Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nitric oxide (NO) is a reactive free radical, that acts as a messenger molecule, mediating several functions, including vasodilation, platelet aggregation inhibition, neurotransmission, antimicrobial and antitumor activities. In several pathological conditions, NO is associated with increased circulatory concentrations of cytokines and endotoxins in inflammatory processes in especially. Because this radical to have a short half-life, its determination is difficult, therefore, measurement of metabolites nitrite/nitrate (NOx) is most often used to evaluate NO production. The objective of this study the effect of pre-analytical interferences been investigating on the NOx and determine the limits of urinary and serum reference for a healthy population. In the simulation of bilirubin, lipemia and hemolysis on serum samples, we evaluated the pre-analytical interference in the measurement of NOx All bilirubin concentrations used (9, 19, 38, 75, 150 and 300 mg /L), Intralipid® (0.67, 1.25, 2.5, 5 and 10 g/L) and hemoglobin (0.5, 1.0, 2.0, 4.0 and 5.0 g/L) resulted in a difference between the original amount of NOx being checked greater than 10 percent %, thus, considered an analytical interference. The reference limits were evaluated following the recommendations of the International Federation of Clinical Chemistry (IFCC), and urinary values of 46.1 mmol / L to 1533.0 mmol/L, and serum values 56.8 mmol/L at 340, 3 mmol/L for a presumably healthy population. Thus, we conclude that bilirubin, lipemia and hemolysis interfere with the measurement of serum activity of NOx. The reference limits were evaluated following the recommendations of the International Federation of Clinical Chemistry (IFCC), and urinary values of 46.1 mmol/L to 1533.0 mmol/L, and serum values 56.8 mmol/L at 340, 3 mmol/L for a healthy population. Thus, we conclude that bilirubin, lipemia and hemolysis interfere with the measurement of serum activity of NOx. / O óxido nítrico (NO) é um radical livre reativo, que age como uma molécula mensageira, mediando diversas funções, incluindo vasodilatação, inibição da agregação plaquetária, neurotransmissão, atividades antimicrobianas e antitumorais. Em várias condições patológicas, o NO está associado com o aumento da concentração circulatória de citocinas e endotoxinas especialmente em processos inflamatórios. Pelo fato deste radical possuir uma meia-vida curta, a sua determinação torna-se difícil e, consequentemente, a mensuração de seus metabólitos nitrito/nitrato (NOx) é mais frequentemente utilizado para avaliar a produção de NO. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar o efeito de interferentes pré-analíticos sobre os níveis de NOx, bem como determinar os limites de referência urinária e sérica para uma população saudável. Na simulação da icterícia, lipemia e hemólise em amostras séricas, avaliou-se a interferência pré-analítica na mensuração do NOx. Todas as concentrações utilizadas de bilirrubina (9, 19, 38, 75, 150 and 300 mg/L), de Intralipid® (0,67; 1,25; 2,5; 5 e 10 g/L) e de hemoglobina (0,5; 1,0; 2,0; 4,0 e 5,0 g/L) resultaram em uma diferença do valor original de NOx, sendo verificada uma porcentagem maior que 10%, sendo assim, considerada uma interferência analítica. Os limites de referência foram avaliados seguindo recomendações da International Federation of Clinical Chemistry (IFCC), sendo os valores urinários de 46,1 μmol/L a 1533,0 μmol/L, e os valores séricos 56,8 μmol/L a 340,3 μmol/L para uma população saudável. Também foi possível concluir que a bilirrubina, lipemia e hemólise causam interferência na mensuração da concentração sérica do NOx.

The interest in organochalcogen chemistry, biochemistry and pharmacology has increased in the last two decades mainly due to the fact that a variety of organochalcogen compounds possess biological activity and due the use of these compounds in industrial applications. However, literature data showed that these compounds present pro-oxidant properties, causing tissue damage and inhibition a variety of enzymes. Oxidative stress can induce complex alterations of membrane proteins in erythrocytes. Erythrocytes represent a good model to investigate the damage induced by oxidizing agents. Therefore, the aim of the present study was to evaluate the toxicity induced by a variety of chalcogens at concentrations of 10, 40, 100 e 200 μM using erythrocytes in vitro. The present results showed that organotellurium compounds were toxic to erythrocytes for a hematocrit of 45%. The hemolytic effect of tellurides was not positively correlated with thiobarbituric acidreactive substance (TBARS) production suggesting that lipid peroxidation is not involved in the hemolysis provoked by organotellurium compounds. However, for a hematocrit of 1% the organoselenium and organotellurium compounds increased the hemolysis rate and these results suggest a relationship between the oxidation of intracellular glutathione (GSH) and subsequent generation of free radicals with the hemolysis by chalcogen compounds. Therefore, the results presented in this study suggest that organochalcogen compounds presented toxicity for the erythrocytes. / Nos últimos anos, os compostos organocalcogênios têm sido alvos de interesse em síntese orgânica em virtude da descoberta de suas aplicações industriais e de suas propriedades farmacológicas. No entanto, dados da literatura têm demonstrado que estes compostos apresentam atividade pró-oxidante ocasionando danos teciduais e inibição da atividade de enzimas. Sabe-se que o estresse oxidativo pode causar alterações em proteínas da membrana de eritrócitos, logo estas células representam um bom modelo para investigar danos induzidos por agentes oxidantes. Desta forma, no presente trabalho investigou-se a toxicidade de uma variedade de calcogênios sobre eritrócitos in vitro nas concentrações de 10, 40, 100 e 200 μM. Os resultados deste trabalho mostraram que para um hematócrito de 45% apenas os compostos de organotelúrio foram tóxicos causando hemólise e estes efeitos não foram correlacionados com a produção de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, sugerindo deste modo não haver relação com a peroxidação lipídica. No entanto, utilizou-se um hematócrito de 1% e os compostos de organoselênio e organotelúrio testados apresentaram toxicidade causando hemólise. Esta hemólise foi relacionada com a oxidação da glutationa intracelular (GSH) e uma possível produção de radicais livres. Portanto, os resultados apresentados nesta tese sugerem que os compostos orgânicos contendo selênio ou telúrio apresentaram toxicidade para os eritrócitos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of medicinal plants for the treatment and prevention of disease is a common practice, despite their effects are few studied scientifically. Solanum guaraniticum, also known as false jurubeba, is a medicinal plant widely distributed in Rio Grande do Sul and used for the treatment of gastric and hepatic disorders. Similarly, Syzygium jambos has its leaves, seeds and fruits used for the treatment of diabetes mellitus. Therefore, considering the popularity of the species mentioned above and the lack of data on their pharmacological and toxicological profiles, the aim of this study was to evaluate the effect of leaf extracts of S. jambos and S. guaraniticum on biochemical and oxidative stress parameters in in vitro and in vivo models.The extracts showed vitamin C and phenolic compounds, among which were identified gallic, chlorogenic and ellagic acids, catechin, epicatechin, rutin, quercitrin, isoquercitrin, quercetin and kaempferol in both extracts and caffeic acid only in S. jambos extract. In models of oxidative stress induction, both extracts exhibited anti-hemolytic effect on human erythrocytes and were capable of decrease the process of lipid peroxidation, and this last effect was also observed in kidney, liver and brain tissues of rats, in vitro. In these tissues, both extracts were also able to protect the thiol groups. The extracts showed H2O2 and NO scavenging ability, Fe2+ chelating activity and reducing capacity, proving its antioxidant action. In all assays, the extract of S. jambos was more potent as an antioxidant and also showed tiol-peroxidase - like activity. We observed an inhibition of the activity of δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) in human erythrocytes by both extracts, and the S. guaraniticum was more potent in this assay. It is possible to suggest an involvement of zinc ions of the active site of this enzyme in this inhibition mechanism. The extract of S. guaraniticum administered in vivo, was not able to cause changes in the activity of the enzyme δ-ALA-D, as well as enzymes acetilcholinesterase and N-acetyl-b-D-glucosaminidase. The Artemia salina lethality test showed that both extracts are biologically active. In lymphocytes, in vitro, the extract of S. jambos altered mitochondrial activity and inhibit AChE activity, suggesting an immunomodulatory effect, while the extract of S. guaranticium shows cytotoxic effects. In the acute toxicity evaluation of the extract of S. guaraniticum was possible to identify that the LD50 is greater than 5000 mg/kg and, therefore, this extract can be considered non-toxic for human consumption. Furthermore, although the animals did not show significant bodily, hematological and biochemical changes, the treatment with the extract of S. guaraniticum was able to cause an alteration in the open field test. The reduction in the number of crossing and rearing may indicate a depressant effect, which seems to be delayed and short-lasting. Therefore, the vegetal species studied can be recognized as sources of natural antioxidants and have prospective use in preventive medicine against oxidative stress related diseases, although its popular use should be done with caution until further studies regarding the toxicological profile of the extracts is performed. / O uso de plantas medicinais no tratamento e prevenção de doenças é pratica comum, apesar de poucas terem seus efeitos estudados cientificamente. A Solanum guaraniticum, conhecida também como falsa jurubeba, é uma planta amplamente distribuída no Rio Grande do Sul e utilizada para o tratamento de distúrbios gástricos e hepáticos. Já o Syzygium jambos,conhecido popularmente como jambolão , tem suas folhas, sementes e frutos utilizados para o tratamento do diabetes mellitus. Assim, considerando a popularidade das espécies acima citadas e a escassez de dados sobre os seus perfis farmacológico e toxicológico, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito dos extratos de folhas de S. jambos e S. guaraniticum sobre parâmetros bioquímicos e de estresse oxidativo em modelos in vitro e in vivo. Os extratos apresentaram vitamina C e compostos fenólicos, dentre os quais foram identificados: ácido gálico, elágico e clorogênico, catequina e epicatequina, rutina, quercitina quercitrina, isoquercitrina e canferol em ambos os extratos, e ácido cafeico somente no extrato de S. jambos. Em modelos de indução de estresse oxidativo, os extratos apresentaram efeito anti-hemolítico em eritrócitos humanos, e foram capazes de diminuir o processo de lipoperoxidação, efeito também observado em tecido renal, cerebral e hepático de ratos, in vitro. Nesses tecidos, ambos os extratos também foram capazes de proteger os grupos tióis. Os extratos apresentaram capacidade removedora de H2O2 e NO, atividade quelante de íons Fe2+ e capacidade redutora, comprovando sua ação antioxidante. Em todos os testes realizados, o extrato de S. jambos se mostrou mais potente como antioxidante e ainda apresentou atividade mimética às enzimas tiolperoxidades. Observou-se uma inibição da atividade da δ-aminolevulinato desidratase (δ-ALA-D) em eritrócitos humanos por ambos os extratos, sendo que o de S. guaraniticum foi mais potente nesses ensaios. É possível sugerir um envolvimento dos íons zinco do sítio ativo da enzima nesse mecanismo de inibição. O extrato de S. guaraniticum administrado in vivo, não foi capaz de provocar alterações na atividade da enzima δ-ALA-D, assim como nas enzimas aceticolinesterase (AChE) e N-acetyl-b-D-glucosaminidase. O teste de letalidade da Artemia salina demonstrou que ambos os extratos são bilogicamente ativos. Em linfócitos, in vitro, o extrato de S. jambos alterou a atividade mitocondrial e inibiu a atividade da AChE, sugerindo um efeito imunomodulatório enquanto que o extrato de S. guaranticium apresentou efeitos citotóxicos. Na avaliação da toxicidade aguda do extrato de S. guaraniticum foi possível identificar que a DL50 é superior a 5000 mg/kg e, portanto, esse extrato pode ser considerado não tóxico para o consumo humano. Além disso, apesar de os animais não terem apresentado alterações corporais, hematológicas e bioquímicas significativas, o tratamento com o extrato de S. guaraniticum foi capaz de causar uma alteração no teste do campo aberto. A redução no número de cruzamentos e levantadas pode indicar um efeito depressor, que parece ser tardio e não permanente. Portanto, as espécies vegetais estudadas podem ser reconhecidas como fonte de antioxidantes naturais e tem uso prospectivo na medicina preventiva contra doenças relacionadas ao estresse oxidativo, mas seu uso popular deve ser feito com cautela até que uma maior investigação em relação ao perfil toxicológico dos extratos seja realizada.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Pampa Biome has a great biodiversity of plants, among them the Family Malvaceae. Despite the medicinal use of many of these plants, studies on the biological activity of these are still very scarce. This is the case of the plant known as "erva de ovelha", which is traditionally used in therapy against prostate cancer, used as tea and prepared from two species of the genus Pavonia, highlighting the Pavonia xanthogloea. Therefore, this study aimed to identify bioactive compounds in the extract and five fractions of P. xanthogloea, evaluating their antioxidant and antitumor action in the lineage of prostate cancer DU145. Additionally, the potential cytotoxic effect via pharmacogenetic studies on human red blood cells (RBCs) bearers of different genotypes of the polymorphism found in the gene of the enzyme superoxide dismutase manganese dependent (Ala16Val-SOD2). These RBCs afterwards were exposed to extract and fractions of P. xanthogloea. The results were arranged and shown as three scientific papers. Manuscript 1: The chemical composition of the extract and fractions (ethyl acetate, hexane, n-butanol, aqueous and dichloromethane) was determined by liquid chromatography of high efficiency. The antioxidant activity was determined by DPPH assay. The antioxidant activity and the cytotoxicity evaluated by exposure of human lymphocytes exposed to different concentrations of extract/fractions with and without sodium nitroprusside and H2O2. Tiliroside was found in all extracts. The aqueous and ethyl acetate fractions showed high antioxidant capacity. The crude extract (ethanol) and hexane, n-butanol and aqueous fractions reverts the ROS levels generated by H2O2. The crude extract and hexane, ethyl acetate and n-butanol fractions do not cause cytotoxicity. The aqueous fraction was cytotoxic at concentration of 300 μg/mL. The reversal of the cytotoxicity caused by SNP was dependent on the concentration and extract/fraction. The dichloromethane fraction was cytotoxic at all concentrations. The results suggest potential medicinal use of this species. Manuscript 2: The study evaluated in vitro the hemolytic effect of chelerythrine (CHE), alkaloid extracted from Zanthoxylum rhoifolium, and the possible pharmacogenetic influence of SOD2-Ala16Val in RBCs. The CHE inhibits protein kinase C activity decreasing the RBCs deformation and causing oxidative stress. Blood was collected from healthy subjects previously genotyped for the polymorphism Ala16Val-SOD2. The CHE was incubated with RBCs (1 × 109 cell/mL) at concentrations 0.1 μM, 2 μM and 8 μM. Pharmacogenetic effect was evaluated through spectrophotometric analysis of indicators of oxidative stress, lipid peroxidation, catalase, advanced oxidation protein products (AOPP) and nitrate/nitrite (NOx), and hemolysis. The RBCs were maintained under controlled conditions. The response to treatment with CHE was genotype dependent and AA RBCs were more sensitive than VV. The SOD2 plays an important role in erythropoiesis and causes an impact on the quality of RBC. Therefore, the results presented here suggest toxicogenetic influence of SOD2 in hemolytic assay using human cells. Manuscript 3: To evaluate the antitumor effect viability assays of (24 hour exposure) and cell proliferation (72 hour exposure) were performed by MTT assay and spectrophotometric analisys. The pharmacogenetic effect through the hemolysis assay by spectrophotometry. Blood was collected from healthy subjects previously genotyped for the polymorphism Ala16Val-SOD2. Both erythrocytes and tumor cells were grown under controlled conditions. Study the pattern of hemolysis associated with different genotypes of the polymorphism Ala16Val-SOD2 suggests pharmacogenetic effect. When hemolysis assay was performed for different concentrations of extract and fractions of P. xanthogloea the anti-hemolytic protective effect observed was independent of the gene SOD2. Cytotoxic and antiproliferative activity was observed in the cell lineage of prostate cancer DU145 was dependent on the type of extract/fraction and concentration, highlighting n-butanol fraction that showed strong antiproliferative activity. These results showed great similarity to antitumor activity of doxorubicin chemotherapeutic and also seem to be associated with tiliroside isolated from P. xanthogloea. The overall results match with the popular use of P. xanthogloea regarding the prostate cancer therapy. However, further investigations should be performed to evaluate the antitumor action mechanisms of P. xanthogloea. / O Bioma Pampa possui uma grande biodiversidade de plantas, entre as quais as da Família Malvaceae. Apesar do uso medicinal de muitas destas plantas, estudos sobre a atividade biológica das mesmas ainda são muito escassos. Este é o caso da planta conhecida como erva de ovelha , que é tradicionalmente utilizada na terapia contra o câncer de próstata, na forma de chá e preparado a partir de duas espécies do gênero Pavonia, com destaque a Pavonia xanthogloea. Portanto, o presente estudo teve como objetivo principal identificar compostos bioativos do extrato e cinco frações de P. xanthogloea, avaliando a sua ação antioxidante e antitumoral na linhagem de câncer de próstata DU145. Adicionalmente, o potencial efeito citotóxico via estudos farmacogenéticos em células sanguíneas vermelhas (RBCs) humanas, portadoras de diferentes genótipos do polimorfismo encontrado no gene da enzima superóxido dismutase dependente de manganês (Ala16Val-SOD2). Estas RBCs posteriormente foram expostas ao extrato e frações da P. xanthogloea. Os resultados obtidos foram organizados e apresentados sob a forma de três artigos científicos. Manuscrito 1: A composição química do extrato e frações (acetato de etila, n-butanol, hexano, aquosa e diclorometano) foi determinada por cromatografia de líquida de alta eficiência. A capacidade antioxidante foi determinada pelo ensaio do DPPH. A atividade antioxidante e a citotoxicidade avaliada através da exposição de linfócitos humanos expostos a diferentes concentrações de extrato/frações com e sem nitroprussiato sódico e H2O2. O tilirosídeo foi encontrado em todos os extratos. As frações aquosa e acetato de etila mostraram alta capacidade antioxidaente. O extrato bruto (etanólico) e frações hexano, aquosa e n-butanol revertem os níveis de ROS gerados pelo H2O2. O extrato bruto e frações hexano, acetato de etila e n-butanol não causam citotoxidade. A fração aquosa foi citotóxica na concentração de 300 μg/mL. A reversão da citotoxicidade causada pelo SNP foi dependente do extrato/fração e da concentração. A fração diclorometano foi citotóxica em todas as concentrações. O resultado sugere potencial uso medicinal desta espécie. Manuscrito 2: O estudo avaliou in vitro o efeito hemolítico da Queleritrina (CHE), alcaloide extraído da Zanthoxylum rhoifolium, e da possível influência farmacogenética da SOD2-Ala16Val em RBCs. A CHE inibe a atividade da proteina quinase C diminuindo a deformação das RBCs e causando estresse oxidativo. O sangue foi coletado de sujeitos saudáveis, previamente genotipados para o polimorfismo Ala16Val-SOD2. A CHE foi incubada com RBCs (1 × 109 cell/mL) nas concentrações 0.1 μM, 2 μM and 8 μM. O efeito farmacogenético foi avaliado através de análises espectrofotométricas de indicadores do estresse oxidativo, lipoperoxidação, catalase, produtos avançados da oxidação de proteínas (AOPP) e nitrato/nitrito (NOx), e hemólise. As RBCs foram mantidas em condições controladas. A resposta ao tratamento com CHE foi genótipo dependente e, RBCs AA foram mais sensíveis que as VV. A SOD2 tem um importante papel na eritropoiese e causa impacto na qualidade das RBC. Portanto, os resultados aqui apresentados sugerem influência toxicogenética de SOD2 em ensaio hemolítico utilizando células humanas. Manuscrito 3: Para avaliar o efeito antitumoral foram feitos ensaios de viabilidade (24 horas de exposição) e proliferação celular (72 horas de exposição) e análise espectrofotométrica pelo ensaio MTT. O efeito farmacogenético através do ensaio de hemólise, por espectrofotometria. O sangue foi coletado de sujeitos saudáveis, previamente genotipados para o polimorfismo Ala16Val-SOD2. Tanto os eritrócitos quanto as células tumorais foram cultivadas em condições controladas. O estudo do padrão de hemólise associado aos diferentes genótipos do polimorfismo Ala16Val-SOD2 sugere efeito farmacogenético. Quando foi realizado ensaio de hemólise para diferentes concentrações do extrato e frações de P. xanthogloea o efeito anti-hemolítico protetor observado foi independente do gene da SOD2. Atividade citotóxica e antiproliferativa observada na linhagem celular de câncer de próstata DU145 foi dependente do tipo de extrato/fração e concentração, com destaque a fração butanol que apresentou intensa atividade antiproliferativa. Estes resultados apresentaram grande similaridade a atividade antitumoral do quimioterápico doxirrubicina e também parecem estar associados ao tilirosídeo, isolado da P. xanthogloea. O conjunto dos resultados condizem com o uso popular da P. xanthogloea em relação a terapia do câncer de próstata. Entretanto, investigações complementares devem ser feitas para avaliar os mecanismos de ação antitumorais da P. xanthogloea.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-09T16:30:11Z No. of bitstreams: 1 PGCA16MA203.pdf: 927094 bytes, checksum: ed95c2a7a51b51406194ad3ba5a5d585 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T16:30:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCA16MA203.pdf: 927094 bytes, checksum: ed95c2a7a51b51406194ad3ba5a5d585 (MD5) Previous issue date: 2016-07-04 / Capes / The Magellanic penguin (Spheniscus magellanicus), considered as Near Threatened by the International Union of Conservation of Nature (IUCN), is an annual visitor of Southern Brazil’s coastal waters during their natural austral winter migration. Due to growing anthropogenic threats, an increasing number of debilitated juvenile individuals is rescued in the coast of Santa Catarina and taken to rehabilitation centers to be clinically treated and evaluated for re-introduction. This constitutes an essential step for this species conservation, allowing rescued groups a safe return to their breeding colonies, in South Argentina. Biochemical analysis is an important tool to assist in the health evaluation and disease diagnostics of wild birds because the clinical signs in these animals are often inexpressive. A field manual compiled by Brazilian environmental and marine authorities in 2010 proposed standardizing the diagnostic methods applied in penguin rehabilitation facilities. These guidelines recommend plasma with heparin or ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) for hematology and serum for biochemistry analysis. In this work we tested the viability of plasma for biochemistry analysis in an attempt to minimize blood sampling volume and material, favoring a faster recovery and maximizing resources. The samples of serum and 14 plasma with two anticoagulants, EDTA 3% and sodium heparin, were obtained from 34 rescued penguins considered for re-introduction evaluation at the Wild Animal Screening Center (CETAS) of Florianópolis. Fifteen biochemical analytes were determined at the laboratory of Clinical Pathology in the Agro-Veterinary Sciences Center of the University of the State of Santa Catarina (LPC-CAV-UDESC), namely: uric acid (ACU), albumin (ALB), alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), cholesterol (CHOL), creatine kinase (CK), alkaline phosphatase (FA), gamma-glutamyl transpeptidase (GGT), glucose (GLU), globulins, lactate dehydrogenase (LDH), total proteins (PT), triglycerides (TG), urea (UR) and free hemoglobin (HB). Hemolysis was assessed by two different methods; and sample values outside of referenced HB limits, proposed by either the reagent manufacturer or previous avian biochemistry studies, were excluded. Results showed that EDTA was less efficient than heparin in minimizing in-vitro hemolysis. Statistical differences between serum and plasma samples were fewer in heparinized samples. All mean values of heparinized plasma samples from healthy individuals fell within AZA (Association of Zoos and Aquariums) reference intervals, in contrast to serum and plasma with EDTA. As a conclusion, we verified that for the adopted methodology, despite some limitations in albumin and triglycerides measurement, heparinized plasma, unlike plasma/EDTA, is a reliable sample in determining most analytes evaluated in Magellanic penguins during rehabilitation / O pinguim-de-Magalhães (Spheniscus magellanicus), animal considerado como Quase Ameaçado pela União Internacional para Conservação da Natureza (IUCN), visita anualmente as águas costeiras do Sul do Brasil durante a sua migração natural de inverno. Devido às crescentes ameaças antropogênicas, tem aumentado o número de indivíduos juvenis debilitados que são resgatados na costa de Santa Catarina e levados para centros de reabilitação para serem clinicamente tratados e avaliados para soltura. Este pensa-se ser um importante passo na conservação desta espécie, permitindo aos grupos resgatados um retorno seguro às suas colónias de reprodução, no sul da Argentina. A bioquímica clinica é uma importante ferramenta no diagnóstico laboratorial para auxiliar na avaliação da saúde de aves selvagens, uma vez que os sinais clínicos nestes animais são muitas vezes pouco expressivos. Em 2010, as autoridades ambientais e marinhas brasileiras compilaram um manual de campo propondo a padronização dos métodos de diagnóstico a aplicar em centros de reabilitação de pinguins, com vista a melhorar o sucesso na sua reintrodução. Estas diretrizes recomendam o plasma com heparina ou ácido 10 etilenodiaminotetracético (EDTA) para a hematologia e o soro para a análise bioquímica. No presente trabalho pesquisou-se a viabilidade da utilização de plasma na análise bioquímica, no sentido de tentar minimizar o volume de sangue amostrado e material dispendido, favorecendo uma recuperação mais rápida e maximizando recursos. Recolheram-se amostras de soro e plasma com dois anticoagulantes, EDTA 3% e heparina de sódio, de 34 pinguins resgatados e em estágio de avaliação para reintrodução no Centro de Triagem de Animais Selvagens (CETAS) de Florianópolis. Os valores de 15 analitos bioquímicos foram determinados no laboratório de Patologia Clínica do Centro de Ciências Agroveterinárias da Universidade do Estado de Santa Catarina (LPC-CAV-UDESC), nomeadamente: Ácido Úrico (ACU), Albumina (ALB), Alanina Aminotransferase (ALT), Aspartato Aminotransferase (AST), Colesterol (CHOL), Creatinaquinase (CK), Fosfatase Alcalina (FA), Gamma Glutamiltransferase (GGT), Glicose (GLU), Globulinas, Lactato Desidrogenase (LDH), Proteinas totais (PT), Triglicérides (TG), Ureia (UR), e hemoglobina livre (HB). A hemólise foi avaliada por dois métodos diferentes e excluíram-se os valores das amostras localizados fora dos limites de HB de referência propostos quer pelo fabricante do reagente ou por estudos anteriores sobre a influência da hemólise na bioquímica de aves. Os resultados mostraram que o EDTA foi menos eficiente do que a heparina na minimização da hemólise in vitro. Encontrou-se um menor número de diferenças significativas entre amostras de soro e plasma heparinizado. Todos os valores médios de indivíduos saudáveis medidos no plasma heparinizado situaram-se nos intervalos de referência da Associação de Zoológicos e Aquários (AZA), em contraste com o soro e 11 o plasma com EDTA. Como conclusão, verificou-se que, para a metodologia adotada, apesar de algumas limitações na medição de albumina e triglicérides, o plasma heparinizado, ao contrário do plasma com EDTA, é uma amostra confiável na determinação da maioria dos analitos avaliados em pinguins-de-Magalhães de reabilitação

Sickle cell anemia (SCA), homozygous form of sickle cell disease, is the most common hereditary hemoglobinopathy, characterized by the production of abnormal hemoglobin (HbS) which, in deoxygenated state, deforms and hardens the red cells with multisystemic manifestations. The clinical complications can be grouped in two subphenotypes: vasculopathy and viscosity-vaso-occlusion. Vasculopathy is associated to hemolysis intensity and contributes to chronic dysfunction of several organs, with endothelial participation. Endothelial dysfunction is associated to hemolysis laboratory markers (hemoglobin level, reticulocyte count, lactate dehydrogenase and bilirubin levels) and can manifest as abnormal vascular reactivity in visceral, peripheral and central blood flow studies, assessed by Doppler ultrasound. The aim of this study was to investigate the arterial vascular resistance state in the kidneys, lower limbs and orbits by means of dopplervelocimetry in SCA patients, and its relationship with hemolysis biomarkers. Two groups were examined in this cross-sectional study. One group consisted of 71 outpatients with SCA; the other group was a control group, consisting of 32 age- and sex-matched, apparently healthy subjects. All participants were assessed by means of Doppler ultrasound and laboratory tests. All biomarkers were abnormal in the SCA patients compared with the control subjects (p < 0.0001). Doppler sonography evaluation revealed altered velocities and elevated resistance indices RI (resistive index) and PI (pulsatility index) in SCA group compared to control group (p < 0.0001). The relationship analysis between hemolysis biomarkers and vascular resistance indices showed significant association. In the kidneys, strong inverse correlation was observed between hemoglobin level and RI and PI in all arteries; moderate direct correlation was detected between lactate dehydrogenase and the resistance indices in segmental arteries. In the lower limbs, moderate direct correlation was observed between reticulocyte count and peak systolic velocity (PSV) in the anterior tibial and posterior tibial arteries; strong inverse correlation was detected between hemoglobin and PSV in all arteries. In orbits, moderate direct correlation was found between reticulocyte count and resistance indices in ophthalmic artery; and strong inverse correlation was observed between hemoglobin and RI and PI in the central retinal artery. This research demonstrated that arterial vascular resistance in the kidneys, lower limbs and orbits, assessed by means of Doppler ultrasound, is elevated in SCA patients, and shows moderate to strong correlation with hemolysis biomarkers. / Anemia falciforme (AF), forma homozigótica da doença falciforme, é uma das hemoglobinopatias hereditárias mais comuns, caracterizada pela produção de hemoglobina anormal (HbS) que, no estado desoxigenado, deforma e enrijece as hemácias, promovendo manifestações multissistêmicas. As complicações clínicas podem ser agrupadas em dois subfenótipos: vasculopatia e viscosidade-vaso-oclusão. A vasculopatia está associada à intensidade da hemólise e contribui para a disfunção crônica de diversos órgãos, com a participação do endotélio. A disfunção endotelial está associada a marcadores laboratoriais de hemólise (hemoglobina, contagem de reticulócitos, desidrogenase láctica e bilirrubinas) e pode manifestar-se como reatividade vascular anormal em estudos de fluxo sanguíneo visceral, periférico e central, avaliado por ultrassonografia Doppler. O objetivo deste trabalho foi investigar o estado de resistência vascular arterial nos rins, membros inferiores e órbitas por meio de dopplervelocimetria em portadores de AF, e sua relação com biomarcadores de hemólise. Dois grupos foram examinados neste estudo transversal. Um grupo consistiu de 71 pacientes portadores de AF; o outro, controle, formado por 32 sujeitos saudáveis, pareados por gênero e idade. Todos os participantes foram avaliados por meio de ultrassonografia Doppler e de testes laboratoriais. Todos os biomarcadores foram anormais nos portadores de AF em comparação aos controles (p < 0,0001). A avaliação dopplerfluxométrica evidenciou velocidades alteradas e índices de resistência vascular IR (índice de resistência) e IP (índice de pulsatilidade) elevados no grupo AF em relação ao grupo controle (p < 0,0001). A análise da relação entre os marcadores de hemólise e os índices de resistência vascular mostrou associação significativa. Nos rins, forte correlação inversa foi observada entre nível de hemoglobina e IR e IP em todas as artérias; moderada correlação direta foi encontrada entre desidrogenase láctica e os índices de resistência nas artérias segmentares. Nos membros inferiores, moderada correlação direta foi detectada entre contagem de reticulócitos e velocidade de pico sistólico nas artérias tibial anterior e tibial posterior; forte correlação inversa foi observada entre hemoglobina e velocidade de pico sistólico em todas as artérias. Nas órbitas, moderada correlação direta foi encontrada entre contagem de reticulócitos e os índices de resistência na artéria oftálmica; e forte correlação inversa foi detectada entre hemoglobina e IR e IP na artéria central da retina. O trabalho demonstrou que a resistência vascular arterial dos rins, membros inferiores e órbitas, aferida por meio de dopplervelocimetria, é elevada em portadores de AF, com moderada a forte correlação com os biomarcadores de hemólise.

O presente estudo apresenta o desenvolvimento de uma Bomba de Sangue Ápico Aórtica (BSAA) para uso como dispositivo de assistência ventricular esquerda. A BSAA é um dispositivo que já se encontrava em desenvolvimento antes do início deste trabalho e o ponto de partida deste estudo foi a realização de ensaios In Vivo. Os ensaios In Vivo foram realizados em porcos (Landrace, sem gênero definido e massa de 45 a 90 Kg) o tempo de pós-operatório programado foi de 6 horas. Ao total foram realizados 7 experimentos, sendo que um dos experimentos não foi incluso na análise dos resultados devido a complicações na cirurgia. Em três experimentos, as 6 horas de pós-operatório foram cumpridas, em 1 experimento, o animal veio a óbito após 5h30 e em dois experimentos o animal veio a óbito antes da BSAA entrar em uso. Através dos ensaios In Vivo, foi possível implementar diversas melhorias no dispositivo, principalmente no sistema de conexão das cânulas. Foi realizado um ensaio para determinar a geometria de topo da cânula de entrada, mostrando que o modelo com cânula tubular simples é o mais adequado. Em um ensaio de durabilidade foram observadas duas falhas: o desacoplamento do rotor por desgaste do pivô inferior do mancal e uma fratura no eixo do mancal. A fratura no eixo foi analisada por uma simulação computacional. Foi proposta uma modificação no eixo do mancal para eliminar uma região com acúmulo de tensões. Para solucionar o degaste do pivô inferior foi proposta uma modificação na topologia do estator que, deixando de ser axial e se tornando radial. Para verificar o efeito do estator radial na redução do desgaste no mancal foi realizado um ensaio de desgaste, este ensaio mostrou a influência da carga no mancal em relação ao desgaste e serviu para fundamentar a implementação do estator radial. O protótipo da BSAA com estator radial foi construído. Neste modelo, foi possível reduzir o tamanho do dispositivo. Os resultados do ensaio para determinar o Índice Normalizado de Hemólise (INH) do modelo com estator radial mostraram que um INH clinicamente satisfatório. O estudo do desempenho hidrodinâmico do modelo com estator radial mostrou que o dispositivo é capaz de gerar pressão e fluxo para seu uso na assistência ventricular esquerda. Os resultados deste trabalho permitiram aprofundar o conhecimento sobre o desempenho da BSAA em condições reais de uso, possibilitando a melhoria do dispositivo e redução do desgaste visando seu uso em terapias de longo prazo. / This study presents the development of an Apico-Aortic Blood Pump (AABP) a left ventricle assist device. AABP is a device that was already in development before the beginning of this research and the starting point were Acute In Vivo experiments. The In Vivo experiments were performed in pigs (Landrace, gender not defined and weight 45 to 90 Kg), post operatory time was 6 hours. 7 experiments were performed and one of them was not included in the data analysis due to complications in the surgical procedure that lead to animal\'s early death and thus its exclusion. In 3 experiments, the 6 hours of post operatory were achieved, in one experiment the animal died after 5h30 minutes and in two experiments, the animal died before AAPB implantation. These In Vivo experiments allowed AAPB improvement mainly in the connection system. A study to select the edge geometry of the inlet cannulae was performed, the results appointed that a tube shape cannulae model would be more appropriated for the device ease implantation. In the durability test two failures occurred: rotor decoupling due to wear in the lower pivot of the bearing system and a fracture in the bearing axis. The fracture in the bearing axis was further studied by computer simulation, which results lead to a modification in the axis geometry to eliminate a region with accumulated tension. To solve wear problem in the lower pivot, a stator topology modification was explored, AABP\'s stator would became radial instead of axial as it was in the original model. In order to verify the effect of the radial stator in reducing wear on the lower pivot, a wear test was performed. In this test, the influence of load on the wear production rate was observed and the results appointed that reducing the load would reduce the wear. These results were the basis for stator change to the radial topology. An AAPB prototype with the radial stator was constructed and this model had lower dimensions than the original model with axial stator. Normalized Index of Hemolysis (NIH) obtained with the prototype with the radial stator was in the clinically satisfactory limit. Hydrodynamic performance of the model with the radial stator indicated that this device could provide pressure and flow for its use as a left ventricle assist device. Results from this thesis allowed a deeper knowledge from AABP performance in real use conditions, which lead to the improvement of the device and through this study was possible to know and implement features aiming to enhance AAPB\'s durability for its use in long-term therapies.

Um modelo de bomba centrífuga de sangue, denominado Dispositivo de Suporte Circulatório Temporário (DSCT), foi desenvolvido para utilização como ponte para decisão e/ou ponte para recuperação. Durante o seu desenvolvimento, foi utilizada a proporção áurea para cálculos das medidas dos componentes. Baseando-se nas condições de uso, foi desenvolvido um modelo de DSCT com cone externo, base externa, sistema de mancal e rotor. Com o uso da espiral áurea, foi possível desenvolver três diferentes modelos de aletas para o rotor, denominadas como aleta reta (rotor 1), aleta curvada (rotor 2) e aleta mais curvada (rotor 3). Foram realizados testes In Vitro de desempenho hidrodinâmico e de hemólise. Para avaliar o desempenho hidrodinâmico, foi utilizado um circuito de teste fechado e os dados de pressão, fluxo e rotação foram registrados. Curvas foram geradas mostrando pressão e fluxo (?P x F) para diferentes rotações, comparando os três protótipos. Os três modelos de rotores apresentaram desempenho hidrodinâmicos semelhantes em baixas rotações e os rotores 1 e 3 apresentaram um melhor desempenho para todas as outras rotações. Para avaliar a hemólise foi utilizado um circuito fechado padronizado pelas normas ASTM F1830 e F1841, com sangue bovino, fluxo de 5 L/min e pressão de 100 mmHg e, posteriormente, calculados os valores do Índice Normalizado de Hemólise (INH). Os resultados obtidos de INH mostraram que o DSCT com rotor 3, aletas com curvas mais acentuadas, obteve o menor valor de hemólise, INH = 0,00332 ± 0,00136 g/100L, considerado excelente para esta aplicação, contra os valores de INH = 0,03951 ± 0,03031 g/100L para o rotor 1 e INH = 0,05115 ± 0,03147 g/100L para o rotor 2. Considerando os resultados de hemólise obtidos, pode-se concluir que o modelo de dispositivo de suporte circulatório utilizando o rotor tipo 3, com aletas mais curvadas, apresentou resultado mais favorável e sendo o mais indicado. As próximas etapas do desenvolvimento estão sendo preparadas, como visualização do comportamento do fluxo e ensaios In Vivo. / A new model of centrifugal blood pump, a temporary circulatory support device (TCSD), has been developed and tested to be used as bridge to decision or bridge to recovery. During TCSD development, golden ration was utilized to calculate mechanical component dimensions. Based on conditions of use, a TCSD has been developed with external housing, bearing system and impeller. Three impellers with different blade curvatures were created: straight blades (rotor 1), low curvature blades (rotor 2) and high curvature blades (rotor 3). Two comparative In Vitro tests were conducted: hydrodynamic performance and hemolysis test. A mock loop system was used for hydrodynamic performance test and pressure, flow and rotational speed were recorded. Curves showing total pressure head versus flow (?PxF) were obtained at different rotational speeds, comparing all three rotors. Results showed similar hydrodynamic performance for low speeds. However, rotor 1 and rotor 3 showed better hydrodynamic performance for high speeds. Standardized closed circuitry (ASTM F1830 and F1841) was used to evaluate hemolysis, filled with bovine blood. Flow was 5 l/min against total pressure head of 100 mmHg. Normalized Index Hemolysis (NIH) was calculated. Hemolysis tests showed better NIH for rotor 3, NIH = 0.00332±0.00136 g/100L (lower than excellent result found in literature) against values of NIH = 0.03951±0.03031 g/100L for rotor 1 and NIH = 0.05115±0.03147 g/100L for rotor 2. With those results, we conclude that, for this model TCSD, the rotor 3 with high curvature blades is indicated. Thereby, future stages of development such as flow visualization and In Vivo trials are being prepared.

Hemólise intravascular, causada pelo envenenamento por aranhas Loxosceles, é dependente da ação da esfingomielinase D, toxina do veneno que se liga à membrana dos eritrócitos e ativa proteases responsáveis pela clivagem de glicoforinas, tornando as células sensíveis à ação lítica do Sistema Complemento autólogo. O objetivo do estudo foi identificar possíveis proteases envolvidas nesse processo. A toxina foi expressa, purificada e apresentou suas funções biológicas ativas. O tratamento de eritrócitos humanos com a toxina removeu glicoforinas da membrana, não teve ação sobre Kell, CD59, DAF e CR1 e induziu a deposição de C1q, C3, C4, C5b-9, fator B e properdina. O pré-tratamento das células com os inibidores galardina, bestatina e fenantrolina reduziu a hemólise dependente de complemento autólogo. A ativação de proteases das membranas sobre o substrato fluorescente Abz-FRSSR-EDDnp, induzida pela toxina, foi prevenida por PMSF, simvastatina e fenantrolina, sugerindo o envolvimento de metalo- e serinoproteases no modelo de hemólise dependente de complemento estudado. / Intravascular hemolysis caused by poisoning by spiders Loxosceles, is dependent on the sphingomyelinase D action, a toxin that binds to the erythrocytes membrane and activates proteases responsible for the glycophorins cleavage, rendering the cells sensitive to the lytic action of the autologous complement system. This study aimed to identify possible membrane proteases involved in this process. The toxin was expressed, purified and showed to be functionally active. Treatment of human erythrocytes with the toxin caused the removal of the membrane glycophorins, but did not act on Kell, CD59, DAF and CR1 and induced deposition of C1q, C3, C4, C5b-9, factor B and properdin. Pretreatment of cells with inhibitors galardin, phenanthroline and bestatin reduced the complement-dependent hemolysis. The action of membrane proteases upon the fluorescent substrate Abz-FRSSR-EDDnp, induced by the toxin, was prevented by PMSF, simvastatin, and phenanthroline, suggesting the involvement of metallo- and serine proteases in this complement-dependent hemolysis model.

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / This work aimed the preparation of novel nanocapsules and nanoemulsions based on pracaxy oil loaded with ubiquinone. For nanocapsules, poly(-caprolactone) (PCL) or Eudragit® EPO were employed in the preparation. For comparison purposes, nanospheres containing ubiquinone were prepared with both polymers. The methods employed to prepare these formulations were spontaneous emulsification (nanoemulsions), nanoprecipitation (nanospheres) and interfacial deposition of pre-formed polymer (nanocapsules). An analytical method was validated to the assay of ubiquinone-loaded systems and it was considered specific, linear, precise and accurate. After preparation, the nanostructured systems were characterized regarding particle size, polydispersity index, zeta potential, pH, as well as ubiquinone content and encapsulation efficiency. PCL-nanocapsules presented larger diameters (261 nm), which demonstrates the influence of both oil and polymer in the formulation. Nanocapsules containing the lowest amount of oil (0.15 g) presented polydispersity index more suitable. Zeta potential values of both nanoemulsions (-18 mV) and PCL-nanoparticles (-12 to -21 mV) were negatives, due to the presence of fatty acids in the pracaxy oil and due to the negative density of charge of PCL, respectively. Nanocapsules and nanospheres formulated with Eudragit ® EPO showed positives values of zeta potential (+25 to +45 mV), because of the cationic nature of this polymer. The pH values were slightly acidic for both nanoemulsions and PCL-nanostructures, while the Eudragit® EPO formulations presented pH close to the neutrality, about 7.5. Ubiquinone content of the nanostructured systems was close to the theoretical value, 1.0 mg/mL and the encapsulation efficiency was about 100%. Photodegradation studies showed that nanostructures were able to provide protection to the encapsulated ubiquinone in relation to free-ubiquinone (ethanolic solution), after 4h of exposition to UVC radiation and this protection was more pronounced for nanocapsules and nanoemulsions. The drug degradation followed a first order kinetic for all the systems studied, while the ethanolic solution of ubiquinone fitted better to the second order equation. The stability study of the formulations demonstrated that the systems were instable when stored for 90 days at 40 ± 2ºC e UR 75 ± 5%, especially Eudragit® EPO-nanocapsules, however, when they were stored at room temperature, the formulations appeared to be stable, keeping the initial physico-chemical characteristics. By performing a semi-quantitative hemolysis test, it was demonstrated the hemocompatibility of PCL nanocapsules. The MTT test was used to evaluate the cytotoxicity, and it was verified that free ubiquinone and pracaxi oil were capable to reduce cellular viability in rat glioma (C6) and breast cancer cells (MCF-7) after 48h of incubation, comparing to the control (DMEM). Besides, this cytotoxic potential was more pronounced when the cells were treated with PCL nanocapsules. In this way, the nanocarriers developed are promising systems for vectorization, stabilization and to study therapeutic potentials of ubiquinone. / Este trabalho objetivou a preparação inédita de nanocápsulas e nanoemulsões à base de óleo de pracaxi contendo ubiquinona. Para as nanocápsulas, a poli(-caprolactona) (PCL) ou o Eudragit® EPO foram usados na preparação. Comparativamente, nanoesferas contendo ubiquinona foram preparadas com ambos os polímeros. Como método de preparo utilizou-se a emulsificação espontânea (nanoemulsões), a nanoprecipitação (nanoesferas) e a deposição interfacial de polímero pré-formado (nanocápsulas). A metodologia analítica para quantificação da ubiquinona nos sistemas foi validada, sendo o método considerado seletivo, linear, preciso e exato. Após a preparação, os sistemas nanoestruturados foram caracterizados quanto ao diâmetro médio de gotícula/partícula, índice de polidispersão, potencial zeta e pH, bem como teor e eficiência de encapsulamento da ubiquinona. As nanocápsulas de PCL apresentaram os maiores diâmetros (261 nm), demonstrando a influência da presença do óleo e do polímero na formulação, sendo que índices de polidispersão mais adequados foram obtidos nas dispersões contendo menor concentração de óleo de pracaxi (0,15g). Os valores de potencial zeta tanto das nanoemulsões (-18 mV) quanto das nanopartículas (-12 a -21 mV) de PCL foram negativos, devido à presença de ácidos graxos no óleo de pracaxi e pela densidade de carga negativa da PCL, respectivamente. As nanocápsulas e nanoesferas de Eudragit® EPO apresentaram potencial zeta positivo (+25 a +45 mV), pois este polímero é catiônico. Tanto para as nanoemulsões quanto para as nanoestruturas à base de PCL os valores de pH foram levemente ácidos, enquanto que para as formulações de Eudragit® EPO as médias foram mais próximas da neutralidade, em torno de 7,5. O teor de ubiquinona nos sistemas nanoestruturados foi próximo ao teórico, 1,0 mg/mL (com exceção das nanoesferas de Eudragit® EPO) e a eficiência de encapsulamento do fármaco nos sistemas foi de aproximadamente 100%. Estudos de fotodegradação demonstraram que as nanoestruturas foram capazes de promover proteção à ubiquinona encapsulada em comparação ao fármaco livre (solução etanólica) após 4h de exposição à radiação UVC, sendo esta proteção mais acentuada nas nanocápsulas com ambos os polímeros e na nanoemulsão. A cinética de degradação do fármaco em todos os sistemas nanoestruturados estudados foi de primeira ordem, enquanto que para a solução etanólica de ubiquinona a reação de segunda ordem foi a que proporcionou o melhor ajuste. O estudo de estabilidade das formulações por 90 dias demonstrou que os sistemas foram instáveis quando armazenados a 40 ± 2ºC e UR 75 ± 5%, em especial a nanocápsula de Eudragit ®EPO. Entretanto, quando armazenados à temperatura ambiente, as formulações foram estáveis, conservando as características físico-químicas iniciais. Através de um teste de hemólise semi-quantitativo preliminar, foi demonstrada a compatibilidade das nanocápsulas de PCL com os eritrócitos humanos. Utilizando-se o método do MTT para avaliação da citotoxicidade, verificou-se que a ubiquinona livre e o óleo de pracaxi diminuíram o número de células viáveis das linhagens C6 e MCF-7, em comparação ao controle, sendo este potencial citotóxico ainda mais pronunciado quando se utilizou as nanocápsulas de PCL. Desta forma, os nanocarreadores desenvolvidos são sistemas promissores para a veiculação, estabilização e para se explorar as potencialidades terapêuticas da ubiquinona.