Submitted by Rone Aparecido De Grandis null (degrandis.rone@fcfar.unesp.br) on 2016-04-11T18:47:41Z No. of bitstreams: 1 DE GRANDIS, R.A..pdf: 22143869 bytes, checksum: 13d11731ce58a5803f5a3babafd43e87 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-04-12T18:45:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 degrandis_ra_me_arafc.pdf: 22143869 bytes, checksum: 13d11731ce58a5803f5a3babafd43e87 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T18:45:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 degrandis_ra_me_arafc.pdf: 22143869 bytes, checksum: 13d11731ce58a5803f5a3babafd43e87 (MD5) Previous issue date: 2016-03-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os ensaios de toxicologia genética são utilizados como base no desenvolvimento de novos fármacos, uma vez que podem identificar rapidamente agentes que causam danos ao material genético. Agências regulatórias preconizam a utilização de ensaios que identificam danos genotóxicos, de forma que possam servir como triagem de processos que levam à carcinogênese. Na busca por novos fármacos, a química inorgânica medicinal representa um campo de grande promessa, com potencial de expansão devido a diversidade química e reatividade dos metais. Especialmente, os complexos de rutênio, têm recebido destaque no tratamento de doenças como o câncer e a tuberculose multi-droga resistente (TB-MDR). Neste contexto, este trabalho teve como objetivo, avaliar os efeitos toxicogenéticos e antitumorais de três complexos de rutênio(II), com promissora atividade anti-TB-MDR, denominados de SCAR 4, SCAR 5 e SCAR 6 e, diante da importância do conhecimento farmacocinético de novos fármacos, outro objetivo foi avaliar a permeabilidade in vitro desses complexos. A avaliação toxicogenética foi realizada por meio dos ensaios de mutação gênica reversa com Salmonella typhimurium (Teste de Ames) e pelo ensaio do micronúcleo citoma com bloqueio da citocinese (CBMN-cit) em ausência e em presença do sistema de metabolização. Ensaios de sobrevivência clonogênica foram utilizados para avaliar a viabilidade das células CHO-K1 e HepG2, utilizadas no ensaio do CBMN-cit. A avaliação da atividade antitumoral foi investigada por meio de ensaios de citotoxicidade frente às linhagens tumorais humanas Caco-2, DU-145, HeLa, HepG2 e MDA-MB-231, pela capacidade de inibição da topoisomerase I humana (Top IB) e por ensaios físico-químicos de interação com o calf thymus DNA (ct-DNA). A permeabilidade foi analisada por meio do ensaio in vitro de permeação em monocamadas de células Caco-2 na presença e ausência de albumina do soro bovino (BSA). A interação dos complexos com albumina foi analisada por meio da medida da supressão da fluorescência dos resíduos de triptofano da BSA. Os resultados mostraram que apenas o complexo SCAR 6 apresentou efeito mutagênico, observado no Teste de Ames e no CBMN-cit e, em ambos os modelos, o efeito foi apresentado apenas quando o complexo fora submetido a sistemas metabolizadores. Na avaliação da citotoxicidade frente às linhagens tumorais, todos os complexos se mostraram seletivos contra as linhagens de câncer de próstata e mama, com destaque para o complexo SCAR 6, que se apresentou seletivo em quatro diferentes linhagens celulares tumorais. Por outro lado, o complexo SCAR 5 foi altamente ativo na inibição da Top IB, seguido do complexo SCAR 4. Ensaios físico-químicos apontaram os efeitos de interação dos complexos com o ct-DNA, confirmando a capacidade do complexo SCAR 6 se ligar ao DNA de forma covalente, enquanto SCAR 4 e 5 apresentaram um perfil de interação eletrostática com o ácido nucleico. SCAR 4 e 5 também apresentaram alta permeabilidade aparente (Papp) in vitro. O complexo SCAR 6 apresentou baixa Papp, sobretudo com a adição de BSA no tampão de permeabilidade, provavelmente devido a alta afinidade pela albumina apresentada nos ensaios de interação com a BSA, onde, os complexos SCAR 4 e 5, apresentaram constante de ligação moderada. Nossos estudos mostraram que os complexos SCAR 4, 5 e 6 apresentam uma afinidade relevante por biomoléculas como DNA, Top IB e albumina. A interação, mesmo que ainda pouco elucidada por esses alvos biológicos, pode sugerir a aplicação terapêutica desses complexos de rutênio, seja interrompendo vias bioquímicas, causando danos no DNA ou, inclusive, interagindo de forma sinérgica, promovendo terapias mais seguras e eficazes. / The genetic toxicology assays are used as the basis in the development of new drugs since it’s may rapidly identify agents that cause damage to the genetic material. Regulatory agencies have recommend the use of assays that identify genotoxic effcts, thus they may serve as a screening processes that lead to carcinogenesis. In the search of new molecules for therapeutic purposes, medicinal inorganic chemistry is a major promise of the field, with potential expansion due to chemical diversity and reactivity of metals. Especially, ruthenium complexes, have been highlighted in the treatment of growing diseases such as cancer and multi-drug resistant tuberculosis (MDR-TB). In this context, this study aimed to evaluate the toxicogenetic effects of three ruthenium(II) complex, that showed promising anti-MDR-TB activity, called SCAR 4, SCAR 5 and SCAR 6. In addition to this safety profile, and cosidering the traditionally antitumor activity of ruthenium complexes, this study also aimed to evaluate the antitumor activity of these complexes. In front of the importance of pharmacokinetic knowledge of new drugs, another aim of this study was to evaluate the in vitro permeability of these complexes. The toxicogenetics evaluation was performed by reverse gene mutation assays with Salmonella typhimurium (Ames test) and by Cytokinesis-block micronucleus cytome assay (CBMN-cyt). In both assays, we used models to assess the effect of complexes’s metabolization. The clonogenic survival assays were used to assess the viability of HepG2 and CHO-K1 cells, that it has been used in CBMN-cyt assay. The evaluation of the antitumor activity was investigated by means of cytotoxicity assays with the human tumor cell lines Caco-2, DU-145, HeLa, HepG2 and MDA-MB-231, by the ability to inhibit human topoisomerase I (Top IB) and physico-chemical assays of interaction with the thymus calf DNA (ct-DNA). The permeability was examined by means of in vitro permeation assay with Caco-2 cell monolayers in presence and absence of Bovine Serum Albumin (BSA). The interaction of the complex with albumin was analyzed by measuring the suppression of the fluorescence of tryptophan residues from BSA. In genotoxicity evaluation, only SCAR 6 complex showed mutagenic effect. This effect was observed in the Ames test and the CBMN-cyt and, in both models, the effects were observed only when the complex was subjected to metabolizers systems. In cytotoxicity evaluation, all the complexes showed selective index against prostate and breast cancer cell lines, especially SCAR 6, which was selective in four different tumor cell lines. Moreover, the SCAR 5 complex was highly active in inhibiting Top IB, followed by SCAR 4. Physico-chemical assays showed the effects of interaction of the complexes with ct-DNA, confirming the capacity of SCAR 6 to bind covalently to DNA, while SCAR 4 and 5 showed an electrostatic interaction profile with DNA. SCAR 4 and 5 also showed high apparent permeability (Papp) in vitro. The SCAR 6 complex showed low Papp, especially with the addition of BSA in the permeability buffer, probably due to the high affinity for albumin presented in interaction assays with BSA, where the complexes SCAR 4 and 5 have showed moderate binding. Our studies showed that SCAR 4, 5 and 6 have presented a relevant affinity for biomolecules such as DNA, Top IB and albumin. The interaction, even middling elucidated, by these biological targets, may suggest the therapeutic application of these ruthenium complexes, such as disrupting biochemical pathways, causing DNA damage, or even interacting synergistically, promoting more safer and effective therapies.

Liberação transdérmica de fármacos apresenta várias vantagens na terapêutica quando comparada com administração oral ou parenteral. Não existe até o momento nenhum método previsto na Farmacopéia Brasileira para realizar testes de liberação de fármacos em adesivos transdérmicos, outros compêndios oficiais como Farmacopéia Americana, Britânica e Européia, descrevem o aparato de pás sobre disco, o cilindro rotatório e o suporte recíproco. Atualmente a literatura descreve diversos tipos de células de difusão para liberação transdérmica das quais a célula de difusão de Franz tem sido a mais empregada tanto para adesivos transdérmicos como formas semi-sólidas, utilizada no desenvolvimento farmacotécnico, caracterização biofarmacêutica e controle de qualidade. A proposta deste estudo tem por objetivo estipular critérios para a escolha mais adequada do equipamento e metodologias in vitro na avaliação da liberação transdérmicas de fármacos, utilizando a nicotina como fármaco modelo. Para tal, foram empregados ensaios in vitro de liberação e retenção cutânea utilizando métodos de pás sobre disco e método de célula de difusão de Franz modificada em sistema estático e fluxo contínuo. A validação dos fatores que influenciam a taxa de liberação in vitro da nicotina foram fundamentais para escolha do meio receptor, escolha da velocidade de agitação que promoveu mais semelhança no perfil de liberação em diferentes equipamentos assim como a escolha da membrana biológica mais adequada para o método proposto. Os resultados mais promissores foram selecionados para os ensaios in vitro de liberação, permeação e retenção cutânea. Os dados de liberação, tanto em quantidades de nicotina liberada como seu fluxo, demonstraram semelhança no uso de diferentes equipamentos, indicando possíveis intercambialidades entre os métodos propostos para liberação de nicotina transdérmica. Ensaios in vitro de permeação cutânea em célula de difusão vertical de Franz não demonstraram diferenças significativas em diferentes modelos de membranas biológicas utilizadas, as quais foram pele de orelha de porco, pele de camundongo sem pelo e pele de cobra cascavel hidratada por 24 horas. A quantidade de nicotina permeada em até 8 horas, assim como o fluxo de permeação foram significativamente menor para o método de pás sobre disco (FDA) quando comparado com os resultados obtidos utilizando célula de difusão vertical de Franz tanto em sistema estático com em fluxo contínuo. Estes resultados podem estar relacionados com a estrutura física do equipamento de célula de difusão vertical de Franz, uma vez que oferece um sistema oclusivo, dificultando o contato do adesivo com o meio receptor. Desta forma, os resultados deste projeto podem indicar o uso da célula de difusão vertical de Franz para ensaios in vitro de liberação e permeação cutânea da nicotina em formas farmacêuticas transdérmicas, podendo ser aplicado em pesquisas de desenvolvimento de formulações, controle da qualidade e testes de Equivalência Farmacêutica para produtos genéricos. Os resultados desta pesquisa apresentam-se podem ter importante influência nas discussões em torno dos medicamentos genéricos no Brasil, bem como na elaboração de diretrizes para testes de Equivalência Farmacêutica e Controle de Qualidade de medicamentos transdérmicos. Poderão ainda fornecer dados para indicações de protocolos para Farmacopéia Brasileira e pesquisa científica em torno dos sistemas de liberação transdérmicas de fármacos. / The aim of this work was to compare in vitro release and permeation of nicotine from transdermal patch (TDS) using three different methods such as, FDA paddle method and both Vertical Diffusion Cell (VCD) static and continuous flux. We evaluated different kinds of membrane (hairless mouse, porcine ear skin and snake skin), different composition and pH of acceptor phases (0.01N isotonic phosphate buffer pH 7.4 (± 0.2), water, and HCL 0.025N), agitation of acceptor phase and batches of the transdermal patches. Profiles of release and permeation from all methods evaluated were linked statistically using linear regression and one-way ANOVA nonparametric assay. The 0.01N isotonic phosphate buffer pH 7.4 (± 0.2) improved greater release rate of nicotine than those obtained using HCL and water as acceptor phase. Cumulative released and permeated amounts of nicotine were almost equal for all methods evaluated and there is not significantly different (one-way ANOVA p 0.05) were observed after 8 h. However nicotine permeated fluxes (J) after 8 h were significantly higher using VDC than those obtained using FDA paddle method. Cumulative permeated amounts (reported to the effective surface area of the cells) were overestimated when skin permeation experiments were prolonged to 12 h, indicating that the actual diffusion surface area of NiQuitinTM exceeded the effective diffusion surface area of the cells. Reducing the trimmed TDS surface area led not only to a reduction of the cumulative permeated amounts, but also to a reduction of the flux at 12 h. In order to evaluate the edge effect on drug release flux studies were performed using static VDC. In vitro penetration studies using different membranes showed not significantly difference for ear pig skin, hairless mouse and snake skin at 8 h. However data obtained without membrane were about 1.25 times smaller than those obtained with biological membranes. These results demonstrated that NiQuitinTM TDS had dependent release of membrane at 8 h of permeation. In conclusion there is not significantly different for in vitro release and permeation amounts of nicotine from NiQuitinTM using VDC and FDA method. In term of release efficiency all methods released up to 80% of nicotine after 8 h. The results suggested the use of VDC as potential method to evaluate both in vitro release and skin permeation of nicotine in transdermal patches.

Liberação transdérmica de fármacos apresenta várias vantagens na terapêutica quando comparada com administração oral ou parenteral. Não existe até o momento nenhum método previsto na Farmacopéia Brasileira para realizar testes de liberação de fármacos em adesivos transdérmicos, outros compêndios oficiais como Farmacopéia Americana, Britânica e Européia, descrevem o aparato de pás sobre disco, o cilindro rotatório e o suporte recíproco. Atualmente a literatura descreve diversos tipos de células de difusão para liberação transdérmica das quais a célula de difusão de Franz tem sido a mais empregada tanto para adesivos transdérmicos como formas semi-sólidas, utilizada no desenvolvimento farmacotécnico, caracterização biofarmacêutica e controle de qualidade. A proposta deste estudo tem por objetivo estipular critérios para a escolha mais adequada do equipamento e metodologias in vitro na avaliação da liberação transdérmicas de fármacos, utilizando a nicotina como fármaco modelo. Para tal, foram empregados ensaios in vitro de liberação e retenção cutânea utilizando métodos de pás sobre disco e método de célula de difusão de Franz modificada em sistema estático e fluxo contínuo. A validação dos fatores que influenciam a taxa de liberação in vitro da nicotina foram fundamentais para escolha do meio receptor, escolha da velocidade de agitação que promoveu mais semelhança no perfil de liberação em diferentes equipamentos assim como a escolha da membrana biológica mais adequada para o método proposto. Os resultados mais promissores foram selecionados para os ensaios in vitro de liberação, permeação e retenção cutânea. Os dados de liberação, tanto em quantidades de nicotina liberada como seu fluxo, demonstraram semelhança no uso de diferentes equipamentos, indicando possíveis intercambialidades entre os métodos propostos para liberação de nicotina transdérmica. Ensaios in vitro de permeação cutânea em célula de difusão vertical de Franz não demonstraram diferenças significativas em diferentes modelos de membranas biológicas utilizadas, as quais foram pele de orelha de porco, pele de camundongo sem pelo e pele de cobra cascavel hidratada por 24 horas. A quantidade de nicotina permeada em até 8 horas, assim como o fluxo de permeação foram significativamente menor para o método de pás sobre disco (FDA) quando comparado com os resultados obtidos utilizando célula de difusão vertical de Franz tanto em sistema estático com em fluxo contínuo. Estes resultados podem estar relacionados com a estrutura física do equipamento de célula de difusão vertical de Franz, uma vez que oferece um sistema oclusivo, dificultando o contato do adesivo com o meio receptor. Desta forma, os resultados deste projeto podem indicar o uso da célula de difusão vertical de Franz para ensaios in vitro de liberação e permeação cutânea da nicotina em formas farmacêuticas transdérmicas, podendo ser aplicado em pesquisas de desenvolvimento de formulações, controle da qualidade e testes de Equivalência Farmacêutica para produtos genéricos. Os resultados desta pesquisa apresentam-se podem ter importante influência nas discussões em torno dos medicamentos genéricos no Brasil, bem como na elaboração de diretrizes para testes de Equivalência Farmacêutica e Controle de Qualidade de medicamentos transdérmicos. Poderão ainda fornecer dados para indicações de protocolos para Farmacopéia Brasileira e pesquisa científica em torno dos sistemas de liberação transdérmicas de fármacos. / The aim of this work was to compare in vitro release and permeation of nicotine from transdermal patch (TDS) using three different methods such as, FDA paddle method and both Vertical Diffusion Cell (VCD) static and continuous flux. We evaluated different kinds of membrane (hairless mouse, porcine ear skin and snake skin), different composition and pH of acceptor phases (0.01N isotonic phosphate buffer pH 7.4 (± 0.2), water, and HCL 0.025N), agitation of acceptor phase and batches of the transdermal patches. Profiles of release and permeation from all methods evaluated were linked statistically using linear regression and one-way ANOVA nonparametric assay. The 0.01N isotonic phosphate buffer pH 7.4 (± 0.2) improved greater release rate of nicotine than those obtained using HCL and water as acceptor phase. Cumulative released and permeated amounts of nicotine were almost equal for all methods evaluated and there is not significantly different (one-way ANOVA p 0.05) were observed after 8 h. However nicotine permeated fluxes (J) after 8 h were significantly higher using VDC than those obtained using FDA paddle method. Cumulative permeated amounts (reported to the effective surface area of the cells) were overestimated when skin permeation experiments were prolonged to 12 h, indicating that the actual diffusion surface area of NiQuitinTM exceeded the effective diffusion surface area of the cells. Reducing the trimmed TDS surface area led not only to a reduction of the cumulative permeated amounts, but also to a reduction of the flux at 12 h. In order to evaluate the edge effect on drug release flux studies were performed using static VDC. In vitro penetration studies using different membranes showed not significantly difference for ear pig skin, hairless mouse and snake skin at 8 h. However data obtained without membrane were about 1.25 times smaller than those obtained with biological membranes. These results demonstrated that NiQuitinTM TDS had dependent release of membrane at 8 h of permeation. In conclusion there is not significantly different for in vitro release and permeation amounts of nicotine from NiQuitinTM using VDC and FDA method. In term of release efficiency all methods released up to 80% of nicotine after 8 h. The results suggested the use of VDC as potential method to evaluate both in vitro release and skin permeation of nicotine in transdermal patches.