Orientadores: Eneida de Paula, Michelle Franz Montan Braga Leite / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T07:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sobral_VivianeRobertaVieira_M.pdf: 3065834 bytes, checksum: 821d44f8c5c07441498c0b9a0426b822 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Benzocaína (BZC) é um anestésico local do tipo éster usado principalmente em formulações de uso tópico, dérmico ou em mucosas. Em estudos anteriores de nosso laboratório, a interação da BZC com lipossomas convencionais compostos de fosfatidilcolina de ovo, colesterol e alfa-tocoferol foi caracterizada. No entanto, estudos recentes têm demonstrado que lipossomas elásticos, preparados com adição de um tensoativo, apresentam vantagens em relação aos convencionais, pois conseguem atravessar de maneira mais eficiente o estrato córneo. O objetivo deste trabalho foi avaliar e caracterizar, sob o aspecto físico-químico e farmacêutico, diferentes formulações em gel de benzocaína: BZC a 10% e 20%, BZC a 10% encapsulada em lipossomas convencionais (LC) ou lipossomas elásticos (LE) e formulação comercial (contendo BZC a 20%). A quantificação do teor de benzocaína nas formulações foi realizada através de cromatografia líquida de alta eficiência e validada segundo o Guia de Validação de Métodos Analíticos e Bioanalíticos (Brasil, 2003). Em estudos de estabilidade acelerada (Brasil, 2005) foram avaliados: peroxidação lipídica, pH, teor e comportamento reológico das formulações. As formulações recém-preparadas foram avaliadas também quanto à citotoxicidade, liberação e permeação in vitro. Todas as formulações mostraram-se estáveis por até 6 meses, com pequenas variações de pH e teor; a peroxidação lipídica aumentou ao final deste período, porém a quantidade de peróxidos formados não ultrapassou 1% do total de lipídios presentes na formulação.... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Benzocaine (BZC) is an ester type local anesthetic mainly used in topical formulations for either dermal or mucosa. In previous studies from our laboratory, the interaction of BZC with conventional liposomes composed of egg phosphatidylcholine, cholesterol and alpha-tocopherol was characterized. However, recent studies have demonstrated that elastic liposomes prepared with the addition of a surfactant, show advantages over conventional vesicles, as they can effectively cross the stratum corneum. The objective of this study was to evaluate and characterize the physicochemical and pharmaceutical aspects of different gel formulations of BZC: 10% and 20% of BZC, 10% BZC encapsulated into conventional (CL) or elastic liposomes (EL) and commercial formulation (containing 20% BZC). The quantification of BZC in the formulations was performed by high performance liquid chromatography (HPLC) and validated according to the Guide for Validation of Analytical and Bioanalytical Methods (Brazil, 2003). Accelerated stability studies (Brazil, 2005) were used to evaluate lipid peroxidation, pH, and rheological behavior of the formulations. The freshly prepared formulations were submitted to cytotoxicity and in vitro release tests. All formulations were stable up to 6 months, with minor variations in pH and content of BZC; although the lipid peroxidation increased at the end of that period, the amount of peroxides produced was less than 1% of the total lipids in the formulation. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Eneida de Paula / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:38:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_AnaLaisNascimento_M.pdf: 1761666 bytes, checksum: 7180ab65e3505754f86cafe1a14f9b0d (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os anestésicos locais (AL) são fármacos utilizados para o tratamento, alívio ou eliminação da dor crônica ou aguda. Muitas pesquisas têm sido desenvolvidas com a finalidade de prolongar sua duração de ação e reduzir sua toxicidade sistêmica, através do uso de diferentes carreadores, como lipossomas e ciclodextrinas. Essas novas formulações possibilitam a liberação sustentada do ativo no local de ação, prolongando o efeito anestésico, além de evitar picos de concentração plasmática, reduzindo sua toxicidade. A ropivacaína (RVC) é um AL de longa duração de ação, que é sintetizado na forma do estereoisômero S, de menor toxicidade para o sistema nervoso central e cardíaco. Estudos anteriores de nosso laboratório demonstraram a complexação da RVC em hidroxipropil-betaciclodextrina (HP-?CD) (de Araujo et al., 2008b). Neste trabalho objetivamos: i) desenvolver uma formulação contendo complexo de inclusão de RVC em HP-?CD na razão molar de 1:1 e posteriormente, encapsulado em lipossomas de fosfatidilcolina de ovo (EPC) contendo 1 mol%de ?-tocoferol, ii) caracterizar esta nova formulação anestésica, comparando-a com as preparações comerciais deste fármaco, quanto à estabilidade e liberação sustentada do anestésico. Os lipossomas unilamelares grandes (LUV) compostos por fosfatidilcolina de ovo e ?- tocoferol (1,0: 0,01 - razão molar) foram preparados por extrusão, em pH 7,0. A formulação lipossomal foi caracterizada quanto à eficiência de encapsulação com a obtenção de valores de porcentagem de encapsulação da RVC de 33,0±2,4 % e coeficiente de partição de 102,1. Ensaios de Ressonância Magnética Nuclear com variação de campo magnético (diffusion ordered spectroscopy, DOSY) demonstraram a interação molecular da RVC tanto com a ciclodextrina (constante de associação, Ka RVC: HP-?CD = 128 M-1) quanto com os lipossomas (Ka LUV: RVC = 22 M-1). No sistema de duplo carreamento (LUV: RVC: HP-?CD) a constante de associação foi maior que nos sistemas binários RVC: HP-?CD e LUV: RVC (2,6 e 1,7 vezes, respectivamente) indicando que este novo sistema de liberação sustentada é capaz de aumentar ainda mais a quantidade de ropivacaína carreada. O tamanho dos lipossomas (220,2±20,3 nm) e o potencial zeta (-31,7±1,4 Mv) não se alteraram com a adição do anestésico. As formulações foram acompanhadas por 60 dias, em termos de peroxidação lipídico e tamanho das vesículas: os níveis de peroxidação mostraram-se baixos (menor que 1% do total de lipídios da formulação) e as vesículas tiveram um comportamento estável em relação ao tamanho por até 30 dias de armazenamento a 4oC. Ensaios de liberação in vitro, demonstraram menor velocidade de liberação da RVC quando na forma de complexo de inclusão em ciclodextrinas e encapsulada nos lipossomas, em relação à RVC livre. Testes de toxicidade in vitro, em culturas de células de fibroblastos 3T3 revelaram que a RVC livre induz morte celular de maneira concentração dependente; efeito este que foi parcialmente revertido com incubação das células com o sistema de duplo carreamento LUV: RVC: HP-?CD, indicando menor potencial tóxico para a formulação proposta. Ensaios de bloqueio sensorial in vivo (teste de pressão na pata, em camundongo) mostraram uma ação analgésica prolongada da RVC encapsulada no sistema de duplo carreamento (até 300 min. para 0,25% LUV: RVC: HP-?CD), quando comparado ao fármaco livre (180 min.) e sistema binário LUV: RVC (240 min.). Em geral, o efeito da analgesia para o sistema de duplo carreamento proposto foi cerca de 1,6 vezes maior em relação ao fármaco livre e 1,3 vezes maior em relação ao sistema lipossomal binário. Os resultados obtidos contribuem com a investigação, pesquisa e caracterização de formas farmacêuticas de liberação sustentada e demonstram regulação da cinética de liberação da RVC quando do uso conjugado desses dois carreadores (lipossoma de EPC e HP-?CD) em sistema de liberação sustentada de anestésico local, abrindo perspectivas para justificar o uso clínico / Abstract: Local anesthetics (LA) are medicines used for the treatment, alleviation or elimination of acute or chronic pain. Many studies have been carried out aiming to prolong LA duration of action and to reduce their systemic toxicity by the use of carrier systems such as liposomes and cyclodextrins. Such formulations allow the sustained release of the LA at the site of action, prolonging the anesthetic effect and avoiding peak plasma concentrations, thus reducing LA toxicity. Ropivacaine (RVC) is a long acting LA, synthesized in the S enantiomer form which is less toxic to the Central nervous and cardiac systems. Previous work from our lab has shown the complexation of RVC in hydroxipropyl-beta-cyclodextrin (HP-?CD) (de Araujo et al., 2008b). The present work aimed: i) the development of a formulation containing RVC in HP-?CD inclusion complex in a 1:1 mole % ratio and subsequently encapsulated into egg phosphatidylcholine plus 1 mol% ?-tocopherol liposomes; ii) the characterization of that formulation, comparing it with commercial preparations of RVC, regarding the stability and sustained release of the anesthetic. Large unilamellar liposomes (LUV) composed of egg phosphatidylcholine and ?-tocopherol (1,0:0,01 mol %) was prepared by extrusion, at pH 7.0. The liposomal formulation was characterized with respect to encapsulation efficiency (33.0±2.4%) corresponding to partition coefficient of 102.1. Nuclear magnetic resonance (diffusion ordered spectroscopy, DOSY) experiments clearly demonstrated the molecular interaction between RVC and the HP-?CD (association constant, Ka RVC:HP-?CD = 128 M-1) and liposomes (Ka LUV:RVC = 22 M-1). In the ternary system LUV:RVC:HP-?CD) a stronger association was detected (Ka = 2.6 and 1.7 x higher than in the binary RVC:HP-?CD e LUV:RVC systems, respectively), pointing out the increased RVC loading capacity of the new drug-delivery system. The size of the vesicles (220.2± 20.3 nm), and zeta potential of the liposomes (-31.7±1.4 Mv) were not changed by the incorporation of the anesthetic. The formulations were followed by 60 days in terms of lipid peroxidation and size of vesicles: peroxidation were shown to be low (less than 1% of total lipids in the formulation) and the vesicles remained stable in relation to their size up to 30 days of storage at 4°C. Release kinetics experiments revealed a decrease in the release of RVC when in the inclusion complex with HP-?CD and when encapsulated into the liposomes, relatively to free RVC, Citotoxicity assays in vitro, over cultures of 3T3 fibroblast cells showed that RVC was able to induce cell death in a concentration dependent manner and that this effect was partially reverted if cells were incubated with double-loading LUV:RVC:HP-?CD system. In vivo sensory block experiments (paw withdraw threshold to pressure in rats) showed a prolonged anesthetic effect for RVC in the ternary system (300 min) in comparison to free RVC (180min) and binary system LUV:RVC (240min). In general, pain relief effect of the double-loading system was longed about 1.6 times than that of free RVC and 1.3 times when compared to the liposomal binary system. The results obtained were important in the research, study and characterization of controlled release dosage forms and show changes on the release kinetics of RVC following the combined use of two carriers (EPC liposomes and HP-?CD) in a delivery system among its future use in clinical practice / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Maria Helena Andrade Santana,Ricardo de Lima Zollner / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:10:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Albuquerque_ElaineChristinedeMagalhaesCabral_D.pdf: 16369723 bytes, checksum: f3f48ecee87fc1981e22d876f53c0904 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Os problemas alérgicos respiratórios afetam grande parte da população mundial e 10-40% da população brasileira. Atualmente, o tratamento dessas desordens respiratórias consiste a imunoterapia convencional e na farmacoterapia. Embora a imunoterapia convencional apresente boa eficiência no tratamento de alergias respiratórias, o longo tempo de tratamento e a presença de reações sistêmicas adversas constituem grandes desvantagens, uma vez que o alérgeno é administrado na sua forma livre. Uma alternativa para reduzir ou eliminar essas desvantagens seria a encapsulação do alérgeno em sistemas de liberação controlada. Dentre esses sistemas, lipossomas e microesferas poliméricas apresentam-se promissores, uma vez que são capazes não somente de proteger e reduzir a toxicidade do composto ativo encupsulado, mas também de aumentar seu tempo de circulação in vivo. Os lipossomas são biocompatíveis, não imunogênicos, potentes adjuvantes imunológicos e apresentam a capacidade única de interagir com as células. As microesferas, no entanto, vem sendo extensivamente usadas em sistemas de liberação devido a sua capacidade de atuar como reservatório, capaz de liberar as macromoléculas por dias, meses ou anos. O objetivo deste trabalho foi a preparação e encapsulação do extratoalérgico obtido da biomassa fúngica de Drechslera (Helminthosporium) monóceras em lipossomas e microesferas. Lipossomas convencionais e furtivos e microesferas de ácido poli-lático-co-glicólico foram usados neste trabalho... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Respiratory allergic disorders affect a great number of individuals throughout the world. Nowadays, conventional therapies for atopic individuals comprise specific immunotherapy and pharmacotherapy. In general, the immunotherapy using free allergens produces adverse systemic reactions of varying intensity and frequency. In order to circumvent these problems, several approaches have been explored. Among them, liposomes and microspheres have been studied as promising vehicles as carriers of allergens for desensitization immunotherapy in allergy. Liposomes are small phospholipid vesicles composed of nontoxic, biodegradable, and naturally occurring immune response and producing a pronounced depot effect after subcutaneous injection. Microspheres have also been widely investigated in drug delivery studies due to their capability of presenting antigens to the immune system over a long time. A large number of natural and synthetic polymers are potentially suitable for production of the wall-forming polymer. Synthetic biodegradable poly (lactide-co-glycolide) copolymers are among the primary candidates due to their excellent tissue biocompatibility, biodegradability and regulatory approval. The aim of this work is to prepare and characterize liposomes and micrspheres entrapping allergenic extract from Dechlera (Helminthosporium) monoceras and ovoalbumin. The in vivo effects of the sequential administration of both asjuvants containing ovoalbumin were also evaluated by analysis of immunoglobulin G (IgG) and immunoglobulin E (IgE) levels...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

A extensão relativa da dissociação iônica (α) de micelas de cloreto de hexadecildimetilamônio (CTACI), brometo de hexadecildimetilamônio (CTAB), vesículas de cloreto de dioctacecildimetilamônio (DODAC) e brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) foram determinadas usando um método de dediazonização. O método de dediazonização consiste na determinação de produtos resultantes da lenta decomposição espontânea de tetrafluorborato de 2,4,6-trimetilbenzenodiazônio, seguida pela reação rápida do cátion fenílico com nucleófilos presentes no meio. Foi demostrado que este método determina a composição relativa da pseudofase aquosa interagregado. Os valores de α obtidos para CTACI e CTAB foram, respectivamente, 0,29 e 0,26, em excelente concordância com valores previamente publicados. O coeficiente de troca iônica para brometo/cloreto, determinado através do mesmo método, foi de 2,65, coincidindo com dados publicados. Estes valores confirmam o uso deste método para se obter tanto grau de dissociação iônica relativo como coeficientes de seletividade. O método foi também aplicado para a determinação do grau de dissociação iônica externo (αe e interno (αi) de vesículas de DODAC e DODAB. Para vesículas de DODAB sonicadas por tip obteve-se αe de 0,20; para vesículas de DODAC sonicadas em banho αe foi 0,20; para vesículas de DODAC sonicadas por tip αe foi 0,25 e para vesículas de DODAC grandes αe foi 0,11. Foi também determinado, pela primeira vez, o valor de 0,07 para o αi de vesículas grandes de DODAC. O conjunto de valores obtidos para αi e αe permitiram a análise quantitativa da catálise pelo compartimento aquoso interno e externo de vesículas sem a utilização de α como parâmetro ajustável. Foi modelado com sucesso a decomposição espontânea do íon 6-nitrobenzisoxazol-3-carboxilato e a hidrólise alcalina do ácido 5,5\'-ditiobis(2-nitrobenzóico). Este trabalho é a primeira análise quantitativa de reações modificadas por vesículas nos dois compartimentos usando dados independentes para dissociação iônica das superfícies vesiculares. / The relative extents of ion dissociation (α) from micelles of hexadecyltrimethylammonium (CTA) chloride (CTACl) and bromide (CTAB) and vesicles of dioctadecyldimethylammonium (DODA) chloride (DODAC) and bromide (DODAB) were determined using a dediazoniation method. The dediazoniation method consists in the determination of the products resulting from the slow spontaneous decomposition of 2,4,6-trimethylbenzene diazonium tetrafluoroborate, followed by fast reaction of the resulting phenyl cation with neighboring nucleophiles. This method was shown to determine the relative composition of the interaggregate aqueous pseudophase and, consequently, the degree of ion dissociation of the aggregate. The values of α obtained for CTACl and CTAB were, respectively, 0.29 and 0.26, in excellent agreement with previously published values. The ion exchange selectivity coefficient for bromide/chloride exchange, determined using the same method was 2.65, coinciding with published data. These values lend confidence to the use of this method for obtaining both relative dissociation degrees and ion selectivity coefficients. The method was also applied for the determination of the external (αe)as well as the internal (αi) α of DODAC and DODAB vesicles. For tip-sonicated DODAB vesicles αe was 0.20, for bath-sonicated DODAC αe was 0.20, for tip-sonicated DODAC αe was 0.25 and for large DODAC vesicles a was 0.11. We also determined, for the ftrst time, the a value of 0.07 for αi of large vesicles. The set of values obtained for αi and αe permitted quantitative analysis of two reaetions in both the internal and external aqueous compartments of vesicles without recourse to ion dissociation adjustable parameters. We successfully modeled the spontaneous decomposition of 6-nitrobenzisoxazol-3-carboxylate and the alkaline hydrolysis of 5,5\'-dithiobis(2-nitrobenzoate). This work is the first quantitative analysis of vesicle-modified reactions in both vesicle compartments using independent data for ion dissociation from vesicle\'s surfaces.

Os líquidos iônicos, por geralmente apresentar, em sua estrutura, uma cadeia alquílica apolar e uma parte polar, como o cátion imidazólio, podem ser considerados estruturas anfifílicas, e apresentam semelhanças com os tensoativos. Tais estruturas, devido a este caráter anfifílico, podem interagir com estruturas do tipo Lipossomas ou até mesmo com biomoléculas, como a BSA. Neste trabalho, foram sintetizados três líquidos iônicos inéditos, com rendimentos de 52 a 66%, acoplados a sistemas quirais derivados de aminoácidos naturais e de fácil obtenção, como a L-Cisteína, a L-Serina e a L-Treonina. Estes foram caracterizados tanto do ponto de vista estrutural, quanto por suas propriedades fotofísicas. Como procedimento metodológico utilizou-se de ciclocondensação de aminoácidos, esterificação de Steglich e alquilação para inserção de cadeia carbônica ao anel metil-imidazol. Para investigação e confirmação dessas estruturas utilizou-se de estudos de Ressonância Magnética de 1H e de 13C, Infravermelho, além das espectroscopias de absorção na região do UV-Vis e de emissão de fluorescência. Por fim, estes novos líquidos iônicos foram testados com lipossomas e BSA, cujos resultados mostraram boa interação com essas biomoléculas. / Ionic liquids can be considered as amphiphilic structures and have similarities with the surfactants, once they generally have an apolar alkyl chain and a polar moiety, such as the imidazolium cation. Such structures, due to this amphiphilic character, may interact with liposome structures or even with biomolecules, such as BSA. In this work, three new ionic liquids containing chiral systems derived from naturally occurring amino acids, such as L-Cysteine, L-Serine and L-Threonine were synthesized, with yields ranging from 52 to 66%. They were fully characterized both from the structural point of view, and by its photophysical properties. As methodological procedures, amino acid cyclocondensation, Steglich esterification and alkylation were used. In order to investigate and confirm these structures, magnetic resonance studies of 1H and 13C, infrared, as well as absorption spectroscopies in the UV-Vis region and fluorescence emission were used. At last, these new ionic liquids were tested with liposomes and BSA, and the results showed good interaction with these biomolecules.

Peptídeos antimicrobianos (PAMs) fazem parte do sistema de defesa de muitas plantas e animais, e apresentam potente ação contra micro-organismos parasitas e patógenos, sem causar danos às células do organismo hospedeiro. A seletividade dos peptídeos antimicrobianos por tais micro-organismos ocorre por diversos fatores, dentre eles a composição lipídica diferenciada de organismos procariotos e eucariotos. A camada externa da membrana celular de animais procariotos é composta, em parte, por lipídios negativos, diferindo da camada externa de organismos eucariotos, neutra. Logo, os peptídeos antimicrobianos, catiônicos, apresentam seletiva atração pela membrana de animais procariotos, como bactérias e fungos, devido à interação eletrostática. Deste modo, a interação do peptídeo com a membrana de organismos procariotos e eucariotos ocorre de modo diferenciado, levando a diferentes mecanismos de ação e efeitos. Para melhor compreensão da atividade de peptídeos antimicrobianos, este trabalho apresenta um estudo da interação do peptídeo antimicrobiano KHya1 com membranas modelo, que são sistemas miméticos de membranas celulares formados por lipossomos de composição lipídica controlada. O peptídeo KHya1 apresenta sequência (Ile - Phe - Gly - Ala - Ile - Leu - Phe - Leu - Ala - Leu - Gly - Ala - Leu - Lys - Ans - Leu - Ile - Lys - NH2) com 4 cargas positivas. Sua sequência primária provém de uma modificação com relação à sequência do peptídeo Hylina1, originalmente encontrado na secreção da pele do sapo, Hipsiboas albopunctatus. Ambos os peptídeos apresentam comprovada ação anti- bacteriana e anti- fúngica. Neste trabalho, a interação do peptídeo KHya1 com membranas modelo de composição lipídica neutra (DPPC, dipalmitoil fosfatidil colina), aniônica (DPPG, dipalmitoil fosfatidil glicerol) e mista (DPPC:DPPG, 1:1) foi estudada por meio de diversas técnicas experimentais: calorimetria diferencial de varredura (DSC), fluorescência estática e temporal, utilizando a sonda natural do peptídeo (Trp, Triptofano) e sonda extrínseca de bicamada (Laurdan), experimentos de vazamento de sonda fluorescente encapsulada, espalhamento de luz dinâmico (DLS), microscopia óptica, ressonância paramagnética eletrônica (ESR) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Esses estudos reportam que o peptídeo antimicrobiano KHya1 pode apresentar diferentes mecanismos em membranas neutras e aniônicas/ mistas, que estão relacionados a diferentes posições do peptídeo na bicamada, levando a modificações estruturais distintas nas membranas, dependendo de sua composição lipídica. Os resultados sugerem que o peptídeo KHya1 interage preferencialmente com a superfície da membrana neutra, causando uma perturbação média nos lipídios. Também foi observado neste caso, maior partição do peptídeo em solução aquosa, comparada à partição observada em dispersões lipídicas aniônicas. Por outro lado, o peptídeo KHya1 pode estar ancorado transversamente em membranas compostas por lipídios negativos. Resultados de SAXS sugerem que o peptídeo causa estreitamento da espessura da bicamada, tanto na fase gel quanto na fase fluida. Para os sistemas modelo compostos pela mistura de lipídios, foi observado que o peptídeo interage preferencialmente com os lipídios aniônicos, e as perturbações que o peptídeo causa em DPPC:DPPG são maiores do que as observadas para os sistemas neutro e aniônico. Esse efeito pode ser consequência da maior razão molar peptídeo-PG em vesiculas mistas, e/ou o peptídeo pode causar defeitos entres lipídios neutros e aniônicos, modificando a permeabilidade da membrana. Embora também seja observado vazamento em vesículas neutras, a microscopia óptica e medidas de vazamento de sonda fluorescente encapsulada mostraram diferentes mecanismos de vazamento de membranas neutras e aniônicas. Para altas concentrações de peptídeo grandes poros são formados levando ao colapso de vesículas compostas por lipídios aniônicos. Os diferentes efeitos do peptídeo antimicrobiano KHya1 em membranas neutra e aniônica, aqui observados, podem ter relevante importância para entender a ação eficaz de peptídeos antimicrobianos contra organismos procariotos, como bactérias e fungos, e ação reduzida em células eucariotas. / Antimicrobial peptides are part of the innate defense immunity system of several plants and animals. In general, they exhibit strong activity against pathogen microorganisms, without affecting the host cells. The antimicrobial peptides selectivity against specific target pathogens is due to several factors, including the different lipid composition of prokaryotic and eukaryotic membranes: for instance, they can be distinguished by the presence or absence of negatively charged lipids at the cell surface, respectively. Therefore, the electrostatic interaction between cationic antimicrobial peptides and anionic membranes can play an important role in the selectivity and activity of these peptides. Here, we present a study of the antimicrobial peptide KHya1 with model membranes: liposomes prepared with controlled lipid composition that mimic the membrane outer leaflet of bacterial and eukaryotic cells. Peptide KHya1 (Ile - Phe - Gly - Ala - Ile - Leu - Phew - Leu - Ala - Leu - Gly - Ala - Leu - Lys - Ans - Leu - Ile - Lys - NH2) has a net charge of +4. KHya1 primary sequence originates from a modification of the sequence of Hylina1, a peptide isolated from the secretion of the skin of the frog Hipsiboas albopunctatus. Both peptides are known to exhibit effective action against bacteria and fungi. The interaction of peptide KHya1 with model membranes composed by neutral (DPPC, dipalmitoyl phosphatidyl choline), anionic (DPPG, dipalmitoyl phosphatidyl glycerol) and a mixture of both lipids (DPPC:DPPG, 1:1) was studied by the use of several different experimental techniques: differential scanning calorimetry (DSC), static and time-resolved fluorescence, using the peptide natural probe (Trp, Tryptophan) and an extrinsic bilayer probe (Laurdan), experiments of leakage of an entrapped fluorescent dye, dynamical light scattering (DLS), optical microscopy, electron spin resonance (ESR) and small-angle x-ray scattering (SAXS). The peptide KHya1 was found to interact differently with neutral and anionic membranes, located at different positions in the bilayer, and causing distinct membrane structural modifications. KHya1 preferentially interacts at the surface of neutral membranes, causing an average perturbation in the lipids. With DPPC, we also observed a larger partition of the peptide in aqueous solution, compared to the peptide aqueous partition in anionic lipid dispersions. In membranes composed of negatively charged lipids, the peptide KHya1 seems to be strongly anchored in a transmembrane position. SAXS results suggest that the peptide insertion causes membrane thinning, in both gel and fluid phases. For model systems composed by the mixture of neutral and anionic lipids, we observed that the peptide preferentially interacts with anionic lipids, and the changes the peptide causes in DPPC:DPPG vesicles are larger than those observed with pure anionic systems. This effect may be due to the larger peptide/PG molar ratio in DPPC:DPPG vesicles, and/or to lipid segregation caused by the peptide, and the consequent structural defects at the borders of neutral and anionic domains. Although KHya1 increases the permeability of neutral bilayers, optical microscopy and experiments of leakage of entrapped fluorescent dyes showed different mechanism of leakage for neutral and negatively charged bilayers. For high peptide concentrations, large pores are formed in anionic vesicles, leading to vesicle collapse. The new insights shown here about the different structural modifications caused by the antimicrobial peptide KHya1 in neutral and anionic vesicles can possibly explain the efficient action of this peptide against bacteria and its reduced effect in eukaryotic cells.

A associação entre DNA de cadeia de longa e partículas catiônicas foi caracterizada por determinações de tamanho (espalhamento de luz dinâmico), análise de potencial-zeta, turbidimetria, estabilidade coloidal, microscopia de força atômica (AFM) e determinação de citotoxicidade dos arranjos contra a bactéria E. coli a partir da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). Partículas de poliestireno sulfato (PSS) de diversos tamanhos foram recobertas por uma bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e entituladas partículas biomiméticas catiônicas PSS/DODAB. Estas são altamente organizadas, catiônicas e monodispersas. Em seguida, por adição de λ, T5 ou T2-DNA, os arranjos supramoleculares PSS/DODAB/DNA foram obtidos e caracterizados em função da concentração de DNA e tamanho de partícula (80-700 nm). Em baixas concentrações de DNA, foram obtidos arranjos catiônicos PSS/DODAB/DNA de boa estabilidade coloidal, polidispersidade moderada e alta citotoxicidade contra E. coli. A partir da concentração de DNA correspondente à neutralização de cargas, foram obtidos arranjos neutros ou aniônicos de baixa estabilidade coloidal, alta polidispersidade e citotoxicidade moderada. Arranjos similares a nucleossomos foram visualizados por AFM para alguns arranjos na situação de neutralização de cargas (potencial-zeta igual a zero). Estão em perspectiva experimentos com DNA plasmidial que poderão revelar o papel do tamanho de partícula, carga e polidispersidade sobre a transfecção de genes em sistemas de células-modelo / The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, colloid stability, atomic force microscopy (AFM) and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities (CFU) counting. Firstly, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding λ, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zetapotential equal to zero). In perspective are experiments with plasmid DNA which will possibly reveal the role of particle charge, size and polydispersity for PSS/DODAB/DNA mediated gene transfection

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T13:24:35Z No. of bitstreams: 1 PEREIRA_Tamyris_2015.pdf: 24726845 bytes, checksum: cad6e1bb20698eeb16bd6280b89c6c35 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T13:24:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PEREIRA_Tamyris_2015.pdf: 24726845 bytes, checksum: cad6e1bb20698eeb16bd6280b89c6c35 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T13:24:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PEREIRA_Tamyris_2015.pdf: 24726845 bytes, checksum: cad6e1bb20698eeb16bd6280b89c6c35 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T13:25:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PEREIRA_Tamyris_2015.pdf: 24726845 bytes, checksum: cad6e1bb20698eeb16bd6280b89c6c35 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Não recebi financiamento / This work focuses on the production of nanostructured films of poly (ethyleneimine) PEI together with MAO-b free and encapsulated in liposomes constructed by the layer-bylayer technique (LbL), for application in biosensors. Liposomes are microscopic vesicles composed of concentric lipid bilayers separated by aqueous medium, capable of encapsulating hydrophilic and/or hydrophobic molecules, which are, respectively, included in the aqueous compartment and the membrane or adsorbed. Enzymes encapsulated in liposomes have advantages in stability and catalytic activity compared to the free enzyme. Liposomes were synthesized by using a rotary evaporator and subsequently the enzyme was immobilized. The phospholipids dipalmitoyl phosphatidyl glycerol (DPPG) and palmitoyl oleoyl phosphatidyl glycerol (POPG) and the mixture of the two were used in this study in the ratio (1:1) and (1:4) (m/m). To build a biosensor in neurotransmitter monoamine oxidase b on, thin films were set up on poly (ethyleneimine) PEI together with monoamine oxidase b enzyme (MAO-B) immobilized or not in liposomes and deposited on ITO electrodes, being the Prussian blue a mediator of electrons. The obtained films were characterized by fluorescence spectroscopy, UV-visible and circular dichroism. The results indicated that the film is deposited successfully on quartz and ITO. The amperometric measurements were performed to detect the film sensitivity and the detection limits and check which architecture is best suited for the best composition of the biosensor. The results achieved until now show that the liposome retain the conformational structure of the enzyme and films composed of PEI / MAO-B + POPG:DPPG in proportion (1:4) (w/w) indicate better performance of the biosensor, due to the sensitivity value of 0.33 ± 0.02 µA.cm-2 mM-1 found and a good selectivity. / Este trabalho é centrado na produção de filmes nanoestruturados de poli (etilenoimina) PEI em conjunto com MAO-B livre e encapsulada em lipossomos, construídos através da técnica layer-by-layer (LbL), camada por camada, para aplicação em biossensores. Lipossomos são vesículas microscópicas compostas de bicamadas lipídicas concêntricas, separadas por um meio aquoso, capazes de encapsular moléculas hidrofílicas e/ou hidrofóbicas, que se encontram, respectivamente, no compartimento aquoso e inserida ou adsorvidas na membrana. Enzimas encapsuladas em lipossomos apresentam vantagens quanto à estabilidade e atividade catalítica em comparação com a enzima livre. Os lipossomos foram sintetizados por rotaevaporação e a enzima foi imobilizada na sequência. Os fosfolipídios dipalmitoil fosfatidil glicerol (DPPG) e palmitoil oleil fosfatidil glicerol (POPG) e a mistura dos dois foram utilizados neste trabalho nas proporções de (1:1) e (1:4) (m/m). Para construir um biossensor de dopamina baseado em monoamina oxidase b, filmes finos foram montados de poli (etilenoimina) PEI juntamente com a enzima Monoamina oxidase b (MAO-b) imobilizada ou não em lipossomos e depositados sobre eletrodo de ITO, tendo como mediador de elétrons o Azul da Prússia. Os filmes obtidos foram caracterizados por espectroscopias de fluorescência, UV-visível e dicroísmo circular. Os resultados indicaram que o filme é depositado com sucesso sobre quartzo e ITO. As medidas amperométricas foram realizadas nos filmes para detectar sensibilidades e limite de detecção e verificar qual arquitetura é mais adequada para a melhor composição do biossensor. Os resultados obtidos mostram que os lipossomos conservam a estrutura conformacional da enzima e os filmes compostos por PEI/MAO-B+POPG:DPPG na proporção (1:4) (m/m) indicam um melhor desempenho do biossensor, devido ao valor de sensibilidade encontrado de 0,33±0,02 ?A.cm- 2mM-1 e uma boa seletividade.

Submitted by Raquel Vergara Gondran (raquelvergara38@yahoo.com.br) on 2016-05-05T18:44:25Z No. of bitstreams: 1 fernanda arnhoud pagnussatt - inibio do crescimento de espcies do complexo fusarium.pdf: 1615887 bytes, checksum: daa606d7216768f4d2df2f8137006ec3 (MD5) / Approved for entry into archive by cleuza maria medina dos santos (cleuzamai@yahoo.com.br) on 2016-05-05T20:35:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fernanda arnhoud pagnussatt - inibio do crescimento de espcies do complexo fusarium.pdf: 1615887 bytes, checksum: daa606d7216768f4d2df2f8137006ec3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-05T20:35:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernanda arnhoud pagnussatt - inibio do crescimento de espcies do complexo fusarium.pdf: 1615887 bytes, checksum: daa606d7216768f4d2df2f8137006ec3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Fusarium é um gênero de fungo comumente encontrado em grãos e alimentos a base de cereais e reconhecido produtor de uma ampla gama de micotoxinas. A necessidade de aumentar a segurança alimentar norteia a busca por substâncias naturais como alternativa ao uso de fungicidas químicos. Compostos fenólicos têm demonstrado propriedades antifúngicas e antimicotoxigênicas e a incorporação dessas substâncias em sistemas carreadores, tais como lipossomos, pode preservar ou mesmo potencializar este efeito. Em função disso, o objetivo do trabalho foi estudar a atividade antifúngica de compostos fenólicos extraídos de Spirulina sp. LEB-18 na forma livre e encapsulada visando aplicá-los para diminuir o impacto da contaminação micotoxicológica em grãos por espécies filogenéticas do complexo Fusarium graminearum (Fg). Primeiramente, algumas rotas metabólicas foram avaliadas através da determinação de compostos estruturais (glicosamina e ergosterol) e da atividade de enzimas do metabolismo primário de 12 isolados de Fg em presença do extrato fenólico. A concentração necessária para inibir 50% o crescimento micelial (IC50) foi obtida em valores correspondentes entre 3 a 8% (v/v) de extrato fenólico e a glicosamina foi o indicativo de inibição que melhor representou o efeito inibidor sobre o crescimento fúngico. Padrões de ácidos fenólicos foram testados e comparados ao extrato fenólico de Spirulina, sendo observado que o ácido gálico foi o que apresentou maior efeito inibidor, porém inferior ao extrato fenólico de Spirulina. A incorporação do extrato fenólico em lipossomos alterou a dinâmica das regiões polares e apolares da fosfatidilcolina da membrana lipídica, influenciando a região fosfato do lipídio e aumentando a fluidez dos metilenos presentes na cauda apolar da membrana. Este efeito está relacionado com a inibição superior a 90% no crescimento de isolados do complexo Fg em presença de lipossomos contendo 8% de extrato fenólico (v/v). A produção de glicosamina foi reduzida de 11,5 mg g-1 para 6,1 mg g-1 no meio com lipossomo puro e extrato fenólico incorporado ao lipossomo, respectivamente, e aumentou em 15 vezes e 6 vezes a inibição da produção das micotoxinas NIV e 15AcDON. Ficou demonstrado que a técnica de encapsulamento garantiu a manutenção das propriedades de compostos bioativos, com atividade antifúngica e antimicotoxigênica superior ao extrato fenólico livre. / Fusarium is a fungal strain commonly found in grains and foods from cereals and a recognized mycotoxin producer. The need to increase food safety leads the search for biologically active natural substances as an alternative to the sinthetic fungicides. Phenolic compounds have demonstrated antifungal and antimicotoxigenic properties and the incorporation of these substances in carrier systems such as liposomes, may can preserve or even enhance this effect. As a result, this work aimed to study the antifungal activity of phenolic compounds extracted from Spirulina sp. LEB-18 in free and encapsulated form in order be applied in the reduction of the impact of micotoxin contamination in grains by Fusarium graminearum (Fg). First, the possibility affected metabolic pathways potentially affected were evaluated by determining structural compounds (glucosamine and ergosterol) and the enzymatic activity corresponding to primary metabolism of Fg 12 isolates in the presence of phenolic extract. The half inhibition concentration of fungal growth (IC50) was obtained in phenolic extracts concentrations between 3-8% (v/v) and glucosamine was the inhibition indicative which best represented the inhibitory effect on fungal growth. Phenolic acids standards were tested comparatively to Spirulina phenolic extract, and among them, being gallic acid showed the greatest inhibitory effect. However, this effect was lower than the Spirulina phenolic extract. The phenolic extract incorporation in lipossomes change the dynamics of the lipid membrandes of phosphatidylcholine polar and nonpolar regions, influencing the lipid phosphate region and increasing the fluidity of methylenes present in apolar hydrophobic acyl chains. This effect is related to the Fg growth inhibition of the complex isolates, wich was greater than 90% in the presence of liposomes containing 8% phenol extract (v/v). The production of glucosamine was reduced from 11.5 mg. g-1 to 6.1 mg. g-1 in the medium with pure liposome and phenolic extract incorporated into the liposome, respectively and increased by 15 and 6 times the inhibition of the mycotoxins NIV and 15AcDON. This showed that encapsulation technique ensured the maintenance of bioactive compounds with antifungal activity and antimicotoxigenic properties above the free phenolic extract.

A associação entre DNA de cadeia de longa e partículas catiônicas foi caracterizada por determinações de tamanho (espalhamento de luz dinâmico), análise de potencial-zeta, turbidimetria, estabilidade coloidal, microscopia de força atômica (AFM) e determinação de citotoxicidade dos arranjos contra a bactéria E. coli a partir da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). Partículas de poliestireno sulfato (PSS) de diversos tamanhos foram recobertas por uma bicamada de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e entituladas partículas biomiméticas catiônicas PSS/DODAB. Estas são altamente organizadas, catiônicas e monodispersas. Em seguida, por adição de λ, T5 ou T2-DNA, os arranjos supramoleculares PSS/DODAB/DNA foram obtidos e caracterizados em função da concentração de DNA e tamanho de partícula (80-700 nm). Em baixas concentrações de DNA, foram obtidos arranjos catiônicos PSS/DODAB/DNA de boa estabilidade coloidal, polidispersidade moderada e alta citotoxicidade contra E. coli. A partir da concentração de DNA correspondente à neutralização de cargas, foram obtidos arranjos neutros ou aniônicos de baixa estabilidade coloidal, alta polidispersidade e citotoxicidade moderada. Arranjos similares a nucleossomos foram visualizados por AFM para alguns arranjos na situação de neutralização de cargas (potencial-zeta igual a zero). Estão em perspectiva experimentos com DNA plasmidial que poderão revelar o papel do tamanho de partícula, carga e polidispersidade sobre a transfecção de genes em sistemas de células-modelo / The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, colloid stability, atomic force microscopy (AFM) and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities (CFU) counting. Firstly, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding λ, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zetapotential equal to zero). In perspective are experiments with plasmid DNA which will possibly reveal the role of particle charge, size and polydispersity for PSS/DODAB/DNA mediated gene transfection