Doctor en Química / El trabajo a continuación explora el proceso de asociación de moléculas anfifílicas no iónicas en solventes apolares y el efecto ligante del agua en este proceso de asociación. En específico, se han estudiado tres moléculas anfifílicas en distintos sistemas: el primero de ellos está compuesto por n-hexanol en ciclohexano, el segundo se compone del surfactante Triton X-100 (TX-100) en ciclohexano / hexanol y finalmente el tercer sistema está compuesto por el copolímero dibloque de poli(óxido de etileno)43-b-poli(ε-caprolactona)14 (PEO43-b-PCL14) en ciclohexanona. Tanto TX-100 como PEO43-b-PCL14 presentan en común la unidad hidrofílica, poli(óxido de etileno). Estos dos sistemas se han estudiado en presencia de cantidades variables de agua. El ensamble del primer sistema se ha estudiado, además, en función de la concentración de n-hexanol. Los estudios de agregación se han hecho empleando resonancia magnética nuclear de protones (1 H-RMN). Se ha observado una fuerte dependencia en la concentración de agua para provocar la agregación de los anfifilos estudiados. Se han estudiado los desplazamientos químicos, constantes de difusión y tiempos de relajación de los componentes presentes en las soluciones señaladas. El uso de las sondas ácido 1anilinonaftaleno-8 sulfónico (ANS) y azul de metileno (MB) ha permitido contrastar los resultados obtenidos mediante 1 H-RMN, junto con caracterizar la polaridad del entorno en el cual se encuentra disuelta la sonda. Además, se ha estudiado el proceso de agregación de estos anfifilos en presencia de Ca+2, debido a que este catión forma complejos con poli(óxido de etileno). Se ha observado que el agua, presente en forma de traza en las soluciones de anfifilo en solvente apolar, actúa como un agente cohesivo que ayuda a la agregación de las moléculas mediante la formación de redes de puentes de hidrógeno, en la que el agua se encuentra en un estado altamente estructurado. La estructuración de las moléculas de agua se ve afectada por la presencia de nuevas especies como iones y polielectrólitos. La estructuración del agua en un medio apolar puede dar lugar a ensamblajes moleculares entre moléculas e iones hidrofílicos con nanoestructura definida, proyectables en un abanico de aplicaciones.

Os tutoriais Estrutura e Estabilidade do DNA e Estabilidade do DNA são produtos da metodologia proposta neste trabalho para o desenvolvimento de tutorias de moléculas com animações interativas 3D, a qual estabelece as cinco diretrizes: i. Selecionar conteúdo de Bioquímica, Biologia molecular e Química; ii. Definir a distribuição do conteúdo e a estrutura do tutorial; iii. Integrar textos, diagramas, tabelas e animações moleculares 3D; iv. Desenvolver as animações integrando diferentes modos de representação 3D; e v. Exibir simultaneamente na página web animação molecular 3D associada com texto, diagrama ou tabela. A metodologia é fundamentada em Princípios de Aprendizagem por Multimídia de Mayer, no intuito de favorecer a aprendizagem da molécula, o que exige mais do que a mera exposição da estrutura molecular em três dimensões, sendo necessária a articulação da estrutura com mídias acessórias (3ª diretriz) para conduzir a exploração guiada e paulatina da molécula. No caso de biopolímeros, como o DNA, o aumento da complexidade estrutural torna mais necessário guiar o aprendiz pela exploração da molécula, sendo preciso explicar as interações químicas entre os monômeros e entre os monômeros com o meio aquoso para que o aprendiz compreenda a estrutura e estabeleça relações desta com as atividades biológicas do DNA. Assim, um dos princípios da metodologia é o estabelecimento de unidades conceituais que exploram gradativamente o biopolímero por meio de um texto constituído por pergunta e resposta e, em seguida, uma animação acionada pelo botão Visualize 3D. A estratégia de apresentar o conteúdo de forma segmentadaobjetiva favorecer o estabelecimento de conexões entre o conhecimento novo, apresentado na unidade conceitual, e os conceitos preexistentes do aprendiz. O texto de cada unidade possui uma organização hierárquica: i. Resposta resumida para a pergunta; ii. detalhamento da resposta; iii. estabelecimento de relação estrutura/atividade biológica. Além disso, existem hiperlinks para explicação adicional sobre conceitos químicos e bioquímico, tais como ligação de hidrogênio, fendas do DNA, etc. Também foram adotados princípios educacionais para a criação das animações. Os recursos utilizados para construção dos tutoriais foram ferramentas do Laboratório Integrado de Química e Bioquímica e estruturas moleculares obtidas do RCSB Protein Data Bank. Para avaliação do potencial instrucional dos tutoriais foram realizadas atividades com alunos de pós-graduação e graduação que responderam a um questionário antes e outro após usar os tutoriais. Também foram conduzidas entrevistas com alunos de graduação no intuito de averiguar a percepção destes sobre a metodologia de desenvolvimento de tutoriais e a aprendizagem com o uso de tutoriais de moléculas. A análise dos questionários evidenciou uma melhoria no desempenho dos estudantes após usar os tutoriais, além de eles considerarem que aprenderam e que gostariam de usar mais tutoriais de moléculas como ferramenta de ensino e aprendizagem, o que é um indicativo do potencial da metodologia proposta neste trabalho. / The \"DNA Structure and Stability\" and \"DNA Stability\" tutorials are products of the methodology proposed in this work for the development of molecular tutorials with 3D interactive animations, which establishes the five guidelines: i. Select contents of Biochemistry, Molecular Biology and Chemistry; ii. Define the content distribution and the structure of the tutorial; iii. Integrate texts, diagrams, tables and 3D molecular animations; iv. Develop the animations integrating different modes of 3D representation; and v. Simultaneously display on the web page 3D molecular animation associated with text, diagram or table. The methodology is based on Mayer\'s Multimedia Learning Principles, in order to favor the learning of the molecule, which requires more than the mere exposition of the molecular structure in three dimensions, being necessary the articulation of the structure with accessory medias (3rd guideline) to conduct the guided and gradual exploration of the molecule. In the case of biopolymers, such as DNA, increasing structural complexity makes it more necessary to guide the learner through the exploration of the molecule. It is necessary to explain the chemical interactions between the monomers and between the monomers with the aqueous medium so that the learner understands the structure and establish relations between this and the DNA biological activities. Thus, one of the principles of the methodology is the establishment of conceptual units that gradually explore the biopolymer through a text consisting of question and answer and then an animation triggered by the button \"Visualize 3D\". The strategy of presenting content in a segmented way aims to favor the establishment of connections between the new knowledge presented in the conceptual unit and thepreexisting ones in the cognitive structure of the learner. The text of each unit has a hierarchical organization: i. Brief answer to the question; ii. detailing the response; iii. establishment of the relation between structure and biological activity. In addition, there are hyperlinks for further explanation about chemical and biochemical concepts, such as hydrogen bonding, DNA grooves, etc. Educational principles were also adopted for the creation of animations. The resources used to construct the tutorials were tools of the Integrated Laboratory of Chemistry and Biochemistry and the molecular structures obtained from the RCSB Protein Data Bank. In order to evaluate the instructional potential of the tutorials, activities were carried out with undergraduate and graduate students who answered a questionnaire before and after using the tutorials. We also conducted interviews with undergraduate students in order to ascertain their perception about the methodology of developing tutorials and the learning with the use of molecular tutorials. The analysis of the questionnaires evidenced an improvement in students\' performance after using the tutorials, in addition they also consider that have learned and would like to use more molecular tutorials as a teaching and learning tool, which is an indicative of the potential of the methodology proposed in this work.

A nefropatia diabética é uma doença crônica caracterizada por falência renal, que torna necessária a hemodiálise. A diálise peritoneal é uma alternativa para a hemodiálise, porém causa peritonite e morte, principalmente devido à infecção com Staphylococcus aureus, especialmente em pacientes imunodeprimidos, como pacientes diabéticos. Nossa hipótese é que a insulina possa modular a peritonite causada por S. aureus. Para tanto, investigamos sua intervenção, após a indução de diabetes mellitus, na infecção peritoneal por cepas diferentes de S. aureus, analisando os mecanismos moleculares (produção/liberação de citocinas, expressão de moléculas de adesão) e a atividade microbicida dos macrófagos peritoneais envolvidos. Ratos Wistar, machos, diabéticos (aloxana, 42 mg/kg, i.v., 10 dias) e respectivos controles (salina, i.v.) foram submetidos à injeção intraperitoneal de uma suspensão de S. aureus (5x109 CFU/mL) ou volume equivalente de PBS estéril. Os animais foram submetidos a dois tratamentos com insulina NPH: 1) dose única (1UI e 4UI respectivamente, controle e diabético), administrada por via subcutânea; ou, 2) com 4 doses sendo a primeira administrada 2 horas antes da infecção, seguida de metade desta dose às 17 horas e no mesmo horário pelos próximos 2 dias (dose inicial 4UI e 1UI, grupo diabético e grupo controle, respectivamente), passadas 16 horas da última dose de insulina, a glicemia foi determinada e, em seguida, foi realizada eutanásia e coleta de amostras. Avaliamos: a) número de células no lavado peritoneal (LPe), leucograma e glicemia (monitor de glicose); b) níveis séricos de corticosterona e insulina (ELISA); c) concentrações de citocinas (IL-1β, TNF-α, IL-6, IFN-γ, IL-4, IL-10, IL-12) e quimiocinas (CINC-1, CINC-2, CINC-3) no sobrenadante do LPe (ELISA); d) expressão de moléculas de adesão (P-selectina, PECAM-1, ICAM-1) no endotélio vascular (imunoistoquímica); e) atividade microbicida. Após a infecção com a cepa ATCC 25923, comparados aos não infectados, ratos diabéticos apresentaram aumento no número de leucócitos (350%) e nas concentrações de CINC-1 (1900%), IL-1β (1300%), IFN-γ (280%), IL-4 (800%). O tratamento destes animais com dose única de insulina diminuiu as concentrações de CINC-1 (17%) e IFN-γ (30%) e o leucócitos (55%); e aumentou a concentração de IL-4 (260%); enquanto o tratamento com 4 doses diminuiu o número de leucócitos (82%) e as concentrações de CINC-1 (96%) e CINC-2 (45%); e, aumentou as concentrações de TNF-α (270%), IFN-γ (220%), IL-1β (42%), IL-6 (760%) e a expressão de ICAM-1 (1360%); enquanto as concentrações de CINC-3, IL-10 e IL-12 não foram alteradas pelos tratamentos com insulina. Após a infecção com a cepa N315 HLA+, comparados aos não infectados, ratos diabéticos apresentaram aumento do número de leucócitos (200%), nas concentrações de CINC-1 (1000%), IL-4 (860%), IFN-γ (200%) e na expressão de PECAM-1 (800%) e diminuição de CINC-2 (92%). O tratamento destes animais com dose única de insulina diminuiu a concentração de CINC-1 (85%); e aumentou a concentração de CINC-2 (2030%), IL-1β (370%) e IL-4 (250%); enquanto o tratamento com 4 doses diminuiu a concentração de CINC-1 (92%); e, aumentou número de leucócitos (66%), as concentrações de CINC-2 (100%), IL-1β (490%), IL-6 (1870%) e IFN-γ (330%), e os outros parâmetros não foram modificados pelos diferentes tratamentos com insulina. Estes dados sugerem que a insulina possa modular a peritonite induzida por cepas diferentes de S. aureus, controlando pelo menos em parte, o infiltrado inflamatório, a produção das citocinas CINC-1, CINC-2, IL-4, IL-6, IFN-γ, TNF-α e IL-1β; e, consequentemente a expressão P-selectina e PECAM-1 no endotélio vascular do mesentério. / Diabetic nephropathy is a chronic disease characterized by kidney failure, so hemodialysis is necessary. Peritoneal dialysis is an alternative to hemodialysis, but causes peritonitis and death primarily due to infection by Staphylococcus aureus, especially in immunocompromised patients, such as diabetics. Our hypothesis is that insulin can modulate peritonitis caused by S. aureus, therefore, we investigated its action, after diabetes induction, in peritoneal infection with different S. aureus strains, analyzing the molecular mechanisms (cytokines production/release, adhesion molecules expression) and the microbicidal activity of peritoneal macrophages involved. Wistar male diabetic (alloxan, 42 mg/kg, iv, 10 days) and their respective controls (saline,iv) were subjected to intraperitoneal injection of S. aureus suspension (5x109CFU/mL) or an equivalent volume of PBS sterile. Animals were submitted to two treatments with NPH insulin administered subcutaneously : single dose (1IU and 4IU respectively , control and diabetic) 8 hours prior to euthanasia ; or 4 doses : first dose 2 hours before infection (4IU and 1IU , diabetic and control group, respectively), then half this dose of 17 pm and in the same time for the next 2 days, after 16 hours of the last dose, blood glucose was determined, and then it was carried out euthanasia and sampling. We evaluated: a) number of cells in peritoneal wash (PW), white blood cell count and blood sugar (glucose monitor) ; b) serum insulin and corticosterone (ELISA); c) concentrations of cytokines (IL-1β, TNF-α, IL-6, IFN-γ, IL-4, IL-10, IL-12) and chemokines (CINC -1, CINC-2, CINC-3 ) in supernatant of the SBA assay (ELISA); d) expression of adhesion molecules (P- selectin, ICAM-1, PECAM-1) in vascular endothelium ( immunohistochemistry); e) microbicidal activity. After infection with ATCC 25923 strain, compared to uninfected, diabetic rats showed an increase in leukocytes number (350%) and in concentrations of CINC-1 (1900%), IL-1β (1300%), IFN-γ (280%), IL-4 (800%). Treatment of these animals with a single dose of insulin decreased concentrations of CINC-1 (17%) and IFN-γ (30%) and leukocytes number (55%); and increased IL-4 concentrations (260%); while treatment with 4 doses decreased leukocytes number (82%) and concentrations of CINC-1 (96%) and CINC-2 (45%); and increased concentrations of TNF-α (270%), IFN-γ (220%), IL-1β (42%), IL-6 (760%) and expression of ICAM-1 (1360%); while the concentrations of CINC-3, IL-10 and IL-12 were not affected by treatments with insulin. After infection with N315 HLA+ strain, compared to uninfected, diabetic rats showed an increase in leukocytes (200%), concentrations of CINC-1 (1000%), IL-4 (860%), IFN-γ (200%) and in the expression of PECAM-1 (800%); and CINC-2 decrease (92%). Treatment of these animals with a single dose of insulin decreased the concentration of CINC-1 (85%); and increased concentrations of CINC-2 (2030%), IL-1β (370%) and IL-4 (250%); while treatment with 4 doses decreased the concentration of CINC-1 (92%); and increased leukocytes number (66%), concentrations of CINC-2 (100%), IL-1β (490%), IL-6 (1870%) and IFN-γ (330%), and other parameters were not modified by treatments with insulin. These results suggest that both S. aureus strains activate differently the innate response during peritonitis, and insulin was not always able to modulate this response.

Orientador: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Co-orientador: César Ricardo Teixeira Tarley / Banca: Elisete Aparecida Batista / Banca: Gustavo Troiano Feliciano / Banca: Wander Miguel de Barros / Banca: Emerson Schwingel Ribeiro / Resumo: O aumento mundial na utilização de fármacos é preocupante pelos impactos ambientais causados e principalmente pela possibilidade de mutação genica das bactérias. A preocupação com a Ciprofloxacina se deve a sua aplicação, sendo utilizado somente em casos mais graves, assim se uma bactéria desenvolve a resistência a este fármaco, provavelmente também conseguirá desenvolver resistência aos demais. No entanto, desenvolver métodos analíticos para determinação do fármaco em níveis de traço é difícil, seja pela sensibilidade baixa de algumas técnicas, seja pela presença de interferentes que não são possíveis de serem separados pelas técnicas tradicionais e que interferem no resultado de técnicas mais sensíveis. Desta maneira, o desenvolvimento de fases extratoras seletivas a um determinado fármaco apresenta interesse econômico e social. Os polímeros moleculares impressos apresentam uma ótima alternativa de solução para este problema. No entanto, são muitas as variáveis para seu desenvolvimento, dentre elas a escolha do melhor monômero para o complexo de pré-polimerização é de importância fundamental para a formação da nanocavidade seletiva. Desta maneira, neste trabalho foi desenvolvido a aplicação da simulação computacional quântica semi-empírica para o entendimento da interação da Ciprofloxacina - monômero. Foi simulada a interação com uma lista de 20 monômeros mais utilizados na literatura. As simulações foram realizadas utilizando-se os softwares HyperChem® 8.0.5 para modelagem molecular, pacote de softwares OpenEye® para verificações e otimização e MMH com MOPAC 2009 para realização dos cálculos quânticos de energia de aproximação para prever teoricamente o melhor monômero para sintetizar o polímero proposto. O MIP foi sintetizado em bulk utilizando-se acetonitrila como solvente, Ciprofloxacina como molécula molde, EDMA como agente reticulante, AIBN como iniciador... / Abstract: The worldwide increase in the drug's use is worrisome and causes environmental impacts mainly by the possibility of bacteria's gene mutation. The concern with Ciprofloxacin should your application, being used only in severe cases. If bacteria develop resistance to this drug, can probably also develop resistance to other. However, developing analytical methods for drug determination in trace levels is difficult, by the low sensitivity or by the interfering molecules that are not possible to be separated by traditional techniques and which interfere in the more sensitive techniques results. Thus, the development of selective extracting phases to a particular drug has economic and social interests. Molecular Imprinted Polymers show a great alternative to this problem's solution. However, their development has many variables. The best choice for the monomer complex pre - polymerization is crucial for the formation of selective nanocavity. Thus, in this work we apply the semi-empirical quantum computer simulation to understand the interaction of Ciprofloxacin - monomer. We simulated the interaction with a list of 20 monomers more used in the literature. The simulations were performed using the HyperChem ® 8.0.5 software for molecular modeling, OPENEYE ® software package for verification and optimization and MMH with MOPAC 2009 to achieve the quantum energy calculation approach to theoretically predict the best monomer for synthesizing polymer proposed. The MIP was synthesized in bulk using acetonitrile as a solvent, Ciprofloxacin as template molecule, EDMA as cross linker, AIBN as radical initiator and the three monomers that were tested in the simulation to check it. The extraction of ciprofloxacin was performed in a Soxhlet system with a solution of ethanol and acetic acid 9:1 (v / v). The resulting polymer was homogenized and sieved. Rebinding analyzes were performed by isotherms and selectivity tests. The results of isotherms showed that / Doutor

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Orientador: Clodoaldo Machado. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Exatas e Naturais, Programa de Pós-Graduação em Química.

A interação de várias substancias bioativas com monocamadas de fosfolipídios foi investigada usando isotermas de pressão e potencial de superfície, incluindo as drogas farmacológicas dipiridamol (DIP), clopromazina (CPZ) e trifluoperazina (TFP), além da melatonina (MEL) e o colesterol (COL). Os fosfolipídios empregados foram o zwiteriônico dipalmitoil fosfatidil colina (DPPC) e o aniônico dipalmitoil fosfatidil glicerol (DPPG) espalhados na superfície de água ultrapura, sendo que as monocamadas servem como modelo simples de membranas. A cooperatividade na interação entre fosfolipídios e moléculas com atividade biológica foi essencial para entender os acentuados efeitos na expansão (ou condensação) das monocamadas e as mudanças no momento de dipolo (até 10% de aumento na expansão em relação à monocamada do fosfolipídio puro para as misturas DIP/DPPC) que ocorreram a concentrações molares muito baixas entre 0,2-0,4% do DIP. Tais efeitos foram observados para todas as cinco substâncias investigadas, em todos os regimes de pressão. Nas altas concentrações, o comportamento da interação depende do tipo de mólecula e também de se a monocamada é de DPPC ou DPPG. Para o DPPC, as drogas farmacológicas foram expelidas da interface em vários graus a altas pressões, e existia um máximo de concentração da droga acima do qual ocorria a saturação, provavelmente porque as moléculas em excesso foram para a subfase. Essas concentrações críticas foram de 2% em mol para o DIP e a CPZ e de 5% em mol para a TFP. Para o DIP, em particular, os resultados das isotermas foram correlacionados com experimentos de espectroscopia de FTIR e microscopia de fluorescência \"in situ\", realizados por colaboradores, os quais permitiram a determinação de uma localização precisa da droga estudada. Não existe inserção do DIP na região da cauda hidrofóbica da monocamada do DPPC, com a interação ocorrendo com o grupo fosfato no zwiteríon, cujas pequenas mudanças na orientação induzidas pelo DIP levam a grandes mudanças no momento de dipolo. Como o DPPG está carregado negativamente sobre a superfície da água pura, não existe saturação nos efeitos de expansão com o aumento da concentração das drogas. O aumento do momento de dipolo efetivo na monocamada mista é atribuído a alterações na densidade de carga superficial pela adsorção da droga catiônica, que reduz a contribuição negativa do potencial da dupla camada, quando comparado com o da monocamada de DPPG puro. Os resultados do COL e a MEL devem ser considerados separadamente devido a sua natureza distinta, embora um comportamento cooperativo também tenha observado com grandes efeitos nas baixas concentrações. Tanto o COL como o MEL induzem mudanças na expansão das monocamadas de DPPC até a máxima concentração empregada, 20% molar. Para o COL foi observado um efeito de condensação a baixas concentrações, o qual foi seguido por uma expansão a altas concentrações, confirmando assim resultados prévios da literatura. Todas as monocamadas mistas COL/DPPG apresentavam-se expandidas, também confirmando alguns resultados da literatura para lipídios (diferentes do DPPC) quando misturados com o COL. A interação da MEL com o DPPC foi essencialmente similar à do COL, apesar do fato de a MEL pura não formar monocamadas estáveis. Sua interação com o DPPG foi peculiar já que o efeito que esta induz satura a 5% em mol. Isto também difere do comportamento das drogas farmacológicas. A MEL é neutra em todos os pHs, portanto, sua intenção com as membranas modelo de DPPG e DPPC só pode ocorrer via dipolo. O mesmo se aplica ao colesterol, o que justifica as diferenças no comportameto destas duas moléculas quando comparadas com as drogas (DIP, CPZ, TFP), que são carregadas sobre a água pura, nas misturas com os dois fosfolipídios (DPPG e DPPC). / The interaction of various bioactive substances with phospholipids monolayers has been investigated using surface pressure and surface potential isotherms, which include the pharmaceutical drugs dipyridamole (DIP), chlorpromazine (CPZ) and trifluoperazine (TFP), in addition to melatonin (MEL) and cholesterol (COL). The phospholipids employed were the zwitterionic dipalmitoyl phosphatidyl choline (DPPC) and the anionic dipalmitoyl phosphatidyl glycerol (DPPG) spread onto ultra pure water surfaces, where the monolayers served as simple model membrane systems. Cooperativity in the interaction between phospholipid and bioactive molecules was essential to account for the large effects of expansion (up to 10% increase in area in relation to the pure phospholipid monolayer for the DIP/DPPC mixture) of the monolayers and changes in dipole moment, which occurred at very low concentrations, e.g. 0.2 - 0.4 mol% of the substance. Such large effects were observed for all 5 substances investigated, at all surface pressure regimes. At higher concentrations, the interaction behavior depended on the type of molecule and also on whether the host monolayer was DPPC or DPPG. For DPPC, the pharmaceutical drugs were expelled at varying degrees from the interface at high surface pressures, and there was a maximum drug concentration above which the effects saturated, probably because the molecules in excess were lost to the subphase. These critical concentrations were 2mol% for DIP and CPZ and 5mol% for TFP. For DIP, in particular, the results from isotherm were correlated with in situ FTIR spectroscopy and fluorescent microscopy experiments, carried out by collaborators, which allowed the precise location of the drug to be determined. There is no insertion of DIP into the hydrophobic tail region of the DPPC monolayer, with interaction taking place with the phosphate group in the zwitterion, whose small changes in orientation induced by DIP lead to the large changes in dipole moment. Because DPPG is negatively charged on a pure water surface monolayer, there is no saturation of the expansion effects with the increase in drug concentration. The increase in the effective dipole moment of the mixed monolayers are attributed to alterations in the surface charge density by adsorption of the cationic drugs, which then reduces the negative contribution of the double-layer potential as compared to the pure DPPG monolayer. The results for COL and MEL must be considered separately owing to their distinct nature, even though a cooperative behavior was also observed with large effects at low concentrations. Both COL and MEL induce changes in the DPPC monolayers up to the highest concentration employed, viz. 20mol%. For COL, a condensation effect was observed at low concentrations, which was followed by monolayer expansion at high concentrations, thus confirming previous results in the literature. All COL/DPPG monolayers were more expanded than pure DPPG, also confirming previous results from the literature. While the interaction of MEL with DPPC was essentially similar to that of COL, in spite of the fact that MEL does not form stable monolayers on its own, its interaction with DPPG was somewhat peculiar in that the effects it induced saturate at 5mol%. This also differs from the behavior of the pharmaceutical drugs. MEL is neutral over a wide range of pHs, and therefore its interaction with DPPC and DPPG monolayers must occur via dipole interaction. The same applies to COL, and this explains why the behavior of these two substances is different from the drugs (DIP, CPZ and TFP) that are charged on the water surface, in the interaction with DPPC and DPPG.

Este trabalho consiste num estudo de espectroscopia de moléculas diatômicas. / Spectroscopic properties of diatomic molecules are investigated.

A inflamação envolve vários mecanismos biológicos relacionados entre si e altamente regulados: coagulação, fibrinólise, sistema complemento (SC), antioxidação e regulação hormonal. Fisiologicamente, o SC e a coagulação compartilham componentes regulatórios e várias interações entre o SC e a hemostasia têm sido propostas, mas não elucidadas. O interesse científico sobre as interações do SC com a hemostasia é crescente, devido ao risco de tromboembolismo venoso (TEV) associado ao uso de contraceptivos orais combinados (COC). Nosso grupo tem investigado os efeitos de COC sobre o SC, hemostasia e moléculas de adesão. Os resultados confirmam vantagens do etinilestradiol (EE)/levonorgestrel (LNG), um COC de 2ª geração sobre os de 3ª geração, mantendo-o como referência para comparação com novos COC, os quais buscam componentes mais naturais. Os componentes hormonais nos COC podem influenciar as interações entre o endotélio e o SC, as quais medeiam adesão de neutrófilos ao endotélio, podendo favorecer o TEV. Desde o advento dos COC busca-se constantemente minimizar seus efeitos indesejáveis com redução das doses, diferentes combinações de progestógenos/estrógenos e vias de administração. O 17? estradiol (E2) é o estrógeno natural e encontra-se combinado com o progestógeno acetato de nomegestrol (NOMAC), mais seletivo para o receptor de progesterona, minimizando efeitos indesejáveis sobre o metabolismo. Considerando-se os benefícios do EE/LNG e a aprovação do E2/NOMAC, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito destes COC sobre: 1) o SC por ativação das Via Clássica (VC) e Via das Lectinas (VL), concentração de C4d e concentração sérica e atividade do inibidor de C1 (C1inh) e 2) os níveis séricos de moléculas de adesão intercelular (ICAM)-1 e vascular (VCAM)-1 e E-selectina. A atividade hemolítica (AH) sérica da VC foi avaliada por ensaio cinético nos grupos de usuárias ou não dos COC e em pool de soro humano normal (SHN) exposto aos componentes dos COC. Os demais parâmetros (VL, C4d, C1inh e moléculas de adesão) foram avaliados por ensaios imunoenzimáticos. Os resultados foram: 1) não houve diferenças na AH sérica da VC; 2) exceto para EE+LNG, a AH da VC in vitro foi menor quando o pool de SHN foi exposto aos componentes individuais das formulações dos COC (EE, LNG, E2 e NOMAC) e à combinação E2+NOMAC comparada ao controle (pool SHN sem componentes das formulações dos COC), menor para E2+NOMAC comparada ao EE+LNG e menor para o NOMAC comparado ao LNG; 3) não houve diferenças na ativação da VL; 4) não houve diferenças na concentração sérica do fragmento C4d; 5) a concentração sérica do C1inh foi maior para o grupo EE/LNG, enquanto a atividade do mesmo foi maior para o grupo E2/NOMAC quando comparadas ao grupo controle; 6) a concentração sérica de E-selectina foi maior para o grupo E2/NOMAC comparada ao grupo controle e 7) não houve diferenças para ICAM-1 e VCAM-1. E2/NOMAC teve efeito sobre maior número de parâmetros comparados ao grupo controle, significativos para a maior atividade do C1inh e maior concentração de E-selectina. Este é o primeiro resultado, ao nosso conhecimento, sobre a relação do NOMAC e E-selectina. Observaram-se tendências para redução da AH da VC em consonância com a redução do C4d. Esta observação deve ser destacada uma vez que E2+NOMAC e seus componentes individualizados promoveram redução significativa na AH in vitro do SHN. Juntos estes dados sugerem ao E2/NOMAC um efeito sobre a regulação negativa da atividade do SC, enquanto o aumento de E-selectina sugere um efeito pró-inflamatório. Quanto ao EE/LNG, a maioria dos parâmetros manteve-se sem diferenças em relação ao grupo controle. O impacto destas observações depende de aprofundamento na investigação dos efeitos dos COC sobre os sistemas biológicos e de estudos clínicos controlados, os quais juntos podem refletir benefícios em muitos aspectos para a saúde humana, em particular, a contracepção e terapias de reposição hormonal / Inflammation involves several biologically related and highly regulated biological mechanisms: coagulation, fibrinolysis, complement system (CS), antioxidation and hormonal regulation. Physiologically, CS and coagulation share regulatory components and various interactions between CS and hemostasis have been proposed but not elucidated. The scientific interest in CS interactions with hemostasis is increasing because of the risk of venous thromboembolism (VTE) associated with combined oral contraceptive (COC) use. Our group has investigated the effects of COC on CS, hemostasis and adhesion molecules. Results confirm the advantages of ethinylestradiol (EE)/levonorgestrel (LNG), a 2nd generation COC over the 3rd generation, maintaining it as a reference for comparison with new COC, which seek more natural components. Hormonal components in COC can influence the interactions between the endothelium and the CS, which mediates neutrophil adhesion to the endothelium and may favor VTE. Since the advent of COC, it has been consistently sought to minimize its undesirable effects by reducing dosages, different combinations of progestogens/estrogens and routes of administration. E2 or 17? estradiol is the natural estrogen and is combined with a new progestin, the nomegestrol acetate (NOMAC), which is more selective for the progesterone receptor, minimizing undesirable effects on metabolism. Considering the benefits of EE/LNG and the approval of E2/NOMAC, the objective of this study was to evaluate the effect of these COC on: 1) CS by measurement of activation of Classical Pathway (CP) and Lectin Pathway (LP), serum concentration of C4d fragment, serum concentration and activity of C1 inhibitor (C1inh) and 2) serum levels of soluble adhesion molecules: intercellular adhesion molecule (ICAM)-1, vascular cell adhesion molecule (VCAM)-1 and E-selectin. The serum hemolytic activity (HA) of CP was assessed by kinetic assay in the COC and non-COC users and in normal human serum (NHS) groups exposed to COC components. Other parameters (LP, C4d, C1inh and soluble adhesion molecules) were evaluated by immunoenzymatic assays. The results were: 1) there was no difference in serum HA of CP; 2) except for EE + LNG, the HA of CP in vitro was lower when the pool of NHS was exposed to the individual components of the COC formulations (EE, LNG, E2 and NOMAC) and the E2+NOMAC combination compared to the control group (pool of NHS without hormonal components), lower for E2+NOMAC compared to EE+LNG and lower for NOMAC compared to LNG; 3) there was no difference in the activation of the LP; 4) there was no difference in the serum concentration of the C4d fragment; 5) the serum concentration of the C1inh was higher for EE/LNG group, whereas its activity was higher for E2/NOMAC group when compared to the control group; 6) the serum concentration of E-selectin was higher for E2/NOMAC group compared to the control group and 7) there was no difference for ICAM-1 and VCAM-1. E2/NOMAC had an effect on a higher number of parameters compared to control group, significant for the higher activity of C1inh and higher concentration of E-selectin. This is the first result, to our knowledge, about the association of NOMAC wiht E-selectin. Tendencies to reduce the HA of the CP were observed in consonance with the reduction of C4d. This observation should be highlighted since E2+NOMAC and its individualized components promoted a significant reduction in the HA in vitro of NHS. Together these data suggest to E2/NOMAC an effect on the down-regulation of CS activity, while the increase of soluble E-selectin suggests a pro-inflammatory effect. Regarding EE/LNG, most of the parameters have no difference compared to control group. The impact of these observations depends on further research into the effects of COC on biological systems and on controlled clinical studies, which together may reflect benefits in many respects to human health, in particular contraception and hormone replacement therapies

La dermatitis atòpica (DA) és l'expressió clínica d'un procés al.lèrgic en la pell que es manifesta en individus atòpics que entren en contacte amb un al.lergè en front al qual són hipersensibles. La DA es manifesta en l'home i en el gos per l'aparició sobtada de picor i de lesions cutànies immediates (fase primerenca o EAR). A més a més, en un percentatge elevat de pacients, la malaltia evoluciona cap a una fase tardana (LAR) que es sustenta en un procés inflamatori responsable possiblement dels símptomes crònics de la malaltia. En la DA humana i canina la inflamació es constitueix majoritàriament de cèl.lules dendrítiques i limfòcits T. En ambdues espècies s'ha demostrat que la resposta immunitària és inicialment de tipus Th2 i a mesura que la malaltia es fa crònica esdevé de tipus Th1. Durant el reclutament de les cèl.lules inflamatòries, s'activen entre d'altres, les molècules d'adhesió. Probablement en aquesta activitat participen els mastòcits (MC) de la dermis. La població mastocitària es col.loca en un lloc privilegiat per a coordinar el procés inflamatori per la seva situació anatòmica pròxima als vasos sanguinis i pel seu contingut en mediadors pro-inflamatoris. El coneixement dels mecanismes d' instauració de la inflamació en la DA és fonamental per a establir estratègies terapèutiques encaminades a reduir-la. Ens proposàrem estudiar l'expressió de la selectina P, l'ICAM-1 i el TNF-a en la DA, així com la contribució dels MC a la seva inducció en models canins in vitro i in vivo.Es van seleccionar gossos amb DA espontània en l'Hospital Clínic Veterinari de la Universitat Autònoma de Barcelona i es van tractar amb antibiòtics. Mitjançant immunohistoquímica, en les lesions cutànies es va observar una major expressió de selectina P que en les zones no lesionades. Aquest augment es correlacionava amb una adherència incrementada dels leucòcits a l'endoteli vascular. A més a més, mitjançant estudis in vitro amb línies cel.lulars de MC canins i cèl.lules endotelials de caròtida canina, vam demostrar que els mediadors mastocitaris són capaços d'induir l'expressió de selectina P endotelial. Això suggereix una relació funcional entre els MC i les cèl.lules endotelials de la dermis en la DA durant l'establiment del procés inflamatori, i pot reflexar la importància de la selectina P en les fases inicials de la inflamació al.lèrgica. Es va avaluar també l'expressió de TNF-a i ICAM-1 en gossos amb DA espontània. No es va observar un augment significatiu de cap d'aquestes dues molècules en las zones lesionades, però les dades suggereixen que existeix una tendència a la sobre-expressió d'ambdues. També es va observar que en la pell canina els MC són la font fonamental de TNF-a i es va comprobar mitjançant estudis in vitro que el TNF-a mastocitari és capaç d'induir l'expressió d'ICAM-1 endotelial. De nou s'estableix una relació funcional de l'eix MC / TNF-a / ICAM-1 endotelial que pot ser important en la patogènia de la inflamació al.lèrgica en la DA, encara que es requereix de nous experiments per a determinar la seva contribució al procés inflamatori. Les dificultats que impliquen els estudis en gossos amb DA natural i l'interés per avaluar el paper dels MC en aquest procés in vivo, ens va portar a contribuir a la caracterització d'un model caní de dermatitis al.lèrgica: el gos hipersensible a Ascaris suum. La injecció intradèrmica d'antigen (Ag) purificat d'Ascaris indueix una reacció immediata (pàpula) de la que són responsables majoritaris els MC. Vam observar que, a més, es produeix una inflamació en la dermis molt similar a la que s'observa en l'home. En l'establiment del procés inflamatori en aquest model juga un paper important la selectina P, de la que probablement els MC en siguin els inductors.En pell lesionada de gossos amb DA els MC poden ser els responsables de l'expressió de selectina P i d'altres molècules d'adhesió com l'ICAM-1 mitjançant l'alliberació de mediadors pro-inflamatoris com el TNF-a. Un procés inflamatori similar en el que probablement també participen els MC s'observa en el model de gos hipersensible a Ascaris en fer la injecció intradèrmica d'Ag. Aquest model suposa per tant un sistema biològic idoni per a caracteritzar la inflamació al.lèrgica en DA i mitjançant el protocol de sensibilització primària transcutània que hem establert hi haurà més accessibilitat a aquest model d'al.lèrgia cutània canina. / Atopic dermatitis (AD) is an allergic skin condition occurring in predisposed atopic individuals upon contact with an allergen. AD develops in humans and dogs, and appears clinically as an immediate cutaneous lesional reaction and pruritus, the so-called early allergic reaction (EAR). In many individuals, this evolves towards a late allergic reaction (LAR) with an underlying inflammatory process. In both species, human and canine, the primary cells in the inflammatory infiltrate are dendritic cells and T lymphocytes. Also the process switches from a Th2 to a Th1 response along the course of the disease. The cell recruitment is conducted by adhesion molecules and other pro-inflammatory cytokines possibly released by the dermal mast cells (MC) because of their prvivileged location close to the endothelial cells were this migration process takes place. The understanding of the mechanisms leading to allergic inflammation is of outmost relevance to establish future therapeutic strategies. We proposed to study the expression of P-selectin, ICAM-1 and TNF-a in AD and to assess the contribution of MC in canine in vitro and in vivo models.Dogs with spontaneous AD were selected at the Veterinary Teaching Hospital of the Universitat Autònoma de Barcelona. Immunohistochemistry revealed that lesional skin from these dogs had an over-expression of P-selectin when compared to non-lesional skin. This was paralleled by an increased adherence of leukocytes to the vascular endothelium. We also demonstrated in in vitro studies that canine MC were able to up-regulate P-selectin on the carotid endothelial surface. Altogether, this suggests a functional relation between MC and endothelial cells that might be relevant to P-selectin up-regulation in AD. We also assessed the expression of ICAM-1 and TNF-a but no over-expression was detected under our conditions. However, given that the counting showed a higher expression in the lesional sites, we concluded that there is a trend towards an increased expression of both pro-inflammatory molecules. We also observed that MC are the primary soruce of TNF-a in the skin and that, in vitro, such TNF-a is the main inductor of the up-regyulation of ICAM-1 in canine carotid endothelial cells. This in turn suggests a functional relation of the axis MC/TNF-a/ICAM-1 that might be important in the inflammatory process underlying AD. Given the problems associated to the study of the natural disease in dogs, we further characterized a canine model of AD that can provide insights on the relevance of MC to its pathogenesis: the Ascaris suum hypersensitive dog. In this model, the Ag i.d. injection triggers the release of MC vasoactive mediators responsible for the early wheal reaction. In addition, we observed an inflammatory process similar to the one in humans. P-selectin appears to contribute to such process as for the expression in the lesional skin revealed by immunhistochemistry.All this points at a potential role of MC in the LAR through the release of pro-inflammatory mediators such as TNF-a that do up-regulate the expression of adhesion molecules. Among these, P-selectin appears to bear a leading role in the induction of inflammation in AD and should be foreseen as a target when considering new management approaches. This was confirmed by our studies in the Ascaris suum hypersensitive canine model. The potential of such unique model increased in particular since we also propose a way to induce it rather than select the hypersensitive animals.