Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / Com o aumento progressivo da expectativa de vida e consequentemente do envelhecimento populacional, doenças crônicas degenerativas, em particular os quadros demenciais como a Doença de Alzheimer (DA), se tornaram cada vez mais prevalentes. As alterações histopatológicas características da DA são placas neuríticas (senil) formadas pelo peptídeo β-Amilóide 40/42 (Aβ 40/42) e os emaranhados neurofibrilares composta por agregados de proteína TAU hiperfosforilado (fosfo-TAU). Também ocorre distrofia de neurônios, gliose e perda neuronal. Um crescente corpo de evidências implica deficiências na via de sinalização da insulina no cérebro com o desenvolvimento de β-Amilóide e hiperfosforilação de tau. Além disso, alguns estudos demonstram que a insulina apresenta ação neuroprotetora contra os efeitos deletérios da neuroinflamação e estresse oxidativo no SNC. O modelo de resistência cerebral à insulina via administração intracerebroventricular (ICV) de estreptozotocina (STZ) replica alguns achados bioquímicos em pacientes com DA como diminuição da glicose cerebral, do metabolismo energético, redução do fluxo sanguíneo cerebral, estresse oxidativo e disfunção colinérgica. As Nanopartículas de Ouro (GNP) possui efeito anti-inflamatório e antioxidante e têm sido utilizado em pesquisas com ótimos resultados em modelo animal de Diabetes Mellitus, porém seu mecanismo de ação ainda não está totalmente esclarecido. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da administração crônica de GNP sobre parâmetros moleculares e bioquímicos após injeção ICV de STZ em cérebro de ratos jovens. Os animais foram distribuídos randomicamente em 6 grupos experimentais: “G1” – Sham; “G2” - STZ; “G3” – STZ + GNP 24h; “G4” – STZ + GNP 48h; “G5” - Sham + GNP 24h e “G6” – Sham + GNP 48h. Os animais foram anestesiados e logo após foi realizado injeções ICV bilaterais de STZ (3mg/kg). O tratamento com GNP foi realizado por injeção intraperitoneal na dose de 2,5 mg/L com tamanho de partícula de 20 nm. A frequência de administração de GNP foi a intervalos de 24h para os grupos G3 e G5 e 48h para os grupos G4 e G6 durante 21 dias. Após este período foi realizado a cirurgia estereotáxica e posterior análises. A distribuição de GNP no tecido cerebral, hepático e muscular foi similar em todos os grupos, porém a concentração cerebral foi maior nos grupos G3 e G4. Ocorreu um aumento dos níveis de NF-κB e IL-1β no grupo STZ em relação ao Sham e uma redução significativa de NF-κB no grupo STZ + GNP 48h. O grupo STZ induziu um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, aumento nos níveis de danos oxidativos e uma diminuição na atividade das enzimas antioxidantes e nos níveis de Glutationa (GSH) em relação ao Sham, entretanto, o grupo STZ + GNP 48h reverteu essas alterações. Além disso, o percentual de sobrevida foi de 25%, 35% e 65% para os grupos 2, 3 e 4 respectivamente. Os resultados obtidos por este estudo apontam à GNP como um promissor tratamento da Doença de Alzheimer, contudo, mais estudos devem ser direcionados para melhor compreensão do papel das GNP.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / O infarto agudo do miocárdio (IAM) é uma patologia de ocorrência frequente em todo o mundo e se caracteriza por um interrupimento do fluxo de sangue para uma região específica do coração. Se não tratada em tempo hábil, evoluirá para necrose local e afetará o entorno (peri-infarto) com posterior perda da função contrátil do músculo cardíaco. Já é sabido que uma resposta inflamátória, disfunção mitoncondrial e a presença de oxidantes na região de peri-infarto comprometem a recuperação do tecido. Neste sentido, estudos que investigam novas formas de intervenções que possam reduzir os efeitos deletérios do infarto ainda são necessários. Assim, o objetivo do presente estudo foi investigar o papel de nanopartículas de ouro (NPAu) associadas ao sestamibi (MIBI) sobre a lesão por reperfusão pós isquemia e seu efeito sobre o remodelamento cardíaco em modelo experimental de IAM. Ratos Wistar (n= 48) de 3 meses de idade foram expostos ao infarto por bloqueio temporário da artéria descendente anterior por 30 minutos seguido por reperfusão com administração intraventricular cardíaca de NPAu/MIBI nas concentrações de 0,5, 1,3 e 3 μg/kg. Os animais foram acompanhados por 24 horas seguidos por eutanásia. As regiões infartadas e não infartadas do tecido cardíaco foram cirurgicamente retiradas para análise de parâmetros da função mitocondrial, inflamação e de estresse oxidativo. Em relação aos parâmetros de estresse oxidativo não houve alterações significativas na produção de DCF. Entretanto em relação ao conteúdo de GSH total, os resultados demostraram que, embora os níveis de GSH não sofreram diferenças estatísticas em relação ao veículo MIBI, um aumento de 45% e 55% no conteúdo de GSH total foi observado nas concentrações de 1,3 μg/kg e 3 μg/kg, respectivamente, na região de infarto e a concentração de 1,3 μg/kg de NPAu reduziu significativamente os níveis de GSSG bem como aumentou a razão GSH/GSSG na área não-infartada. Em relação as citocinas anti e pró inflamatórias, os resultados demonstraram uma diminuição significativa nos níveis de TNF-α em área infartada, onde a dose de nanopartículas utilizada na reperfusão foi de 0,5ug/kg. Nos níveis de IL-6 também ocorreu uma diminuição significativa no grupo com a dose de 0,5ug/kg em relação ao grupo controle na área não infartada. Quanto aos níveis de TGFβ, na área infartada houve um aumento significativo nos grupos com dose de 0,5ug/kg e 1,3ug/kg quando comparados ao grupo controle. Já na área não infartada houve uma diminuição dos níveis no grupo com dose de 0,5ug/kg quando comparado ao seu grupo controle. Tomados em conjunto os dados mostram que a associação NPAu/MIBI, em diferentes concentrações, pode trazer benefícios no processo de lesão de reperfusão miocárdica no que diz respeito a estresse oxidativo e processo inflamatório, tanto na área infartada quanto na área não infartada.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / As Taupatias estão envolvidas em uma série de doenças, incluindo as neurodegenerativas. Atualmente, as intervenções terapêuticas para diversos tipos de demência não são efetivas. Sendo assim, tratamentos direcionados para estágios iniciais da neurodegeneração são necessários, na tentativa de modificar o prognóstico destas doenças. Acredita-se que a etiologia da disfunção cognitiva possa estar associada à neuroinflamação e estresse oxidativo, desencadeando a morte de neurônios em regiões associadas à formação da memória. Tendo em vista este aumento significativo das síndromes demenciais, a não existência de fármacos eficazes para controle das mesmas e que as nanoparticulas de ouro (GNP) apresentam atividade antioxidante e anti-inflamatória; o objetivo do estudo foi avaliar o efeito do tratamento com GNP em duas doses sobre a cognição e atividade anti e pró-oxidante cerebral, em um modelo de Taupatia. A Taupatia foi induzida através do ácido ocadaico (AO) injetado por via intracerebroventricular (ICV) na dose de 100ug. O tratamento com GNP nas doses 2,5mg/kg e 5,0mg/kg por via intraperitoneal administrados a cada 48h por 21 dias, iniciou-se 24h após injeção de AO. Os ratos foram divididos nos seguintes grupos: Sham + Salina; Sham + GNP 2,5; Sham + GNP 5,0; AO + Salina; AO + GNP 2,5; AO + GNP 5,0 (n= 15 animais por grupo). Após o tratamento, os animais foram submetidos à avaliação da memória espacial pelo teste de Barnes maze. Após 24h, os animais foram mortos e o córtex pré-frontal, hipocampo e estriado retirados para as análises de parâmetros anti e pro oxidante. Os animais dos grupos AO + Salina e AO + GNP 5,0, apresentaram déficit cognitivo na memória espacial. Os parâmetros antioxidantes no hipocampo (níveis de GSH e sulfidrila; atividade da Superóxido Dismutase (SOD) e Catalase (CAT)) foram diminuídos pelo AO e a dose de GNP 2,5mg/kg preveniu esse dano. No córtex pré-frontal, os níveis de GSH foram diminuídos pelo AO e a dose de GNP 2,5mg/kg preveniu este efeito. No estriado, a atividade da CAT foi reduzida pelo AO e a dose de GNP 2,5mg/kg preveniu este efeito. Os marcadores pró-oxidantes (nitrito e diclorofluoresceína (DCF)) foram aumentados no córtex pré-frontal, hipocampo e estriado pelo AO e GNP 2,5mg/kg preveniu este efeito. O imunoconteudo de Tau fosforilada foi aumentado por AO e GNP na dose de 2,5mg/kg previniu este efeito em córtex pré- frontal e hipocampo. Tomados em conjunto, os resultados obtidos por este estudo apontam as GNPs como promissoras no tratamento da Taupatia.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / O infarto agudo do miocárdio (IAM) se caracteriza por uma interrupção do fluxo de sangue para uma região específica do coração trazendo consequência severas à saúde podendo levar a morte. Os processos celulares envolvidos na resposta tecidual, precisam de intervenção terapêutica para não evoluir para necrose local e afetar o entorno da região infartada, com posterior perda da função contrátil do músculo cardíaco. Nanopartículas de ouro (NPAu) tem sido empregadas com potencial efeito anti-inflamatória e a sua associação à moléculas-guia, como o sestamibi, pode ser um possível alvo terapêutico que reduza os riscos associados à lesão por isquemia-reperfusão. Deste modo, o objetivo do presente estudo foi caracterizar química e biologicamente a administração de nanopartícula de ouro (NPAu) ligado ao sestamibi sobre a lesão de reperfusão após isquemia cardíaca. Ratos Wistar (n= 104) de 3 meses de idade foram expostos ao infarto por bloqueio temporário da artéria descendente anterior por 30 minutos seguido por reperfusão com administração intraventricular de sestamibi-NPAu nas concentrações de 0,5, 1,0 e 3 μg/kg. Os animais foram acompanhados por 24 horas seguidos por eutanásia. O sangue foi retirado por punção ventricular para análises de CTN, AST, ALT, creatinina, e uréia e a região infartada e não-infartada foram cirurgicamente removidas para análises histopatológicas. Assim, a nossa hipótese é de que a administração NPAu associada ao sestamibi tenha efeitos protetores na lesão por reperfusão sem prejuízo a outros órgãos, devido a cardioseletividade do sestamibi, e que possamos esclarecer os mecanismos envolvidos neste contexto.

Submitted by Raquel Bester Liszbinski (raquelb.biomed@gmail.com) on 2018-06-12T15:27:51Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Raquel Bester Liszbinski 04.2018 .pdf: 2684297 bytes, checksum: 39e14fcba58d472dfe21ab816c211c29 (MD5) / Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2018-06-13T16:59:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 liszbinski_rb_me_bot.pdf: 2684297 bytes, checksum: 39e14fcba58d472dfe21ab816c211c29 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T16:59:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 liszbinski_rb_me_bot.pdf: 2684297 bytes, checksum: 39e14fcba58d472dfe21ab816c211c29 (MD5) Previous issue date: 2018-04-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo mais prevalente de câncer no mundo, com frequentes complicações metastáticas muitas vezes associadas ao desenvolvimento de resistência adquirida aos fármacos. Uma das estratégias terapêuticas utilizadas no tratamento de pacientes que não respondem bem à quimioterapia convencional é a imunoterapia baseada na aplicação de anticorpos monoclonais cetuximab ou panitumumab, ambos dirigidos ao receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR). Em alguns casos observa-se associação da resistência aos anticorpos com a superexpressão de HER2, outro membro da família do EGFR. Assim, esta dissertação foi elaborada para testar a hipótese de que o uso conjunto de anticorpos anti-EGFR e anti-HER será capaz de reduzir o escape das células tumorais e que a associação com fármacos antitumorais tornará mais efetiva sua eliminação. Com esse propósito, nosso objetivo foi utilizar nanopartículas ouro (AuNP) para o transporte de 5-fluorouracil (5FU), endereçando esses nanocarreadores para as células de câncer colorretal recobrindo-os com anticorpos contra os receptores para fator de crescimento epidérmico EGFR (ErbB-1) e HER2 (ErbB-2). Os nanocarreadores foram testados in vitro quanto a sua interação por células de câncer colorretal HCT-116 e Caco-2 por citometria de fluxo, sua capacidade de induzir apoptose/necrose e seu efeito sobre a atividade proliferativa das células testadas. Nossos dados indicam que as AuNP produzidas e funcionalizadas com as moléculas de interesse possuem estrutura esférica, no entanto, algumas formulações apresentaram aglomeração devido a incorporação das moléculas orgânicas. Os ensaios biológicos mostraram que a AuNP 5FU EGFR teve efeito significativo na atividade citotóxica pela via apoptótica recente quando as células foram expostas à maior concentração testada, independentemente do tempo de exposição. Consequentemente, a proliferação celular foi cessada neste mesmo tratamentos e ambos os fenômenos foram observados de forma mais evidente na linhagem Caco-2, inclusive demonstrando efeito superior ao quimioterápico na forma livre. / Colorectal cancer (CRC) is the third most prevalent type of cancer in worldwide and is frequently associated with metastatic complications. Therapeutic strategies to treat those patients who do not respond to conventional chemotherapy is based on the application of monoclonal antibodies cetuximab or panitumumab, both directed targeting the epidermal growth factor receptor (EGFR). However, in some cases resistance is associated with an overexpression of HER2, another receptor belonging to the EGFR family. Therefore, this dissertation was designed to test the hypothesis that the combination of anti-EGFR and anti-HER antibodies will be able to reduce the escape of tumor cells, and that their association with antitumor drugs could improve the elimination of tumor cells. Then, our goal was to use gold nanoparticles (AuNP) for transporting 5-fluorouracil (5FU), addressing them to colorectal cancer cells by coating them with antibodies against the receptors of epidermal growth factor EGFR (ErbB-1) and HER2 (ErbB-2). Nanocarriers were tested in vitro by flow cytometry for their interaction and internalization by the colorectal cancer cell line HCT-116 and Caco-2, their ability to induce apoptosis/necrosis and stop cell proliferation. Our results show that AuNP produced and functionalized with the molecules of interest have spherical structure, however, some formulations showed agglomeration due to the incorporation of organic molecules. Biological assays showed that AuNP 5FU EGFR had a significant effect on cytotoxic activity by the recent apoptotic pathway when cells were exposed to the highest concentration tested independently of the time of exposure. As a result, cell proliferation was stopped at this same treatment and both phenomena were observed most clearly in the Caco-2 cell line, including demonstrating superior effect to chemotherapy in free form. / FAPESP: 2015/26729-2.

Este trabalho teve como objetivo estudar e caracterizar filmes de nanocompósitos de polipirrol dopado com índigo carmim e dodecilsulfato combinados com nanopartículas de ouro para aplicação como biossensores eletroquímicos de pesticida. Primeiramente sintetizou-se três filmes a 10 e 25 ºC por voltametria cíclica: polipirrol dopado com índigo carmim (PPi-IC), polipirrol dopado com índigo carmim contendo nanopartículas de ouro (PPi-IC-NPAu) e polipirrol dopado com índigo carmim e dodecilsulfato de sódio, contendo nanopartículas de ouro (PPi-IC-DS-NPAu). Nesses filmes foram realizadas caracterizações estruturais, morfológicas, ópticas e eletroquímicas, utilizando espectroscopia no infravermelho, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia UV-VIS-NIR e voltametria cíclica. Os filmes sintetizados a 10 ºC foram modificados com a enzima acetilcolinesterase (AChE), sendo posteriormente caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e voltametria cíclica. Os resultados obtidos mostraram que a interação da enzima com os filmes de polipirrol é dependente de sua composição. A presença de DS não favoreceu a sua imobilização, sendo assim, os filmes de PPi-IC e PPi-IC-NPAu foram os materiais mais adequados para a imobilização física da AChE, sendo capazes de detectar o pesticida metil paration (MP) através da porcentagem de pesticida inibido pela ação da AChE em relação ao cloreto de acetiltiocolina (ATCl). Essa detecção foi realizada por voltametria cíclica, onde a resposta do biossensor é medida a partir da diminuição da corrente produzida. Isso ocorre porque o MP se encontra em contato com a AChE e inibe a ação da mesma, impedindo a hidrólise da ATCl, o que faz diminuir a corrente, pois não há produção de tiocolina, que é produto da hidrólise e uma espécie eletroativa. Os filmes apresentaram sensibilidades (% de inibição por mmol L-1 de pesticida) de 1,9×106 (R2 0,976) e 2,7×106 (R2 0,964) e limites de detecção de 4,15 e 14,8 ng L-1, para PPi-IC-AChE e PPi-IC-NPAu-AChE respectivamente. / The goal of this work was to study and characterize nanocomposite films of gold nanoparticles with indigo carmine and dodecylsulfate doped polypyrrole for application as electrochemical biosensor for pesticide. Initially, three films were synthesized by cyclic voltammetry at 10 and 25 ºC: polypyrrole doped with indigo carmine (PPy-IC), polypyrrole doped with indigo carmine containing gold nanoparticles (PPy-IC-AuNP) and polypyrrole doped with indigo carmine and sodium dodecylsulfate containing gold nanoparticles (PPy-IC-DS-AuNP). These films were studied by structural, morphological, optical and electrochemical characterization, using infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, UV-VIS-NIR spectroscopy and cyclic voltammetry. The films synthesized at 10 ºC were modified with acetylcholinesterase (AChE) enzyme; followed by characterization with scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and cyclic voltammetry The results showed a preferential immobilization of the enzymes on films without DS, therefore, PPy-IC and PPy-IC-AuNP were the most suitable materials for the physical immobilization of AChE and for detection of methyl parathion (MP) pesticide through the percentage of pesticide inhibited by the action of AChE on acetylthiocholine chloride (ATCl). This detection was carried out by cyclic voltammetry, where the biosensor response is measured as a decrease of the produced current. The decrease in current occurs because MP reaches the AChE, inhibiting the action of the enzyme, avoiding the hydrolysis of ATCl, leading to the decrease of current as no thiocholine (an electroactive specie, product of the hydrolysis) is produced. The films presented sensitivities (inhibition percentage per mmol L-1) of 1.9×106 (R2 0.976) and 2.7×106 (R2 0.964) and detection limits of 4.15 and 14.8 ng L-1 for PPy-IC-AChE and PPy-IC-AuNP-AChE respectively.

A formação e modificação de nanoestruturas têm atraído um grande interesse acadêmico e tecnológico, principalmente devido às diversas possibilidades de aplicação dessas estruturas no aperfeiçoamento de dispositivos de transmissão de informação e armazenamento de dados. Devido a este fato, técnicas que permitam a manipulação destes materiais são de grande importância para o desenvolvimento desta área de estudo. A irradiação por feixe de elétrons pode ser muito eficiente para a modificação destes materiais, apesar de ser uma técnica que ainda possui questões a serem analisadas. O presente trabalho trata do estudo da estruturação e crescimento de sistemas de nanopartículas de Au embebidas em filmes de Si3N4 frente a irradiação eletrônica e tratamento térmico. As amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de Espectrometria de Retroespalhamento Rutherford (RBS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Em um primeiro momento, filmes de Si3N4 implantados com Au foram submetidos a recozimentos a 500 e 800 ºC e então irradiados com feixe de elétrons do microscópio de transmissão a uma energia de 200 keV. Observa-se que o tratamento térmico inicialmente estimula o crescimento de nanopartículas de Au, com um grande aumento de diâmetro durante a irradiação. Na sequência, realizaram-se irradiações com elétrons em filmes comoimplantados com Au em diferentes energias: 80, 120, 160, 200 e 300 keV, sob doses de irradiação semelhantes. Os resultados mostram que na energia de 80 keV praticamente não há crescimento de NPs de Au, enquanto que para as outras energias os processos de formação e crescimento de NPs possuem comportamentos muito semelhantes. Estes fenômenos são discutidos com base em argumentos relacionados a efeitos de superfície e processos de sputtering devido à irradiação eletrônica, bem como a influência das diferentes energias de irradiação na seção de choque de deslocamento dos elementos presentes nas amostras. / The nucleation and modification of nanostructures has been widely studied due to the various possibilities of applications of these structures in the technologies of information transmission and fabrication of data storage devices. So, the knowledge of techniques that allow the manipulation of these materials are of great importance for the development of this field of study. The electron beam irradiation can be a very effective technique for modifying these materials, but it still has issues to be analyzed. This work deals with the study of the nucleation and growth of Au nanoparticles embedded in Si3N4 films facing thermal treatments and electron irradiation. The samples were characterized by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and Transmission Electron Microscopy (TEM). In a first set of experiments, Si3N4 films implanted with Au atoms were submitted to thermal annealing at 500 and 800 ºC for 1 h and then irradiated with the transmission electron microscope electron beam at an energy of 200 keV. The thermal treatment stimulates an initial nucleation of gold nanoparticles, that afterwards grow significantly during the electron irradiation. In a second set of experiments, as-implanted samples were irradiated with electron beams of 80, 120, 160, 200 and 300 keV, all of them with similar electron doses. The results show that at the lowest energy of 80 keV there is practically no growth of gold nanoparticles, while for the other experiments at higher energies the NPs growths have a very similar behavior. These phenomena are discussed based on arguments related to surface effects and sputtering processes due to electron irradiation, as well as the influence of different radiation energies in the displacement cross sections of the elements present in the samples.

Orientador: Ramon Kaneno / Resumo: O câncer colorretal (CCR) é o terceiro tipo mais prevalente de câncer no mundo, com frequentes complicações metastáticas muitas vezes associadas ao desenvolvimento de resistência adquirida aos fármacos. Uma das estratégias terapêuticas utilizadas no tratamento de pacientes que não respondem bem à quimioterapia convencional é a imunoterapia baseada na aplicação de anticorpos monoclonais cetuximab ou panitumumab, ambos dirigidos ao receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR). Em alguns casos observa-se associação da resistência aos anticorpos com a superexpressão de HER2, outro membro da família do EGFR. Assim, esta dissertação foi elaborada para testar a hipótese de que o uso conjunto de anticorpos anti-EGFR e anti-HER será capaz de reduzir o escape das células tumorais e que a associação com fármacos antitumorais tornará mais efetiva sua eliminação. Com esse propósito, nosso objetivo foi utilizar nanopartículas ouro (AuNP) para o transporte de 5-fluorouracil (5FU), endereçando esses nanocarreadores para as células de câncer colorretal recobrindo-os com anticorpos contra os receptores para fator de crescimento epidérmico EGFR (ErbB-1) e HER2 (ErbB-2). Os nanocarreadores foram testados in vitro quanto a sua interação por células de câncer colorretal HCT-116 e Caco-2 por citometria de fluxo, sua capacidade de induzir apoptose/necrose e seu efeito sobre a atividade proliferativa das células testadas. Nossos dados indicam que as AuNP produzidas e funcionalizadas com as molé... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Colorectal cancer (CRC) is the third most prevalent type of cancer in worldwide and is frequently associated with metastatic complications. Therapeutic strategies to treat those patients who do not respond to conventional chemotherapy is based on the application of monoclonal antibodies cetuximab or panitumumab, both directed targeting the epidermal growth factor receptor (EGFR). However, in some cases resistance is associated with an overexpression of HER2, another receptor belonging to the EGFR family. Therefore, this dissertation was designed to test the hypothesis that the combination of anti-EGFR and anti-HER antibodies will be able to reduce the escape of tumor cells, and that their association with antitumor drugs could improve the elimination of tumor cells. Then, our goal was to use gold nanoparticles (AuNP) for transporting 5-fluorouracil (5FU), addressing them to colorectal cancer cells by coating them with antibodies against the receptors of epidermal growth factor EGFR (ErbB-1) and HER2 (ErbB-2). Nanocarriers were tested in vitro by flow cytometry for their interaction and internalization by the colorectal cancer cell line HCT-116 and Caco-2, their ability to induce apoptosis/necrosis and stop cell proliferation. Our results show that AuNP produced and functionalized with the molecules of interest have spherical structure, however, some formulations showed agglomeration due to the incorporation of organic molecules. Biological assays showed that AuNP 5FU EGFR had... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Aplicações de nanomateriais em biossensores têm recebido muito interesse nos últimos anos. Entre os vários tipos de biossensores estudados, sensores de glicose têm recebido destaque devido a sua importância em diagnósticos clínicos. Apesar do grande avanço no monitoramento de glicose nas últimas décadas, ainda há muitos desafios para alcançar um monitoramento de glicemia continuo, clinicamente preciso, em conexão a um sistema fechado otimizado para a entrega de insulina no corpo. Esta dissertação descreve a fabricação de filmes layer-by-layer (LbL) obtidos a partir da enzima glicose oxidase (GOx) e dos polieletrólitos poli(amidoamina) de geração 4 (PG4) e o hibrido PG4 com as nanopartículas de ouro (PG4AuNp). As nanopartículas de ouro foram sintetizadas em meio aquoso usando o dendrímero PG4, o ácido cloroáurico (HAuCl₄4) e ácido fórmico. As medidas de espectroscopia UV-Vis dos filmes automontados em substratos de quartzo mostraram um crescimento linear em função do número de bicamadas depositados apenas para o filme PG4-GOx. No filme PG4AuNp-GOx o crescimento não é linear. Em adição às caracterizações ópticas, estrutural e eletroquímica, os filmes LbL, depositados sobre substratos de vidro recoberto com óxido de índio (ITO) foram testados para a atuação em biossensores de peróxido de hidrogênio e de glicose. A biofuncionalidade da GOx e a viabilidade do método como biossensor foi demonstrada pelo aumento da corrente em função das sucessivas adições de alíquotas de glicose à solução. Os filmes sem nanopartículas não foram sensíveis a glicose. O biossensor com melhor desempenho foi o ITO-(PG4AuNp-GOx) com 5 bicamadas, que mostrou-se linear na faixa de 0 a 4,8 mM de glicose com sensibilidade 0,013 μA/mM e limite de detecção 0,44 mmolL ¹. / Applications of nanomaterials for biosensors have been target of substantial research in the last years. Among a large number of biosensors, glucose biosensors have attracted attention due to their applications in clinical diagnostics. Despite the remarkable progress in glucose biosensors in the last decades, there are still many challenges in achieving clinically accurate continuous glycemic monitoring in connection to closed-loop systems aimed at optimal insulin delivery. This dissertation describes the fabrication of layer-by-layer (LbL) films obtained from the enzyme glucose oxidase (GOx) and the polyelectrolytes poli(amidoamine) generation 4 (PG4) and PG4 containing gold nanoparticles (PG4AuNp). Gold nanoparticles were synthesized in aqueous solution using formic acid, PG4 and HAuCl ₄. UV-vis spectroscopy showed a linear growth on quartz substrate only in the system PG4-GOx. In addition to the optical, structural and electrochemistry investigation, these LbL films deposited on ITO-coated glass were employed as electrochemical glucose biosensors. The biofunctionality of GOx and feasibility of the method as biosensor are demonstrated by the increase of reduction current upon additions of successive aliquots of glucose. The biosensor ITO-(PG4AuNp-GOx) ₅ with the optimum performance had a detection limit of 0.44 mmolL¹ with a linear response in the range from 0 to 4.8 mmolL¹ and sensibility 0.013μA/mmolL ¹.

O ranelato de estrôncio é uma droga encontrada nas farmácias com o nome de Protos®, sendo bastante consumida na forma de chás para o tratamento da osteosporose, uma patologia do tecido ósseo ligada ao metabolismo de reabsorção óssea e a produção de osteoblastos (células precursoras da matriz óssea). Sua estrutura inusitada apresenta um anel tiofeno com quatro grupos carboxílicos e um grupo nitrila, lembrando o complexante clássico EDTA. Essa semelhança inspirou o desenvolvimento desta tese, visando entender a química do íon ranelato na presença do estrôncio e outros íons metálicos, e dessa forma, obter indícios de como pode atuar ao nível molecular no organismo. Com esse objetivo, a molécula foi criteriosamente estudada baseada em espectroscopia (RMN, FTIR, Raman, EDX e Vis-UV), difração de raiosX de pó, espectrometria de massa, e modelagem molecular (MM+, ZINDO/S, DFT, TD-DFT). Ao longo do trabalho, observou-se que em meio ácido, sob exposição direta ao sol ou irradiação UV, havia a formação de uma coloração azul intensa, chamando a atenção para uma nova espécie, ainda não reportada na literatura. Esse produto mostrou ser bastante estável, particularmente sob luz solar, contrastando com a maioria dos corantes orgânicos convencionais. Os espectros de RMN e de massa indicaram a formação de um novo corante bistiofeno, envolvendo o desprendimento fotoquímico de CO2 via descarboxilação do grupo ligado ao carbono 5 do anel, seguido pela dimerização. Por outro lado, na presença de íons de ouro(III), o ranelato reage rapidamente produzindo suspensões vermelhas de nanopartículas de ouro, que permanecem estáveis por longo tempo, especialmente no caso dos sais de sódio e lítio. As reações ocorrem espontaneamente à temperatura ambiente, e a cinética foi investigada espectrofotometricamente variando a proporção ouro/ranelato (em mol) de 8:1 a 1:8. As partículas formadas foram monitoradas por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução. Por analogia com o método de Turkevich, a reação parece envolver a oxidação do íon ranelato por AuIII, produzindo compostos com AuI e convertendo o grupo carboxilato em CO2. É possível que o AuI permaneça ligado covalentemente ao anel tiofeno, coordenando-se pelo átomo de carbono 5. Nessa forma, o composto pode iniciar a nucleação das nanopartículas por meio de reações redox sucessivas com as espécies AuIII existentes, e desproporcionamento de AuI em Au0 e AuIII. Em condições próximas da equimolar são formadas partículas esféricas, enquanto que com excesso de AuIII, partículas anisotrópicas foram observadas. No presente estágio, a química do íon ranelato ainda é muito incipiente, mas já é possível vislumbrar sua exploração em diversas áreas da química, indústria de corantes além de novas aplicações medicinais. / Strontium ranelate is a drug commercially available in Brazil as Protos®. It is widely consumed as tea infusions for the treatment of osteosporosis, a disease of the bone tissues related to the bone resorption and osteoblast replication. Its peculiar structure is composed by a central thiophene ring, exhibiting four carboxylate groups and a nitrile moiety, resembling the classical metal chelating agent EDTA. Such analogy inspired the present thesis, aiming the understanding of its chemistry in the presence of metal ions such as lithium, sodium and strontium, and expecting to provide some clues for its action in the organism. In this way, the molecule was extensively studied based on spectroscopy (NMR, FTIR, Raman, EDX and VisUV), powder X-ray diffraction, mass spectrometry, and molecular modeling methods (MM+, ZINDO/S, DFT and TD-DFT). In acidic solution, under direct solar or UV irradiation, a deep blue color was observed, calling our attention for its conversion into a new species not yet reported in the literature. This product was remarkably stable, particularly to sun light, in contrast to most conventional dyes. Our research based on NMR and mass spectra indicated the formation of a new bisthiophene dye, by the photochemical release of the carboxylate group bound at the C5 atom of the ring, followed by dimerization. On the other hand, in the presence of gold(III) ions, ranelate reacts rapidly yielding red nanoparticle suspensions which remain stable in the case of its sodium and lithium salts, but turning into blue and precipitating in the case of the strontium species. The reactions proceed spontaneously at room temperature and the kinetics were investigated spectrophotometrically by varying the ranelate/gold molar ratio from 8:1 to 1:8, and monitoring the generated nanoparticles by HRTEM. By analogy with the citrate method developed by Turkevich, the reaction seems to involve the oxidation of the ranelate ion by AuIII, yielding AuI species and converting carboxylate group into CO2. Presumably, the AuI ion remains covalently attached to the thiophene ring by coordinating to the C5 atom. In this way it can act as a nucleation center for the formation of nanoparticles by means of successive redox and disproportionation reactions with the remaining AuIII species. Under nearly equimolar conditions, spherical nanoparticles are preferentially formed. At high AuIII concentrations, formation of anisotropic gold nanoparticles is observed. The chemistry of the ranelate ions is yet at very beginning, but exciting perspectives can already be seen in chemistry, medicine and in dyes industry.