One of the major limitations on research into the control of eukaryotic DNA replication has been the lack of any cell-free system that initiates DNA replication in vitro. The first part of the disseration describes the establishment of a eukaryotic system, derived from the activated eggs of the South African clawed toad, Xenopus laevis, that efficiently initiates and completes DNA replication in vitro. Using a variety of biochemical techniques I show that DNA added to the extract in the form of sperm nuclei is efficiently replicated over a period of 4 - 6 hours. Replication of nuclear DNA represents a single round of semiconservative, semidiscon-tinuous replication. The extract will also replicate naked DNA incubated in it, regardless of sequence, though less efficiently than nuclear templates. This is probably related to the unusual ability of the egg extract to assemble apparently normal interphase nuclei from any DNA molecule incubated in it Evidence is presented that initiation, rather than chain elongation, is the rate-limiting step for replication in vitro. In this and in other ways the cell-free system behaves as though it were an early embryo blocked in a single cell cycle. The second part of the dissertation describes experiments that examine the control of DNA replication in the extract The first set of experiments suggest that on replication, DNA is marked in some way so that it can no longer act as a substrate for further initiation. This provides a mechanism by which the template DNA is replicated precisely once per incubation in vitro (or per cell cycle in vivo). The second set of experiments investigate the relationship between nuclear assembly and the initiation of DNA replication in vitro. A novel method for quantifying DNA replication in intact nuclei using the nucleotide analogue biotin-11-dUTP is described. This technique reveals that although they are in the common cytoplasm of the egg extract, different nuclei start to replicate at different times. Entry into S-phase is characterised by a burst of many synchronous or near-synchronous initiations within individual nuclei. This means that nuclei act as independent and integrated units of replication in the cell-free system, and suggests a fundamental role for nuclear assembly in controlling DNA replication in vitro.

Para que um produto de aplicação tópica apresente o efeito terapêutico é necessário que o fármaco seja liberado de seu veículo e atravesse a barreira do estrato córneo, atingindo seus sítios de ação nas camadas da pele nas quais o efeito é esperado. Os estudos de penetração cutânea in vitro, utilizando células de difusão de Franz modificadas, podem fornecer resultados úteis quanto à eficácia do produto. As dermatofitoses são micoses superficiais. São manifestações crônicas e resistentes ao tratamento, fato que se explica não só em decorrência da própria natureza destas afecções como também devido à baixa penetração de fármacos antimicóticos na pele. Dentre os antifúngicos disponíveis na terapêutica, ciclopirox olamina é uma substância que tem demonstrado elevada eficácia no tratamento de dermatofitoses. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver formulações de uso tópico contendo 0,5% de ciclopirox olamina e avaliar a performance dessas formulações. Foi possível obter formulações estáveis fisicamente, contendo promotores de penetração cutânea. O sistema de amostragem automática utilizado para realização dos experimentos foi qualificado e apresentou-se em condições adequadas. / In order to present the pharmacological effect, a topical product must release the pharmaceutical active ingredient from its vehicle and this active must pass through the stratum corneum barrier, reaching the target layer of the skin, where its effect is desired. In vitro skin penetration studies, using modified diffusion Franz cells, can provide useful results regarding the product efficacy. Dermatophytosis is superficial mycosis resistant to treatment due to the disease nature and also to the low penetration profile of the antifungals into the skin. Among the antifungals available in the therapeutic arsenal, ciclopirox olamine has demonstrated a high efficacy in the treatment of dermatophytosis. The objectives of the present work were to develop topical formulations containing 0,5% of ciclopirox olamine and evaluate their performance. It was possible to obtain physically stable formulae, containing skin penetration enhancers. The automatic sampling system used in the experiments was qualified, showing adequate performance.

Para que um produto de aplicação tópica apresente o efeito terapêutico é necessário que o fármaco seja liberado de seu veículo e atravesse a barreira do estrato córneo, atingindo seus sítios de ação nas camadas da pele nas quais o efeito é esperado. Os estudos de penetração cutânea in vitro, utilizando células de difusão de Franz modificadas, podem fornecer resultados úteis quanto à eficácia do produto. As dermatofitoses são micoses superficiais. São manifestações crônicas e resistentes ao tratamento, fato que se explica não só em decorrência da própria natureza destas afecções como também devido à baixa penetração de fármacos antimicóticos na pele. Dentre os antifúngicos disponíveis na terapêutica, ciclopirox olamina é uma substância que tem demonstrado elevada eficácia no tratamento de dermatofitoses. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver formulações de uso tópico contendo 0,5% de ciclopirox olamina e avaliar a performance dessas formulações. Foi possível obter formulações estáveis fisicamente, contendo promotores de penetração cutânea. O sistema de amostragem automática utilizado para realização dos experimentos foi qualificado e apresentou-se em condições adequadas. / In order to present the pharmacological effect, a topical product must release the pharmaceutical active ingredient from its vehicle and this active must pass through the stratum corneum barrier, reaching the target layer of the skin, where its effect is desired. In vitro skin penetration studies, using modified diffusion Franz cells, can provide useful results regarding the product efficacy. Dermatophytosis is superficial mycosis resistant to treatment due to the disease nature and also to the low penetration profile of the antifungals into the skin. Among the antifungals available in the therapeutic arsenal, ciclopirox olamine has demonstrated a high efficacy in the treatment of dermatophytosis. The objectives of the present work were to develop topical formulations containing 0,5% of ciclopirox olamine and evaluate their performance. It was possible to obtain physically stable formulae, containing skin penetration enhancers. The automatic sampling system used in the experiments was qualified, showing adequate performance.

Não consta resumo na publicação. / Abstract not available.

Não consta resumo na publicação. / Abstract not available.

Apesar da capacidade regenerativa da dentina já ser bem estabelecida, este processo pode ser insuficiente no caso de injúrias decorrentes de traumas e/ou lesões cariosas extensas, podendo levar à exposição pulpar e perda de sua vitalidade. Assim, pesquisas recentes no campo da engenharia tecidual têm identificado materiais e substâncias que poderiam ser utilizadas como biomodificadores da dentina e auxiliares na regeneração do complexo dentina-polpa. Entre eles estão os extratos ricos em proantocianidina, um composto fenólico bioativo presente no extrato de semente de uva (GSE). Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial estimulatório de quatro concentrações crescentes do GSE na atividade funcional de células odontoblastoides. Foram utilizadas células de camundongo da linhagem MDPC-23, cultivadas em garrafas de cultura até a subconfluência. Em seguida, as células foram cultivadas em placas de 24 poços em uma concentração de 104/poço e divididas em cinco grupos: células sem adição do GSE, células + 0.1 µg/mL de GSE; células + 1 µg/mL de GSE; células + 10 µg/mL de GSE; células + 20 µg/mL de GSE. Após 3, 7 e 10 dias, foram analisados os seguintes parâmetros: proliferação e viabilidade celular, detecção e atividade de fosfatase alcalina, quantidade de proteína total, detecção e quantificação de nódulos mineralizados, expressão quantitativa dos genes Alp, Col1a1 e Dmp1 por meio de PCR em tempo real e sua expressão proteica correspondente por meio de imunolocalização. Os dados obtidos foram analisados quanto à normalidade e submetidos aos testes estatísticos ANOVA e Kruskal-Wallis, com nível de significância estabelecido em 5%. Os resultados mostraram proliferação e viabilidade celular com as concentrações mais baixas de GSE (0,1 e 1 µg/mL), assim como a atividade de síntese de proteínas totais e da fosfatase alcalina. A deposição de nódulos mineralizados foi significativamente maior com a concentração de 1 µg/mL do extrato. Esta mesma concentração favoreceu a expressão quantitativa dos genes Alp, Col1a1 e Dmp1 e a secreção das proteínas correspondentes vistas por imunolocalização. Conclui-se que baixas concentrações do extrato de semente de uva podem influenciar e favorecer a atividade de células odontoblastoides, contribuindo para a regeneração dentinária, devido à suas características antioxidantes e biomineralizadoras / The process of dentinogenesis generally involves several steps of cell differentiation, culminating with an extracellular matrix very similar to bone tissue. Dentin regeneration may be necessary in cases of pulp exposure, root resorption and carious lesions. Studies on functional regeneration of lost tissues are being carried on recently, based on the presence of cells, scaffolds and/or substances that induce cell proliferation and differentiation. Among the several substances which can interact with cell metabolism are the extracts rich in proanthocyanidin, bioactive phenolic compounds present in fruits, vegetables and seeds. The purpose of this project is to evaluate the stimulatory potential of four different concentrations of grape seed extract (GSE) in the functional activity of odontoblast-like cells. MDPC-23 cell line was seeded in culture flasks until subconfluence followed by cell seeding in 24-well culture plates in the concentration of 104/well and divided in five groups: 1) cells without GSE, 2) cells + 0,1 µg/mL of GSE; 3) cells + 1 µg/mL of GSE; cells + 10 µg/mL of GSE and cells + 20 µg/mL of GSE. After 3, 7 and 10 days, there were evaluated the following parameters: cell proliferation and differentiation, ALP detection and activity, total protein content, mineralization detection and quantification, as well as the expression of genes Alp, Col1a1 and Dmp1 through Real Time PCR and their corresponding proteins by means of immunolocalization. Data were analyzed by ANOVA and Kruskal-Wallis statistical tests, with significance level set at 5%. The results demonstrated cell proliferation and viability with low GSE concentrations (0,1 and 1 µg/mL), as well as total protein content and ALP activity. Deposition of mineralized nodules was significantly increased with the GSE concentration of 1 µg/mL. The same concentration favoured the expression of genes Alp, Col1a1 and Dmp1 as well as the corresponding proteins. It is concluded that low concentrations of grape seed extract may influence functional activity of odontoblast- like cells, contributing to dentin regeneration by means of its antioxidant and biomineralizing properties

Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmacology and toxikology Student: Zuzana Matiašková Supervisor: doc. PharmDr. Martina Čečková, Ph.D. Title of diploma thesis: Role of selected ABC and SLC transporters in transmembrane permeability of maraviroc: effect on transport in placenta Antiretroviral drug maraviroc is an inhibitor of CCR5-trophic HIV virus and belongs to the group of entry inhibitors. Nowadays, maraviroc is administered as part of combination antiretroviral therapy (cART) primarily in adults, children over the age of two and pregnant women to reduce the risk of transmission of HIV to the fetus. The knowledge of interactions of maraviroc with drug transporters in placenta is crucial for optimizing the therapy during pregnancy, both in terms of efficacy and potential adverse effects. Maraviroc is known substrate of ABCB1 transporter, which plays a protective role to the fetus by its efflux activity in the apical membrane of trophoblast. However, the results of recent study employing dually perfused human placenta suggest involvement of other transport mechanisms in the maraviroc transplacental pharmaocokinetics, especially those operating in the opposite direction to ABCB1. The aim of this study was to evaluate in vitro studies whether, besides ABCB1,...

De acordo com dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) estimam-se que os agrotóxicos causam anualmente 70 mil intoxicações agudas e crônicas que evoluem para óbito. Dentre eles, o paraquat (PQ) é o que apresenta maior taxa de mortalidade, sendo responsável por cerca de 13% de todos os casos registrados, principalmente devido a falta de um tratamento efetivo. O principal mecanismo de toxicidade proposto está associado ao ciclo redox do PQ, onde ocorre a formação de espécies reativas (ERs) de oxigênio e nitrogênio, levando ao estresse oxidativo (EO). Na literatura há relatos do uso de antioxidantes para casos de intoxicação do PQ. Dessa maneira, nesse trabalho avaliou-se o uso de melatonina associada a nanocápsulas de núcleo lipídico (Mel-LNC) na proteção contra os danos causados pelo PQ, uma vez que o uso da nanotecnologia melhorou a atividade antioxidante dessa molécula. Para tal utilizou-se o sistema in vitro, linhagem celular de adenocarcinoma pulmonar (A549), e o modelo alternativo in vivo, Caenorhabditis elegans. Mel-LNC e nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) foram preparadas de acordo com o método de deposição do polímero pré-formado. Ambas as formulações foram caracterizadas avaliando tamanho de partícula, potencial zeta e pH, e para Mel-LNC foram determinadas a concentração de melatonina e porcentagem de encapsulação. Os resultados encontrados estão de acordo com os parâmetros já validados para essas formulações. Foi possível verificar que as formulações MEL-LNC e LNC se mantiveram estáveis nos meios de cultura utilizados nos ensaios in vitro e in vivo. No estudo in vitro foi observado que o tratamento com ambas as formulações não causaram diminuição da viabilidade nem dano de DNA na linhagem celular utilizada. Além disso, foi verificado a internalização da Mel-LNC utilizando-se a formulação marcada com rodamina B, sendo possível verificar uma intensa fluorescência vermelha ao redor do núcleo da célula. O pré-tratamento com Mel-LNC foi capaz de aumentar a viabilidade celular e diminuir o dano oxidativo de DNA causado pelo paraquat após 24 horas de exposição, porém isso não ocorreu quando as células foram pré-tratadas com melatonina livre. No estudo com o modelo alternativo C. elegans, foi utilizada uma formulação de Mel-LNC marcada com rodamina B (Mel-LNC-RoB), a fim de verificar a absorção dessa formulação pelo nematoide. Foi possível observar que a internalização da Mel-LNC no C. elegans ocorre principalmente pela via oral, uma vez que se verificou uma intensa fluorescência no intestino do nematoide após o tratamento com a Mel-LNC-RoB e após três horas, essa fluorescência se distribuiu pelo restante do corpo, apresentando inúmeros pontos de fluorescência fora do intestino. Com relação à avaliação do efeito protetor nesse modelo alternativo in vivo, pode-se inferir que o pré-tratamento com Mel-LNC aumentou a sobrevida, diminuiu a produção de espécies reativas (ERs) e manteve o desenvolvimento normal dos nematoides após a exposição ao PQ, sendo que isso não foi verificado quando os mesmos foram pré-tratados com melatonina livre. Além disso, verificou-se que as nanocápsulas de núcleo lipídico (LNC) são seguras para o uso no modelo C. elegans, uma vez que apresentou alto valor para a dose letal 50 (DL50), e alterações no desenvolvimento e produção de ERs somente ocorreram em doses mais elevadas que as utilizadas em nossos experimentos. Dessa maneira, a formulação de Mel-LNC mostrou-se um promissor candidato para estudos futuros nos casos de intoxicação por paraquat. / According to estimations by World Health Organization (WHO), pesticides are responsible for 70 thousand acute intoxication cases that lead to death per year. Among these compounds, paraquat (PQ) presents the highest mortality rate, about 13% of all registered cases, especially for the lack of effective treatment. The major mechanism of toxicity proposed is associated to its redox cycle, in which oxygen and nitrogen reactive species (RS) are generated culminating in oxidative stress (OS). Some reports in the literature support the use of antioxidants for PQ intoxication cases. The present study aimed to evaluate the use of melatonin-loaded lipid-core nanocapsules (Mel-LNC) in the protection against PQ-induced damages, considering that nanotechnology has improved the antioxidant activity of this molecule. For this purpose, an in vitro system composed by lung adenocarcinoma (A549) cell line, and the in vivo alternative model of Caenorhabditis elegans have been utilized. Mel-LNC and unloaded lipid-core nanocapsules were prepared by self-assembly and characterized by particle sizing, zeta potential and pH, and for Mel-LNC formulation it was determined the drug content and encapsulation efficiency. The results are in agreement with the parameters already validated for these formulations. It was possible verify that Mel-LNC and LNC formulations remained stable in the culture medium utilized in in vitro and in vivo experiments. Results from in vitro studies showed that none of the formulations induced reduction in cell viability or DNA damage in treated cells. Besides, it was observed the internalization of Mel-LNC marked with rhodamine B, showing an intense red fluorescence around the cell nucleus. Pretreatment with Mel-LNC was able to enhance cell viability and diminish DNA oxidative damage caused by paraquat after 24h exposure, which could not be observed when cells were pretreated with Mel. In the study with the alternative model C. elegans, a rhodamine (Ro)-linked Mel-LNC formulation was prepared in order to assess the absorption of the formulation by the nematode. Mel-LNC uptake in C. elegans was found to occur mainly by the oral route, once an intense fluorescence was observed in the intestine after treatment with Mel-LNC-RoB, which after 3h distributed to the rest of the body, presenting numerous fluorescence dots outside the intestine. In relation to the evaluation of protection with the in vivo alternative model, results indicate that pretreatment with Mel-LNC increased survival rate, reduced the production of reactive species and maintained the normal development of nematodes after paraquat exposure, while the same observations were not found after pretreatment with free melatonin. In addition, the lipid-core nanocapsules (LNC) were found to be safe in the C. elegans model, due to its high lethal dose (LD50) value, and development alterations and RS production only occurred in the higher doses than those utilized in our experiments. Therefore, the Mel-LNC formulation demonstrated to be a promising candidate for future studies aiming treatment of paraquat intoxication cases.

A proliferação acelerada de cianobactérias do gênero Microcystis em mananciais e reservatórios tem causado sérios danos ecológicos e à saúde pública, e é um problema que desafia as instituições responsáveis pelo fornecimento de água para a população. Essas cianobactérias produzem microcistinas (MC), heptapeptídeos cíclicos hepatotóxicos e que podem causar câncer. Neste trabalho, isolamos (CLAE preparativa) e identificamos (ESI-EM/EM) as microcistinas MC-LR e [ASp3]-MC-LR produzidas pela cianobactéria Microcystis panniformis. As concentrações dessas substâncias foram determinadas por CLAE e variaram de 0,25 a 2,75 (MC-LR) e 0,08 a 0,75 ([ASp3]-MC-LR) fmol. Célula-1. Analisamos as concentrações destes compostos em tempos diferentes durante o ciclo claro:escuro (C:E) e foi encontrado que a quantidade de MC por célula é pelo menos três vezes mais alta durante a fase clara do que a fase escura. Isto pode ser associado ao relógio biológico, pois as cianobactérias expressam um robusto ritmo circadiano no controle do mecanismo de tempo que é independente do ciclo de divisão celular. O mesmo ocorreu no ciclo claro:claro (C:C). Também estudamos os efeitos da MC-LR e [ASp3]-MC-LR sobre as funções de neutrófilos humanos in vitro. Essas substâncias têm capacidade quimiotáxica, uma vez que observamos um aumento de migração de neutrófilos, além de ativarem a formação de espécies reativas de oxigênio (ERO) e a fagocitose. Já a atividade microbicida é ativada somente pela MC-LR. Nossos resultados indicam que concentrações menores do que o limite máximo de exposição a MC-LR (1 µg.L-1), sugerido pela OMS, exercem efeito sobre funções de neutrófilos humanos in vitro, podendo contribuir com a toxicidade dessas MC. / Cyanobacterial blooms of the genus Microcystis in water reservoirs have caused serious ecological and public health concern due to their ability to produce toxins. Microcystis and some other cyanobacerial species biosynthesize microcystins (MC). These cyanotoxins are hepatotoxic cyclic heptapeptides which can induce tumor promotion. In this study, MC-LR and [Asp3]-MC-LR were isolated (by preparative HPLC) and identified (by ESI-MS/MS) in the strain Microcystis panniformis BCCUSP100. Their levels were determined by HPLC and ranged from 0.25-2.75 and 0.08-0.75 fmols. cell-1 , respectively. The levels of MC-LR and [Asp3]-MC-LR were analyzed at different times during the light:dark (L:D) and light:light (L:L) cycles. It was found that the levels of MC per cell were at least three-fold as high during the day-phase than during the night-phase (L:D experiment). This may be associated to the biological clock since prokaryotic cyanobacteria express robust circadian (daily) rhythms under the control of a timing mechanism that is independent of the cell division cycle. Our findings also showed the same pattern under L:L cycle. The effects of MC-LR and [Asp3]-MC-LR in some human neutrophil functions were also studied by in vitro assays. We observed that MC have chemotactic capacity as well as can generate reactive oxygen species and increase phagocytosis activity. The killing activity was activated only by MC-LR. Our results indicated that lower concentrations of MC-LR than the one recommended by World Health Organization (1 µg.L-1) may affect human neutrophil functions in vitro. These findings can contribute to the elucidation of MC toxicity as well as its effects in human neutrophils.

A proliferação acelerada de cianobactérias do gênero Microcystis em mananciais e reservatórios tem causado sérios danos ecológicos e à saúde pública, e é um problema que desafia as instituições responsáveis pelo fornecimento de água para a população. Essas cianobactérias produzem microcistinas (MC), heptapeptídeos cíclicos hepatotóxicos e que podem causar câncer. Neste trabalho, isolamos (CLAE preparativa) e identificamos (ESI-EM/EM) as microcistinas MC-LR e [ASp3]-MC-LR produzidas pela cianobactéria Microcystis panniformis. As concentrações dessas substâncias foram determinadas por CLAE e variaram de 0,25 a 2,75 (MC-LR) e 0,08 a 0,75 ([ASp3]-MC-LR) fmol. Célula-1. Analisamos as concentrações destes compostos em tempos diferentes durante o ciclo claro:escuro (C:E) e foi encontrado que a quantidade de MC por célula é pelo menos três vezes mais alta durante a fase clara do que a fase escura. Isto pode ser associado ao relógio biológico, pois as cianobactérias expressam um robusto ritmo circadiano no controle do mecanismo de tempo que é independente do ciclo de divisão celular. O mesmo ocorreu no ciclo claro:claro (C:C). Também estudamos os efeitos da MC-LR e [ASp3]-MC-LR sobre as funções de neutrófilos humanos in vitro. Essas substâncias têm capacidade quimiotáxica, uma vez que observamos um aumento de migração de neutrófilos, além de ativarem a formação de espécies reativas de oxigênio (ERO) e a fagocitose. Já a atividade microbicida é ativada somente pela MC-LR. Nossos resultados indicam que concentrações menores do que o limite máximo de exposição a MC-LR (1 µg.L-1), sugerido pela OMS, exercem efeito sobre funções de neutrófilos humanos in vitro, podendo contribuir com a toxicidade dessas MC. / Cyanobacterial blooms of the genus Microcystis in water reservoirs have caused serious ecological and public health concern due to their ability to produce toxins. Microcystis and some other cyanobacerial species biosynthesize microcystins (MC). These cyanotoxins are hepatotoxic cyclic heptapeptides which can induce tumor promotion. In this study, MC-LR and [Asp3]-MC-LR were isolated (by preparative HPLC) and identified (by ESI-MS/MS) in the strain Microcystis panniformis BCCUSP100. Their levels were determined by HPLC and ranged from 0.25-2.75 and 0.08-0.75 fmols. cell-1 , respectively. The levels of MC-LR and [Asp3]-MC-LR were analyzed at different times during the light:dark (L:D) and light:light (L:L) cycles. It was found that the levels of MC per cell were at least three-fold as high during the day-phase than during the night-phase (L:D experiment). This may be associated to the biological clock since prokaryotic cyanobacteria express robust circadian (daily) rhythms under the control of a timing mechanism that is independent of the cell division cycle. Our findings also showed the same pattern under L:L cycle. The effects of MC-LR and [Asp3]-MC-LR in some human neutrophil functions were also studied by in vitro assays. We observed that MC have chemotactic capacity as well as can generate reactive oxygen species and increase phagocytosis activity. The killing activity was activated only by MC-LR. Our results indicated that lower concentrations of MC-LR than the one recommended by World Health Organization (1 µg.L-1) may affect human neutrophil functions in vitro. These findings can contribute to the elucidation of MC toxicity as well as its effects in human neutrophils.