Fungos produzem muitas substâncias bioativas em baixas quantidades. A utilização de técnicas de planejamento experimental e de análise multivariada podem otimizar as condições de cultivo. No presente estudo, foi desenvolvida uma abordagem para incrementar a produção de compostos macrocíclicos relacionados às curvularinas, produzidos pela linhagem Penicillium sp. em baixas concentrações. A linhagem de Penicillium sp. foi crescida sob um conjunto de diferentes condições, determinadas por combinações das variáveis, tempo de crescimento, temperatura, concentração de nutrientes, agitação e concentração de sais. Depois do crescimento, a filtração e extração em fase sólida dos meios de cultura de cada experimento de crescimento forneceram 4 frações que foram submetidas a análises químicas por CLAE-UV-EM. As respostas obtidas (massa das frações, área e número de picos cromatográficos) foram tratados por meio de uma metodologia multicritério, a função de desejabilidade. Utilizando os valores de desejabilidade global, calcularam-se os efeitos principais e de interação das variáveis sobre a produção de metabolitos secundários. Foram estabelecidas duas condições ótimas para a produção de compostos relacionados às curvularinas as quais requerem: baixas concentrações salinas, longo tempo de incubação, sem agitação, alta concentração de nutrientes, mas diferentes temperaturas. Uma das condições produziu quantidades elevadas de citrinina, enquanto a outra permitiu o isolamento de 1 nova curvularina e 5 novos compostos relacionados às curvularinas, mas contendo um anel tetrahidrotiofeno fundido à lactona. As alterações químicas no perfil químico produzido em meio de cultura por Penicillium, sp., usando apenas diferentes temperaturas de incubação ilustra a viabilidade da utilização do planejamento experimental, com o objetivo de maximizar a produção, quer de um metabolito único ou uma diversidade de substâncias, produzidas por uma linhagem microbiana.<br /> / Fungi produce many useful metabolites. Application of experimental design techniques and chemometric analysis are able to optimize the fungi culture conditions. In the present investigation, it was developed a refined procedure to improve the production of macrocyclic compounds curvularin-like, produced in low concentrations by Penicillium sp. lineage. The Penicillium sp. lineage was cultivated under different conditions, determined by a combination of selected variables: time of growth, temperature, total concentration of nutrients, growth under shaking or still mode and total concentration of inorganic salt. After growth, filtration and solid phase extraction of the culture media of each growth experiment provided four fractions that were analyzed by HPLC/UV/MS. The outputs (mass fractions, total area under chromatogram, and number of chromatographic peaks) were treated by a multicriteria approach, the desirability function. Using the global desirability values, we calculated the main and interaction effects of the variables on the production of secondary metabolites. Two optimal conditions were established for the production of compounds curvularin-like: low concentration of inorganic salt, long incubation time on still mode, high concentration of nutrients but different temperatures. One of the conditions produced high amounts of citrinin, while the other allowed the isolation of one new curvularin and five novel related compounds containing a tetrahydrothiophene ring fused to the lactone. Chemical changes in chemical profile produced in the culture media by Penicillium sp. using just different incubation temperatures shows the feasibility of using the experimental design in order to improve the production of either a single metabolite or a diversity of compounds produced by a microbial lineage.<br/>

Fungos produzem muitas substâncias bioativas em baixas quantidades. A utilização de técnicas de planejamento experimental e de análise multivariada podem otimizar as condições de cultivo. No presente estudo, foi desenvolvida uma abordagem para incrementar a produção de compostos macrocíclicos relacionados às curvularinas, produzidos pela linhagem Penicillium sp. em baixas concentrações. A linhagem de Penicillium sp. foi crescida sob um conjunto de diferentes condições, determinadas por combinações das variáveis, tempo de crescimento, temperatura, concentração de nutrientes, agitação e concentração de sais. Depois do crescimento, a filtração e extração em fase sólida dos meios de cultura de cada experimento de crescimento forneceram 4 frações que foram submetidas a análises químicas por CLAE-UV-EM. As respostas obtidas (massa das frações, área e número de picos cromatográficos) foram tratados por meio de uma metodologia multicritério, a função de desejabilidade. Utilizando os valores de desejabilidade global, calcularam-se os efeitos principais e de interação das variáveis sobre a produção de metabolitos secundários. Foram estabelecidas duas condições ótimas para a produção de compostos relacionados às curvularinas as quais requerem: baixas concentrações salinas, longo tempo de incubação, sem agitação, alta concentração de nutrientes, mas diferentes temperaturas. Uma das condições produziu quantidades elevadas de citrinina, enquanto a outra permitiu o isolamento de 1 nova curvularina e 5 novos compostos relacionados às curvularinas, mas contendo um anel tetrahidrotiofeno fundido à lactona. As alterações químicas no perfil químico produzido em meio de cultura por Penicillium, sp., usando apenas diferentes temperaturas de incubação ilustra a viabilidade da utilização do planejamento experimental, com o objetivo de maximizar a produção, quer de um metabolito único ou uma diversidade de substâncias, produzidas por uma linhagem microbiana.<br /> / Fungi produce many useful metabolites. Application of experimental design techniques and chemometric analysis are able to optimize the fungi culture conditions. In the present investigation, it was developed a refined procedure to improve the production of macrocyclic compounds curvularin-like, produced in low concentrations by Penicillium sp. lineage. The Penicillium sp. lineage was cultivated under different conditions, determined by a combination of selected variables: time of growth, temperature, total concentration of nutrients, growth under shaking or still mode and total concentration of inorganic salt. After growth, filtration and solid phase extraction of the culture media of each growth experiment provided four fractions that were analyzed by HPLC/UV/MS. The outputs (mass fractions, total area under chromatogram, and number of chromatographic peaks) were treated by a multicriteria approach, the desirability function. Using the global desirability values, we calculated the main and interaction effects of the variables on the production of secondary metabolites. Two optimal conditions were established for the production of compounds curvularin-like: low concentration of inorganic salt, long incubation time on still mode, high concentration of nutrients but different temperatures. One of the conditions produced high amounts of citrinin, while the other allowed the isolation of one new curvularin and five novel related compounds containing a tetrahydrothiophene ring fused to the lactone. Chemical changes in chemical profile produced in the culture media by Penicillium sp. using just different incubation temperatures shows the feasibility of using the experimental design in order to improve the production of either a single metabolite or a diversity of compounds produced by a microbial lineage.<br/>

Para medicamentos administrados oralmente, as etapas de liberação do fármaco a partir da forma farmacêutica e sua subsequente absorção constituem importantes processos para que a adequada biodisponibilidade oral ocorra. Deste modo, as características de solubilidade e de permeabilidade são de extrema importância para que mecanismos relacionados à absorção sejam compreendidos no âmbito das propriedades ADME (absorção, distribuição, metabolismo e excreção). Com base nisso, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) foi proposto como uma ferramenta que permite a classificação de fármacos em quatro classes distintas de acordo com a solubilidade e permeabilidade. De maneira complementar, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica de Distribuição de Fármacos (SCBDF) foi proposto levando em consideração a solubilidade e o metabolismo das substâncias, além de considerar o impacto de transportadores presentes nos tecidos biológicas, inclusive no trato gastrintestinal (TGI). Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais (estavudina, lamivudina e zidovudina) por meio do modelo de perfusão in situ com coleta de sangue mesentérico em ratos, considerando os aspectos relacionados ao efluxo e ao metabolismo pré-sistêmico que ocorrem nos enterócitos. Além disso, estudos in vitro em culturas celulares MDCK e MDCK-MDR1 foram realizados a fim de auxiliar na elucidação dos mecanismos de transporte dos referidos fármacos. Para a realização dos estudos de perfusão in situ, ratos Wistar foram anestesiados e a porção do jejuno foi canulada para permitir a entrada do fármaco solubilizado no interior do intestino, bem como a coleta das amostras de perfusato em intervalos regulares de tempo. A veia mesentérica também foi canulada para viabilizar a obtenção das amostras de sangue durante os experimentos. Para os estudos de efluxo, o verapamil foi adicionado à solução de perfusão como inibidor de Pgp (glicoproteína-P), enquanto que o cetoconazol foi empregado como inibidor de enzimas CYP3A. Em modelo in vitro MDCK e MDCK-MDR1, os experimentos foram conduzidos bidirecionalmente com o uso de GG918 como inibidor de P-gp. Em todos os experimentos realizados, o metoprolol e a ranitidina foram empregados como marcadores de alta e de baixa permeabilidade, respectivamente. Os resultados de permeabilidade mostraram que a estavudina e a zidovudina apresentam características de alta permeabilidade, enquanto a lamivudina apresentou o menor resultado dentre os três fármacos. Os ensaios bidirecionais em MDCK, no entanto, mostraram que os três antirretrovirais apresentam baixos valores de permeabilidade, uma vez que seus resultados foram significativamente menores que o valor encontrado para o metoprolol. Com relação à avaliação do mecanismo de efluxo, tanto a lamivudina quanto a zidovudina apresentaram interações significativas com a P-gp nos dois métodos empregados (perfusão in situ e MDCK-MDR1), uma vez que o aumento nos valores de permeabilidade foi constatado quando o inibidor de P-gp foi empregado. Os estudos de metabolismo intestinal realizados por meio do modelo de perfusão in situ mostraram que nenhum dos fármacos antirretrovirais apresentou interação significativa com as enzimas CYP3A quando o cetoconazol foi empregado como inibidor, uma vez que não foram constatadas mudanças significativas nos valores de permeabilidade. A comparação entre os resultados de permeabilidade efetiva (Pef) e de permeabilidade aparente (Pap), obtidos por meio da quantificação das amostras de perfusato e de plasma, respectivamente, permitiu verificar que as diferenças estatísticas entre estes dois parâmetros podem indicar variados mecanismos de transporte, uma vez que a Pap constata a quantidade da substância que realmente foi capaz de superar as barreiras físicas e bioquímicas presentes na parede do TGI. Logo, a Pap é considerada um parâmetro mais próximo das condições in vivo. Esta diferença foi constatada apenas para a zidovudina nos ensaios de transporte de efluxo, uma vez que o valor médio de Pef não representou a mesma conclusão fornecida pelo valor médio de Pap. Os resultados obtidos permitiram concluir que os fármacos antirretrovirais apresentam permeabilidade de moderada a alta em função do possível envolvimento de carreadores de influxo. Além disso, os três fármacos antirretrovirais interagiram de alguma forma com a P-gp, sendo os resultados referentes à lamivudina e à zidovudina mais significativos. Embora tenha sido constatada o envolvimento da P-gp na permeabilidade da zidovudina, sua elevada fração absorvida indica que a absorção desta substância não é limitada por este mecanismo e que a ação do carreador de efluxo não é clinicamente relevante neste caso. Com relação aos estudos de metabolismo, a presença de enzimas CYP3A nos enterócitos também não representou uma condição desfavorável para a absorção dos antirretrovirais. Assim, a avaliação dos mecanismos no presente trabalho contribuiu para a caracterização biofarmacêutica da estavudina, lamivudina e zidovudina e as metodologias descritas podem ser empregadas nas etapas iniciais de desenvolvimento farmacêutico com o objetivo de assegurar a segurança e a eficácia de medicamentos. / For orally administered pharmaceutical products, the drug release from the dosage form and its absorption are considered important processes for adequate oral bioavailability. Thus, the solubility and permeability characteristics are extremely important for understanding of mechanisms related to the absorption in the scope of the ADME properties (absorption, distribution, metabolism and excretion). Based on that, the Biopharmaceutics Classification System (BCS) was proposed as a tool for classifying drugs into four classes considering their solubility and permeability characteristics. In an additional way, the Biopharmaceutics Drug Disposition Classification System (BDDCS) was proposed considering the solubility and metabolism of compounds. Besides, the BDDCS also considers the impact of transporters in biological tissues, such as in the gastrointestinal tract (GIT). Thus, this study aimed to evaluate the mechanisms involved in the permeability of antiretroviral drugs (stavudine, lamivudine and zidovudine) using the intestinal in situ perfusion model with mesenteric blood sampling in rats, considering efflux and intestinal pre-systemic metabolism that occur in the enterocytes. Furthermore, in vitro studies in cell cultures MDCK and MDCK-MDR1 were performed in order to elucidate the transport mechanisms of the drugs. For intestinal in situ perfusion studies, Wistar rats were anesthetized and a portion of jejunum was cannulated to allow the drug entry into the intestine, as well as the perfusate sampling at regular time intervals. The mesenteric vein was also cannulated to allow blood sampling during the experiments. For efflux studies, verapamil was used as P-gp (P-glycoprotein) inhibitor while ketoconazole was used as CYP3A inhibitor. In in vitro model MDCK and MDCK-MDR1, the experiments were performed bidirectionally using GG918 as P-gp inhibitor. For all experiments, metoprolol and ranitidine were used as markers of high and low permeability, respectively. Permeability results showed that stavudine and zidovudine present high permeability characteristics while lamivudine showed the lowest value. However, bidirectional studies in MDCK showed that the antiretroviral drugs present low permeability since their results are far from metoprolol\'s results. Regarding efflux studies, both lamivudine and zidovudine presented relevant interaction with P-gp in in situ perfusion and MDCK-MDR1 models, since the increase in permeability values was observed when P-gp inhibitor was added. Metabolism studies performed through intestinal in situ perfusion showed that none of antiretroviral drugs interact significantly with CYP3A enzymes, since that no variation in permeability results were noticed. Comparison between effective permeability (Peff) and apparent permeability (Papp), obtained from prefusate and plasma, respectively, allowed to check that statistical differences between these two parameters can indicate different transport mechanisms, since Papp is related to the drug amount that really overcome the physical and biochemical barriers in the gut. Thus, Papp is considered the closest parameter to in vivo condition. This difference was observed for zidovudine in efflux studies, since Peff values does not match with the conclusion provided by the Papp. The results obtained allowed to conclude that the antiretroviral drugs presents moderate to high permeability due to the involvement of influx carriers. Furthermore, the antiretroviral drugs interacted with the P-gp, but lamivudine and zidovudine showed significant results. Although the involvement between zidovudine and P-gp is observed, its high fraction absorbed indicates that the absorption is not limited by efflux transporter, which is not relevant clinically. Regarding 32 metabolism studies, CYP3A enzymes is not considered as a limiting condition for absorption of the antiretroviral drugs. Thus, the evaluation of the mechanisms contributes for biopharmaceutical characterization of stavudine, lamivudine and zidovudine and the methodologies used in this study can be applied in early drug development to ensure adequate safety and efficacy of pharmaceutical products.

Altas concentrações de β-alanina podem causar desordens metabólicas e aumento na produção de espécies reativas, alterações na homeostasia redox e energética, bem como depleção dos níveis de taurina e excreção aumentada de GABA. Essas alterações levam a distúrbios no desenvolvimento neurológico, contribuindo para as manifestações clínicas. O quadro de acúmulo de β-alanina no plasma é conhecido como β-alaninemia. Neste trabalho, investigamos os efeitos crônico da sobrecarga de β-alanina em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar. Os animais receberam administração intraperitoneal de β-alanina (300 mg/kg) ou solução salina (NaCl 0,85%) no mesmo volume (10μl/kg de peso corporal) duas vezes ao dia com intervalo de 12 horas, durante 14 dias. Os resultados mostram que altas concentrações plasmáticas de β-alanina alteram o equilíbrio redox celular, observado no aumento de oxidação do diclorofluorescina em córtex cerebral e cerebelo de ratos Wistar. Observamos o mesmo resultado na determinação da atividade das enzimas antioxidantes glutationa peroxidase e superóxido dismutase, onde houve uma inibição das atividades Os níveis de tióis totais foram mensurados pela técnica de sulfidrilas, onde verificamos que cada tecido apresentou níveis diferenciados, elevação em córtex cerebral e diminuição em cerebelo. Investigamos também as atividades das enzimas da rede de fosforiltransferência. A atividade da hexoquinase foi aumentada em ambos os tecidos, diferentemente da enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, que se elevou em córtex cerebral e se inibiu em cerebelo. A inibição de atividade enzimática foi observada também na piruvato-cinase e lactato desidrogenase. Os complexos II, II-III, IV e a succinato desidrogenase foram mensurados a fim de melhor esclarecer as alterações metabólicas identificadas. No entanto, observamos um aumento do complexo IV e succinato desidrogenase e uma inalteração do complexo II-III em ambos os tecidos. Portanto, nossos resultados sugerem uma suscetibilidade dos tecidos quanto à alta carga de β-alanina, apresentando distúrbios na homeostasia redox e energética. Sendo assim, os achados podem contribuir, em parte, com as alterações neurológicas encontradas em pacientes com β-alaninemia. / High concentrations of β-alanine may cause metabolic disorders and increase the production of reactive species in the region of redox and energetic homeostasis, as well as depletion of taurine levels and increased excretion of GABA. These changes lead to neurodevelopmental disorders, contributing to clinical manifestations. The accumulation of plasma β-alanine is known as β-alaninemia. In this work, we investigated the chronic effects of β-alanine overload in the cortex cerebral and cerebellum of Wistar rats. The animals were given intraperitoneal administration of β- alanine (300 mg/kg) or saline (0.85% NaCl) in the same volume (10 μl/kg body weight) twice a day at 12-hour intervals for 14 days. The results show that high plasma concentrations of β-alanine alters the cellular redox balance reflected by the increase of oxidation of dichlorofluorescine in cerebral cortex and cerebellum of Wistar rats. We observed the same result in the determination of the activity of the antioxidant enzymes glutathione peroxidase and superoxide dismutase, where there was an inhibition of the activities. The levels of total thiols were measured by the sulfhydryl determination technique, where we verified that each tissue presented differentiated levels, elevation in cerebral cortex and decrease in cerebellum. We also investigate the activities of phosphoryl transfer network enzymes. The activity of hexokinase was increased in both tissues, unlike the enzyme glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, which was elevated in the cerebral cortex and inhibited in the cerebellum. Inhibition of enzymatic activity was also observed in pyruvate kinase and lactate dehydrogenase. Activities complexes II, II-III, IV and succinate dehydrogenase were measured in order to better clarify the identified metabolic aberrations. However, we observed an increase of the activity complex IV and succinate dehydrogenase and an unchanged II-III complex in both tissues. Therefore, our results suggest a susceptibility of tissues to the high β-alanine load, presenting disorders in redox and energetic homeostasis. Thus, the findings may contribute, in part, to the neurological findings found in patients with β-alaninemia.

A doença do xarope do bordo é causada pela deficiência na atividade do complexo desidrogenase dos α-cetoácidos de cadeia ramificada, levando ao acúmulo dos aminoácidos de cadeia ramificada leucina, isoleucina e valina e de seus α- cetoácidos correspondentes nos tecidos e fluidos corporais. Os pacientes podem apresentar atraso no desenvolvimento psicomotor e retardo mental. A patofisiologia da doença não é bem compreendida, contudo, o acúmulo do metabólito tóxico leucina induz alterações metabólicas associadas aos sintomas clínicos. Além disso, a capacidade antioxidante está reduzida nestes pacientes. Creatina, piruvato e taurina são potentes antioxidantes em sistemas biológicos e protegem a célula contra os danos causados pelo estresse oxidativo. Portanto, neste estudo, investigamos os efeitos da administração de leucina e da coadministração de creatina mais piruvato e de taurina em alguns parâmetros da rede de fosforiltransferência e de estresse oxidativo em córtex e hipocampo de ratos. A administração de leucina induziu estresse oxidativo com o aumento de radicais livres, e diminuiu a atividade das enzimas piruvato cinase, adenilato cinase, hexocinase, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, creatina cinase citosólica e creatina cinase mitocondrial. A coadministração de creatina mais piruvato e de taurina foi capaz de prevenir as alterações causadas pela administração de leucina sobre o estresse oxidativo e as enzimas tiólicas da rede de fosforiltransferência. As correlações significativas entre alguns parâmetros de estresse oxidativo e as enzimas da rede de fosforiltranferência sugerem que a diminuição na atividade das enzimas ocorre devido ao aumento das espécies reativas. Portanto, é possível sugerir que os efeitos nocivos que a leucina causa no cérebro possa contribuir para a disfunção neurológica observada em pacientes com a doença do xarope do bordo, e é possível que a suplementação com creatina, piruvato e taurina possa ser benéfica a estes pacientes. / Maple Syrup Urine Disease is caused by the deficiency of branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex activity leading to accumulation of the branched-chain amino acids leucine, isoleucine and valine and their corresponding branched-chain α-keto acids in tissues and body fluids. The affected patients may present psychomotor development delay and mental retardation. The pathophysiology of this disease is not entirely understood. However, the accumulation of toxic metabolite leucine induces profound metabolic alterations and impairment of energy homeostasis associated with clinical symptoms. Moreover, the antioxidant capacity is decreased in these patients. Creatine, pyruvate, and taurine plays a critical role in brain function and are potent antioxidants in biological systems, contributing to cellular protection against oxidative stress. In this study, we investigated the effects of leucine administration and coadministration of creatine plus pyruvate and taurine on some parameters of phosphoryl transfer network and oxidative stress in cerebral cortex and hippocampus of rats. Leucine-induced oxidative stress and diminished the activities of pyruvate kinase, adenylate kinase, hexokinase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, cytosolic creatine kinase, and mitochondrial creatine kinase. Coadministration of creatine plus pyruvate and taurine prevented the alterations provoked by leucine administration on the oxidative stress and the thiol-containing enzymes of phosphoryl transfer network. Significant correlations between some parameters of oxidative stress and the enzymes of the phosphoryl transfer network suggest that the diminution of the enzymes activities is possible due to increase in free radicals. It is possible that these effects of leucine may contribute to the neurological dysfunction observed in patients affected by Maple Syrup Urine Disease. In this case, it is possible that creatine plus pyruvate and taurine supplementation could benefit to the patients.

Orientador: Carlos Antonio Caramori / Resumo: A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) é a alteração mais comum do metabolismo hepático, associada à obesidade, resistência à insulina e à síndrome metabólica. Compreende amplo espectro de alterações, que tem em comum a esteatose, em indivíduos que não consomem álcool. Além da sobrecarga de ingestão calórica, outros fatores como alterações do metabolismo do ferro podem estar relacionados à patogênese ou progressão da DHGNA. Analisamos no presente estudo as possíveis relações de marcadores do metabolismo do ferro com a intensidade das lesões hepáticas na DHGNA em indivíduos obesos. Foram estudados 88 indivíduos adultos, de ambos os gêneros, obesos (IMC >30), com diagnóstico histológico de DHGNA, acompanhados no ambulatório de Gastroenterologia e Hepatologia da FMB-Unesp. Os marcadores do metabolismo do ferro avaliados foram: níveis séricos de ferro, ferritina e transferrina, bem como o índice de saturação da transferrina (IST). A presença e intensidade da deposição de ferro no parênquima hepático foram investigadas pelo método histoquímico do Azul da Prússia (Perls). A intensidade da esteatose e o grau de fibrose foram avaliados nas biópsias hepáticas. Dos 88 indivíduos avaliados, 31 (35,2 %) apresentaram aumento dos níveis séricos de ferritina e 12 (13,6%) apresentaram valores de IST acima de 45 %. A avaliação histológica, das biópsias hepáticas, demonstrou a presença de fibrose em 48/88 casos (54,54%), sendo 21/88 (23,86%) de intensidade leve e 27/88 (30,68%) caso... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Orientador: Carlos Antonio Caramori / Resumo: A doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) é a alteração mais comum do metabolismo hepático, associada à obesidade, resistência à insulina e à síndrome metabólica. Compreende amplo espectro de alterações, que tem em comum a esteatose, em indivíduos que não consomem álcool. Além da sobrecarga de ingestão calórica, outros fatores como alterações do metabolismo do ferro podem estar relacionados à patogênese ou progressão da DHGNA. Analisamos no presente estudo as possíveis relações de marcadores do metabolismo do ferro com a intensidade das lesões hepáticas na DHGNA em indivíduos obesos. Foram estudados 88 indivíduos adultos, de ambos os gêneros, obesos (IMC > 30), com diagnóstico histológico de DHGNA, acompanhados no ambulatório de Gastroenterologia e Hepatologia da FMB-Unesp. Os marcadores do metabolismo do ferro avaliados foram: níveis séricos de ferro, ferritina e transferrina, bem como o índice de saturação da transferrina (IST). A presença e intensidade da deposição de ferro no parênquima hepático foram investigadas pelo método histoquímico do Azul da Prússia (Perls). A intensidade da esteatose e o grau de fibrose foram avaliados nas biópsias hepáticas. Dos 88 indivíduos avaliados, 31 (35,2 %) apresentaram aumento dos níveis séricos de ferritina e 12 (13,6%) apresentaram valores de IST acima de 45%. A avaliação histológica, das biópsias hepáticas, demonstrou a presença de fibrose em 48/88 casos (54,54%), sendo 21/88 (23,86%) de intensidade leve e 27/88 (30,68%) ca... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Para medicamentos administrados oralmente, as etapas de liberação do fármaco a partir da forma farmacêutica e sua subsequente absorção constituem importantes processos para que a adequada biodisponibilidade oral ocorra. Deste modo, as características de solubilidade e de permeabilidade são de extrema importância para que mecanismos relacionados à absorção sejam compreendidos no âmbito das propriedades ADME (absorção, distribuição, metabolismo e excreção). Com base nisso, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB) foi proposto como uma ferramenta que permite a classificação de fármacos em quatro classes distintas de acordo com a solubilidade e permeabilidade. De maneira complementar, o Sistema de Classificação Biofarmacêutica de Distribuição de Fármacos (SCBDF) foi proposto levando em consideração a solubilidade e o metabolismo das substâncias, além de considerar o impacto de transportadores presentes nos tecidos biológicas, inclusive no trato gastrintestinal (TGI). Assim, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os mecanismos envolvidos na permeabilidade de fármacos antirretrovirais (estavudina, lamivudina e zidovudina) por meio do modelo de perfusão in situ com coleta de sangue mesentérico em ratos, considerando os aspectos relacionados ao efluxo e ao metabolismo pré-sistêmico que ocorrem nos enterócitos. Além disso, estudos in vitro em culturas celulares MDCK e MDCK-MDR1 foram realizados a fim de auxiliar na elucidação dos mecanismos de transporte dos referidos fármacos. Para a realização dos estudos de perfusão in situ, ratos Wistar foram anestesiados e a porção do jejuno foi canulada para permitir a entrada do fármaco solubilizado no interior do intestino, bem como a coleta das amostras de perfusato em intervalos regulares de tempo. A veia mesentérica também foi canulada para viabilizar a obtenção das amostras de sangue durante os experimentos. Para os estudos de efluxo, o verapamil foi adicionado à solução de perfusão como inibidor de Pgp (glicoproteína-P), enquanto que o cetoconazol foi empregado como inibidor de enzimas CYP3A. Em modelo in vitro MDCK e MDCK-MDR1, os experimentos foram conduzidos bidirecionalmente com o uso de GG918 como inibidor de P-gp. Em todos os experimentos realizados, o metoprolol e a ranitidina foram empregados como marcadores de alta e de baixa permeabilidade, respectivamente. Os resultados de permeabilidade mostraram que a estavudina e a zidovudina apresentam características de alta permeabilidade, enquanto a lamivudina apresentou o menor resultado dentre os três fármacos. Os ensaios bidirecionais em MDCK, no entanto, mostraram que os três antirretrovirais apresentam baixos valores de permeabilidade, uma vez que seus resultados foram significativamente menores que o valor encontrado para o metoprolol. Com relação à avaliação do mecanismo de efluxo, tanto a lamivudina quanto a zidovudina apresentaram interações significativas com a P-gp nos dois métodos empregados (perfusão in situ e MDCK-MDR1), uma vez que o aumento nos valores de permeabilidade foi constatado quando o inibidor de P-gp foi empregado. Os estudos de metabolismo intestinal realizados por meio do modelo de perfusão in situ mostraram que nenhum dos fármacos antirretrovirais apresentou interação significativa com as enzimas CYP3A quando o cetoconazol foi empregado como inibidor, uma vez que não foram constatadas mudanças significativas nos valores de permeabilidade. A comparação entre os resultados de permeabilidade efetiva (Pef) e de permeabilidade aparente (Pap), obtidos por meio da quantificação das amostras de perfusato e de plasma, respectivamente, permitiu verificar que as diferenças estatísticas entre estes dois parâmetros podem indicar variados mecanismos de transporte, uma vez que a Pap constata a quantidade da substância que realmente foi capaz de superar as barreiras físicas e bioquímicas presentes na parede do TGI. Logo, a Pap é considerada um parâmetro mais próximo das condições in vivo. Esta diferença foi constatada apenas para a zidovudina nos ensaios de transporte de efluxo, uma vez que o valor médio de Pef não representou a mesma conclusão fornecida pelo valor médio de Pap. Os resultados obtidos permitiram concluir que os fármacos antirretrovirais apresentam permeabilidade de moderada a alta em função do possível envolvimento de carreadores de influxo. Além disso, os três fármacos antirretrovirais interagiram de alguma forma com a P-gp, sendo os resultados referentes à lamivudina e à zidovudina mais significativos. Embora tenha sido constatada o envolvimento da P-gp na permeabilidade da zidovudina, sua elevada fração absorvida indica que a absorção desta substância não é limitada por este mecanismo e que a ação do carreador de efluxo não é clinicamente relevante neste caso. Com relação aos estudos de metabolismo, a presença de enzimas CYP3A nos enterócitos também não representou uma condição desfavorável para a absorção dos antirretrovirais. Assim, a avaliação dos mecanismos no presente trabalho contribuiu para a caracterização biofarmacêutica da estavudina, lamivudina e zidovudina e as metodologias descritas podem ser empregadas nas etapas iniciais de desenvolvimento farmacêutico com o objetivo de assegurar a segurança e a eficácia de medicamentos. / For orally administered pharmaceutical products, the drug release from the dosage form and its absorption are considered important processes for adequate oral bioavailability. Thus, the solubility and permeability characteristics are extremely important for understanding of mechanisms related to the absorption in the scope of the ADME properties (absorption, distribution, metabolism and excretion). Based on that, the Biopharmaceutics Classification System (BCS) was proposed as a tool for classifying drugs into four classes considering their solubility and permeability characteristics. In an additional way, the Biopharmaceutics Drug Disposition Classification System (BDDCS) was proposed considering the solubility and metabolism of compounds. Besides, the BDDCS also considers the impact of transporters in biological tissues, such as in the gastrointestinal tract (GIT). Thus, this study aimed to evaluate the mechanisms involved in the permeability of antiretroviral drugs (stavudine, lamivudine and zidovudine) using the intestinal in situ perfusion model with mesenteric blood sampling in rats, considering efflux and intestinal pre-systemic metabolism that occur in the enterocytes. Furthermore, in vitro studies in cell cultures MDCK and MDCK-MDR1 were performed in order to elucidate the transport mechanisms of the drugs. For intestinal in situ perfusion studies, Wistar rats were anesthetized and a portion of jejunum was cannulated to allow the drug entry into the intestine, as well as the perfusate sampling at regular time intervals. The mesenteric vein was also cannulated to allow blood sampling during the experiments. For efflux studies, verapamil was used as P-gp (P-glycoprotein) inhibitor while ketoconazole was used as CYP3A inhibitor. In in vitro model MDCK and MDCK-MDR1, the experiments were performed bidirectionally using GG918 as P-gp inhibitor. For all experiments, metoprolol and ranitidine were used as markers of high and low permeability, respectively. Permeability results showed that stavudine and zidovudine present high permeability characteristics while lamivudine showed the lowest value. However, bidirectional studies in MDCK showed that the antiretroviral drugs present low permeability since their results are far from metoprolol\'s results. Regarding efflux studies, both lamivudine and zidovudine presented relevant interaction with P-gp in in situ perfusion and MDCK-MDR1 models, since the increase in permeability values was observed when P-gp inhibitor was added. Metabolism studies performed through intestinal in situ perfusion showed that none of antiretroviral drugs interact significantly with CYP3A enzymes, since that no variation in permeability results were noticed. Comparison between effective permeability (Peff) and apparent permeability (Papp), obtained from prefusate and plasma, respectively, allowed to check that statistical differences between these two parameters can indicate different transport mechanisms, since Papp is related to the drug amount that really overcome the physical and biochemical barriers in the gut. Thus, Papp is considered the closest parameter to in vivo condition. This difference was observed for zidovudine in efflux studies, since Peff values does not match with the conclusion provided by the Papp. The results obtained allowed to conclude that the antiretroviral drugs presents moderate to high permeability due to the involvement of influx carriers. Furthermore, the antiretroviral drugs interacted with the P-gp, but lamivudine and zidovudine showed significant results. Although the involvement between zidovudine and P-gp is observed, its high fraction absorbed indicates that the absorption is not limited by efflux transporter, which is not relevant clinically. Regarding 32 metabolism studies, CYP3A enzymes is not considered as a limiting condition for absorption of the antiretroviral drugs. Thus, the evaluation of the mechanisms contributes for biopharmaceutical characterization of stavudine, lamivudine and zidovudine and the methodologies used in this study can be applied in early drug development to ensure adequate safety and efficacy of pharmaceutical products.

A perda anual de ovelhas em criações de sistema extensivo apresenta altos níveis na região Sul do Brasil. Na Serra Gaúcha essa porcentagem chega a 30% e torna-se um fator alarmante para propriedades com sistemas de produção de carne, leite e lã. As perdas reprodutivas em ovinos desta região estão relacionadas com a baixa taxa de concepção do rebanho e alta mortalidade perinatal de cordeiros (MPC) e frequentemente esses fatores são decorrentes de enfermidades, deficiências nutricionais durante o período gestacional e pós-parto ou por manejo inadequado de ovelhas e cordeiros. A MPC, definida como a morte de recém-nascidos imediatamente antes ou durante o parto e até os primeiros vinte e oito dias de vida é uma das principais causas de baixa taxa de desmame no Rio Grande do Sul (RS). Sua etiologia envolve ações complexas que circundam a ação individual e a interação de muitos fatores relacionados entre si. Estudos sobre as causas de MPC no RS têm apontado o complexo exposição/inanição e hipotermia, além da distocia como as duas principais patologias envolvidas nesses óbitos. Condições ambientais adversas, como o frio severo, também causam a morte em consequência da falta de adaptação do recém-nascido às novas condições de vida. A busca de informações que venham a elucidar as causas dessas perdas motivou a realização do presente estudo e o uso da esquila durante a gestação foi utilizado como uma possível ferramenta para minimizar a MPC. O efeito da esquila préparto (74 dias de gestação) sobre sobre o perfil metabólico e produtivo de ovelhas e no peso e desenvolvimento de seus cordeiros durante o primeiro mês de vida foram avaliados neste estudo. Um rebanho de 40 ovelhas gestantes da raça Corriedale foi dividido aleatoriamente em dois grupos: ovelhas com esquila completa (EC) e ovelhas mantidas com velo ou ovelhas controle (OC). As ovelhas e seus respectivos cordeiros foram avaliados em três momentos distintos durante o experimento: no parto, entre 15 e 21 dias de lactação e entre 22 e 45 dias de lactação. Os parâmetros de escore de condição corporal, dosagem de beta-hidroxibutirato, hematócrito, hemoglobina, lactato, glicose, peso corporal, peso da placenta e produção do leite foram mensurados e correlacionados. Os valores médios de hematócrito, hemoglobina e peso dos cordeiros apresentaram diferenças significativas (p< 0,05) entre os grupos EC e OC. O peso médio da placenta e a produção de leite apontaram diferença significativa enquanto que os achados para escore de condição corporal (ECC) e beta-hidroxibutirato não evidenciaram diferenças entre os grupos EC e OC, considerando todos os períodos em conjunto (p> 0,05). A produção leiteira de ovelhas do grupo EC (1.261,25 mL/dia) foi maior (p <0,05) do que no grupo OC (937,79 mL/dia). A esquila de ovelhas aos 74 dias de gestação mostrou-se como importante ferramenta para o melhor desenvolvimento de cordeiros na fase pós-nascimento de forma a contribuir para a diminuição da taxa de mortalidade perinatal. / The annual loss of sheep in extensive system has expressive levels in southern Brazil. It can reach 30% in some areas and becomes an alarming factor for properties with systems producing meat, milk and wool. Reproductive losses in sheep in this region are related to low conception rate of the herd and a high lamb perinatal mortality (LPM). Often these factors are due to diseases, nutritional deficiencies during pregnancy and postpartum period or inadequate management of ewes and lambs. Perinatal mortality is defined as lambs in the death of the neonate until the first twenty-eight days. The LPM is responsible for the low rate of weaning in Rio Grande do Sul (RS), southern Brazil. Its etiology involves complex actions and interaction of many factors related to each other. Studies about causes of the LPM in RS have showed the complex exposure, hypothermia and starvation, in addition to dystocia as the two main pathologies involved in these deaths. Adverse environmental conditions, such as severe cold, cause death due to the lack of adaptation of the newborn to the new living conditions also. The search for more information that might elucidate the causes of these losses motivated the present study and the use of shearing during pregnancy has been used as a possible tool to minimize LPM. The effect of pre-partum shearing (74 days gestation) on the metabolic and productive profile and weight of ewes and their lambs develop during the first month of life were studied. A flock of 40 pregnant Corriedale ewes were randomly divided into 2 groups: ewes completely sheared (EC) and ewes maintained with fleece or sheep control (OC). The ewes and their lambs were evaluated at three different times during the experiment: at birth, between 15 and 21 days of lactation and between 22 and 45 days of lactation. The parameters such as body condition score, betahydroxybutyrate, PVC, hemoglobin, lactate, glucose, body weight, placental weight and milk production were measured and correlated. The mean values of PVC, hemoglobin and lambs weight showed significant differences (p <0.05) between the EC and OC groups. The average weight of placenta and milk production showed a significant difference while the findings for body condition score (ECC) and beta-hydroxybutyrate showed no differences between groups EC and OC, considering all periods together (p> 0.05). Milk production of ewes of group EC (1261.25 mL / day) was higher (p < 0.05) than in the OC group (937.79 mL / day). Shearing of sheep at 74 days of pregnancy was a important tool for the better development of lambs in the post-birth in order to contribute to reducing the rate of perinatal mortality.

A hiperglicinemia não-cetótica (HNC) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência do sistema de clivagem da glicina (Gli), levando ao acúmulo tecidual e plasmático desse aminoácido. Apesar de a fisiopatologia do dano neurológico apresentado pelos pacientes afetados por HNC ainda não estar bem esclarecida, tem sido sugerido que o acúmulo de Gli é neurotóxico. O presente trabalho investigou inicialmente os efeitos ex vivo da administração intracerebroventricular (ICV) de Gli sobre o metabolismo energético e o imunoconteúdo das proteínas cinases dependentes de mitógenos (MAPK) p38, ERK1/2 e JNK, sinaptofisina e proteína Tau em córtex cerebral e estriado de ratos de 30 dias de vida. Verificamos que a injeção ICV de Gli reduziu a produção de CO2 a partir de glicose e inibiu as atividades das enzimas citrato sintase e isocitrato desidrogenase em estriado. A Gli também diminuiu as atividades dos complexos da cadeia transportadora de elétrons I-III em estriado e do IV em córtex cerebral. Além disso, a Gli diminuiu a atividade da enzima creatina cinase (CK) e de sua isoforma mitocondrial em córtex cerebral e estriado. O tratamento com os antioxidantes melatonina (MEL) e creatina e com o antagonista do receptor NMDA (MK-801) preveniu a diminuição das atividades da CK e dos complexos I-III e IV causado pela administração de Gli. Ainda verificamos que a Gli diminuiu o conteúdo de sinaptofisina, e a fosforilação da proteína Tau e das MAPK p38, ERK1/2 e JNK. O tratamento com MK-801 preveniu a diminuição da fosforilação da p38 causada pela Gli O próximo passo foi estudar o efeito ex vivo da injeção ICV de Gli sobre o metabolismo energético, a homeostase redox e parâmetros gliais em córtex cerebral de ratos neonatos. Foi demonstrado que a injeção de Gli em ratos de 1 dia de vida diminuiu a atividade do complexo IV da cadeia transportadora de elétrons e da CK, além de induzir aumento da geração de espécies reativas, diminuir as concentrações de glutationa reduzida (GSH), aumentar os níveis de malondialdeído (MDA) e modular a atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx). A injeção de Gli ainda foi capaz de induzir reatividade glial demonstrada pelo aumento da marcação de S100B em córtex cerebral e estriado, e GFAP em corpo caloso. Além disso, o tratamento com MEL preveniu a inibição do complexo IV e da enzima CK, o aumento dos níveis de MDA, a diminuição de GSH e o aumento de S100B causada pela Gli. Na última parte de nossa investigação foi examinado o efeito in vitro da Gli sobre a homeostase energética e redox em cerebelo de ratos de 30 dias de idade A Gli aumentou a produção de espécies reativas, os níveis de MDA e diminuiu as concentrações de GSH, sem alterar o metabolismo energético no cerebelo. Além disso, a adição de MEL, trolox (análogo hidrossolúvel da vitamina E) e MK-801 preveniram os efeitos deletérios da Gli sobre os níveis de MDA e GSH em cerebelo. Como conclusão, o nosso estudo mostra que a Gli causa um prejuízo na homeostase energética e induz estresse oxidativo em cérebro de ratos jovens e neonatos, bem como provoca reatividade glial em cérebro de neonatos. A Gli também altera as vias de sinalização das MAPK e causa dano neuronal em córtex cerebral e estriado, além de induzir estresse oxidativo in vitro em cerebelo. Portanto, alterações na homeostase redox e energética e excitotoxicidade parecem contribuir, ao menos em parte, para a fisiopatologia do dano neurológico apresentado pelos portadores da HNC. / Nonketotic hyperglycinemia (NKH) is an inborn error of metabolism caused by a deficiency of the glycine (GLY) cleavage system, leading to tissue accumulation of this amino acid. Although the pathophysiology of neurological damage presented by patients affected by NKH is not yet well understood, it has been suggested that increased concentrations of GLY are toxic for the central nervous system. Therefore, we initially investigated the ex vivo effect of a single intracerebroventricular (ICV) administration of GLY on energy metabolism and immunocontent of the mitogen-activated protein kinases (MAPK) p38, ERK1/2 and JNK, synaptophysin, and Tau protein in cerebral cortex and striatum of thirty-days-old rats. We verified that the administration of GLY decreased CO2 production using glucose as substrate, and inhibited the activities of citrate synthase and isocitrate dehydrogenase in striatum. GLY also decreased the activities of the respiratory chain complexes I-III in striatum and IV in cerebral cortex. Furthermore, GLY decreased the activity of creatine kinase (CK) and of its mitochondrial isoform in cerebral cortex and striatum The antioxidants melatonin (MEL) and creatine, and the NMDA receptor antagonist MK-801 prevented the GLY-induced decrease of the activities of CK and of the complexes I-III and IV. It was further observed that GLY injection decreased synaptophysin immunocontent and the phosphorylation of Tau protein, p38, ERK1/2 e JNK in rat brain. MK-801 treatment prevented the decreased phosphorylation of p38 caused by GLY. Next, we evaluated the ex vivo effect of GLY ICV administration on energy and redox homeostasis and glial parameters in brain of neonatal rats. GLY injection decreased the activities of respiratory chain complex IV and CK, and also induced the generation of reactive species, decreased reduced glutathione (GSH) concentrations, increased malondialdehyde (MDA) levels and modulated the activities of the antioxidant enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase. Moreover, GLY induced glial reactivity, as demonstrated by the increase in GFAP in corpus callosum and S100B in cerebral cortex and striatum MEL treatment prevented GLY-induced inhibition of complex IV and CK activities, decrease of GSH, and increase of MDA levels and S100B staining. In the last part of our study we assessed the in vitro effects of GLY on energy and redox homeostasis in cerebellum of thirty-day-old rats. We verified that GLY increased reactive species generation and MDA levels, and decreased GSH concentrations in rat cerebellum. Furthermore, the addition of MEL, trolox (hydrosoluble analogue of vitamin E) and MK-801 prevented MDA levels increase and GSH concentrations decrease caused by GLY. In conclusion, the present study demonstrated that GLY alters the energy metabolism and induces oxidative stress in brain of thirty-day-old and neonatal rats, and provokes glial reactivity in neonatal rat brain. GLY also alters MAPK signaling pathways and causes neuronal damage in rat cerebral cortex and striatum, besides inducing oxidative stress in cerebellum. Therefore, it may be presumed that bioenergetics dysfunction, oxidative stress and excitotoxicity contribute to the pathophysiology of brain damage observed in patients affected by NKH.