%, respectivamente, porém nenhuma diferença estatística foi observada entre TFDa e TFDa/etanol; a área das fibras colágenas foi maior aos 30 dias (71,37%) do que aos 7 dias (60,25%) e aos 15 dias (63,12%) após o tratamento, apresentando diferença estatística somente aos 30 dias (ANOVA). Considerando a análise multivariada da Regressão de Poisson, TFDa e TFDa/etanol apresentaram uma taxa 6% maior de organização das fibras colágenas quando comparados ao CN (p<0,05); tal organização aumentou 5% aos 15 dias após o tratamento e 19% aos 30 dias, quando comparados aos 7 dias (p<0,05). A ação das diferentes formulações do AM foi semelhante no que diz respeito à quantidade e organização das fibras colágenas do tecido gengival, apresentando maior quantidade de colágeno tipo I, com alinhamento paralelo e denso aos 30 dias após o tratamento. De acordo com o modelo experimental utilizado neste estudo, a presença do etanol na formulação do AM não interfere na quantidade e na qualidade das fibras colágenas frente ao processo de cicatrização periodontal. Este estudo sugere que a TFDa pode ser uma alternativa promissora para o tratamento da doença periodontal como adjuvante ao tratamento convencional.