Uma série de oito derivados porfirínicos monocatiônicos, na forma de base-livre e metalados com Zn(II), e tendo grupos metila ou [Ru(bipy)2Cl]+ ligados ao átomo de nitrogênio do substituinte piridil em uma das posições meso do anel, foram sintetizadas e caracterizadas, visando sua aplicação como fotossensibilizadores no tratamento de tumores de pele por TFD. Além de possuírem características anfifílicas que favorecem a sua interação com membranas biológicas, os compostos apresentaram um elevado rendimento quântico de formação de oxigênio singlete, principalmente os derivados metilados das porfirinas base-livre. A baixa solubilidade em meio aquoso, fator limitante da utilização como fotossensibilizadores, foi superada por meio do encapsulamento dos mesmos em micro e nanocápsulas poliméricas, pelo método de coacervação. Duas formulações, uma baseada em hidroxietilcelulose (HEC) e outra na mistura atelocolágeno marinho/goma xantana (ACM), foram preparadas e suas eficiências fotodinâmicas e citotoxicidade frente à células HeLa determinadas. As formulações de ACM mostraram ser não-tóxicas, enquanto os preparados com HEC apresentaram uma pequena, mas significativa citotoxicidade no escuro. Por outro lado, todas as formulações se tornaram tóxicas quando irradiadas com laser de 650 nm ou luz branca proveniente de lâmpada de mercúrio. Dentre as formulações preparadas, as mais ativas foram aquelas preparadas com os derivados porfirínicos base-livre metilados em ACM, provavelmente em virtude da maior eficiência de entrega do composto fotoativo em relação ao sistema polimérico de HEC, aliado aos elevados rendimentos quânticos de formação de oxigênio singlete em relação aos demais compostos. Além disso, o encapsulamento influenciou significativamentente a interação e citolocalização dos fotossensibilizadores, e consequentemente a taxa e o mecanismo de morte celular. Os estudos por microscopia de fluorescência confocal, evidenciaram que as nanocápsulas de ACM são capazes de penetrar na membrana das células, alcançando o citoplasma e liberando gradativamente o composto fotoativo no seu interior. Quando não encapsulada, em solução de dmso, a porfirina se acumula preferencialmente na membrana celular. Consequentemente, neste caso a irradiação levou ao comprometimento da integridade da mesma e o desencadeamento da necrose celular, indesejável na terapia por ocasionar inflamação nos tecidos. Em contrapartida, o tratamento com formulações de fotossensibilizadores nanoencapsulados promoveram menos danos mas favoreceram a apoptose, um mecanismo de morte programada que geralmente leva a regeneração rápida e total dos tecidos, e ausência de processos inflamatórios / A series of eight monocationic porphyrins derivatives as free-base and Zn(II) complexes, with methyl or [Ru(bipy)2Cl]+ groups bond to the nitrogen atom of the meso-pyridyl substituent, were synthesized and characterized aiming their application as photosensitizers in the treatment of skin tumors by Photodynamic Therapy (PDT). Those compounds, especially the methylated derivatives of the free-base porphyrins, are potentially useful because showed higher quantum yields for the photoinduced formation of singlet oxygen and amphiphilic character, that enhanced their interaction with biological membranes. The low solubility in aqueous media, a limiting factor for use as photosensitizers, was overcome by encapsulating them in polymeric micro-and nanocapsules using the coacervation method. Two formulations, one based on hydroxyethyl cellulose (HEC) and another in the marine atelocollagen/xanthan gum (MAC) mixture were prepared and their photodynamic efficiencies and cytotoxicity against HeLa cells determined. The MAC formulations were shown to be non-toxic, while the HEC presented a small but significant cytotoxicity in the dark. On the other hand, all formulations become toxic when irradiated with 650 nm laser or white light from a mercury lamp source. The most actives, among all formulations, were those prepared using the methylated free-base porphyrin derivatives and MAC, probably due to the higher delivery efficiency of the photosensitizers in relation to the formulations prepared with HEC, associated with their higher quantum yields of photoinduced formation of singlet oxygen of those species as compared with the other compounds. In addition, the encapsulation influenced the interaction and cytolocalization of the photosensitizers, and consequently the rate and mechanism of cell death. The MAC nanocapsules were shown to penetrate the cell membrane by confocal fluorescence microscopy, reaching the cytoplasm where gradually released the photoactive compound. However, the porphyrin derivatives preferentially accumulated in the cell membrane when in DMSO solution. Consequently, the irradiation compromised the membrane integrity leading to necrosis, an undesirable process since cause tissue inflammation. In contrast, the treatment with encapsulated photosensitizer formulations promoted a much lower level of photoinduced damage and apoptosis, a more desirable death mechanism characterized by a complete and rapid regeneration of tissues and absence of inflammatory processes.

Os filmes poliméricos a base de DNA (DNA-PFs) são um sistema de veiculação de fármacos extremamente promissor aplicado à medicina moderna além de convergir busca de alternativas mais seletivas para o tratamento de câncer de boca via Terapia Fotodinâmica. A Ftalocianina de alumínio-cloro (AlClPc) é um fotossensibilizador de segunda geração aplicado em terapia fotodinâmica (TFD) caracterizado por seu caráter anfifílico e tendência de autoagregação em meio aquoso, prejudicando diretamente seu potencial de aplicação. Objetivando a busca das melhores condições de incorporação da (AlClPc) ao (DNA) foram determinadas as melhores proporções dos componentes a serem estudadas em diferentes condições de solubilidade. Os (DNA-PFs) foram preparados via Casting e para esclarecer sua compatibilidade e aplicabilidade, foram avaliados os aspectos morfológicos, bioquímicos e adesão celular das células de carcinoma escamosas orais (OSCC) nos (DNA-PFs). Foi observada uma alteração inicial e temporária na morfologia das células, devido ao processo de ligação ao filme nos estágios iniciais, conforme esperado, que retorna então a um estado morfológico normal mais tarde na configuração. Os estudos de citometria de fluxo mostraram baixa citotoxicidade de (DNA-PFs) no sistema, apresentando viabilidade superior a 90% em todos os (DNA-PFs) testados. Corroboram com esses resultados as análises da cinética do ciclo celular, mostrando que a cinética das células OSCC é mantida na presença de (DNA-PFs). Esses resultados indicam uma alta biocompatibilidade dos (DNA-PFs) produzidos. Após a incorporação da (Al- ClPc) aos (DNA-PFs) efetuou-se o uso do novo do sistema de veiculação aplicado a (TFD). Ficando evidente o aumento da morte celular, nas respectivas doses aplicadas. Tento em vista a redução de viabilidade celular apresentada pelo tratamento dos (DNA-PFs-AlClPc) verificou- se ainda o tipo de morte celular induzida pelo tratamento indicando como via preferencial de morte celular ocasionado por apoptose Estes resultados servem como base e possibilitam a abertura de novas perspectiva do potencial uso dos (DNA-PFs) aplicados como sistema de veiculação de fármacos para o tratamento fotodinâmico. / DNA-based polymer films (DNA-PFs) are an active drug delivery system applied to modern medicine besides converging search for more selective alternatives for the treatment of oral cancer through Photodynamic Therapy (PDT). Aluminum chlorine phthalocyanine (AlClPc) is a second-generation photosensitizer applied in PDT characterized by amphiphilic and tendency for self-aggregation in the aqueous medium, directly damaging its application potential. Aiming the search for the best conditions of incorporation of AlClPc to DNA the best proportions of the components to be studied under different solubility conditions were determined. The DNA-PFs were prepared via Casting and to clarify their compatibility and applicability, the morphological, biochemical and cell adhesion aspects of oral squamous cell carcinoma (OSCC) were evaluated in DNA-PFs. An initial and temporary alteration in cell morphology was observed due to the process of binding to the film in the initial stages, as expected, which then returns to a normal morphological state later in the configuration. Flow cytometry studies showed low cytotoxicity of DNA-PFs in the system, presenting viability higher than 90% in all DNA-PFs tested. They corroborate with these results the analyzes of the cell cycle kinetics, showing that the kinetics of OSCC cells is maintained in the presence of DNA-PFs. These results demonstrate high biocompatibility of the DNA-PFs produced. After incorporation of AlClPc to the DNA-PFs, the new one of the delivery system applied to PDT was used. The increase in cell death was evident in the several doses applied. Given the reduction of cell viability presented by the treatment of DNA-PFs-AlClPc, the type of cell death induced by the treatment was also showing, as the preferential route of cell death caused by apoptosis. These results allow new opportunities for potential use DNA-PFs DNA applied as a drug delivery system for PDT.

A administração tópica do ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) tem se destacado na Terapia Fotodinâmica (TFD) do câncer de pele pela eficiência no tratamento de tumores e pelos reduzidos efeitos colaterais fototóxicos. Entretanto, esta eficácia é limitada devido à baixa penetração do 5-ALA na pele. Uma proposta para aumentar a penetração do 5-ALA na pele é a utilização de promotores de absorção cutânea, que visam alterar a barreira cutânea para várias moléculas bioativas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento farmacotécnico de formulações contendo ácido oléico (AO) como promotor de absorção cutânea, visando o aumento da penetração cutânea do 5-ALA para a TFD do câncer de pele. O fluxo in vitro de 5-ALA das formulações contendo AO (10%) foi significativamente aumentado após 12 horas de experimento, em relação às formulações sem AO, principalmente para os grupos contendo 5% e 10% de 5-ALA. A retenção no estrato córneo (EC) e na[epiderme + derme] sem EC também aumentou significativamente, mostrando um efeito promotor do AO. Foram também realizados experimentos in vivo em camundongos, com o intuito de analisar o efeito da formulação sobre a produção e o acúmulo in vivo de protoporfirina IX (PpIX) na pele. Observou-se que a presença do promotor de absorção aumentou significativamente a quantidade de PpIX extraída da pele comparado às formulações sem este aditivo. Para visualizar a presença de PpIX no tecido, realizou-se microscopia confocal das peles de animais tratados com as formulações. As imagens foram condizentes com os experimentos in vivo, observando-se um aumento da intensidade de fluorescência nas amostras de pele que foram tratadas com as formulações contendo AO. Os resultados in vitro e in vivo mostraram a potencialidade das formulações contendo AO como promotor de absorção cutânea na liberação do 5-ALA na TFD do câncer de pele. / The topical administration of 5-ALA has been distinguished on skin cancer photodynamic therapy (PDT) because of its efficiency in the treatment of tumors and the reduced phototoxic collateral effects. However, this effectiveness is limited by its low penetration in the skin. A proposal to optimize the 5-ALA penetration in the skin is the use of cutaneous penetration enhancers, which seek to alter the cutaneous barrier for many bioactive molecules. The aim of this work was the pharmaceutical development of formulations containing oleic acid (OA) as a cutaneous penetration enhancer, seeking the increase of the cutaneous penetration of 5-ALA for skin cancer PDT. The in vitro flux of 5-ALA from formulations containing OA (10% w/w) was significantly increased after 12 hours of experiment, in comparison with formulations without OA, mainly for the groups containing 5% and 10% of 5-ALA. The stratum corneum (SC) and [epidermis + dermis] without SC retention were also significantly increased, showing an enhancer effect of the fatty acid. In addition, in vivo experiments were accomplished in mice, with the purpose of analyzing the formulation effect on the PpIX production and accumulation in the skin. It was observed that the penetration enhancer\'s presence significantly increased the amount of PpIX extracted from the skin, in contrast with formulations without this addition. To visualize the PpIX presence in the tissue, confocal microscopy of the treated animal skins was made. The images were suitable with the in vivo experiments, with increased intensity of fluorescence in the tissue samples that were treated with formulations containing OA. Both in vitro and in vivo results showed the potentiality of the formulations containing OA as a cutaneous penetration enhancer for 5-ALA delivery on the skin cancer PDT.

A adesão celular está ligada à formação e disseminação de metástases, a principal causa de óbito de pacientes diagnosticados com câncer. O objetivo deste trabalho foi investigar in vitro o efeito de fotossensibilizadores na adesão celular. Foram utilizadas porfirinas comerciais (PpIX, CPpI, TSPP, TMPyP e Zn(II)TMPyP) e um fotossensibilizador sintetizado através da ligação de poli-L-lisina à protoporfirina IX (PLLPpIX). A adesão celular foi estudada por RICM, técnica que permite quantificar a área de contato entre uma célula e um substrato por binarização das imagens digitais utilizando limiares apropriados. A técnica foi padronizada e revelou dois regimes de adesão celular: um limitado e outro não limitado pela quantidade de proteína de adesão adsorvida na superfície. Neste último foi observada lise celular. Todos os fotossensibilizadores estudados foram capazes de aumentar a adesão celular na ausência de irradiação comparados ao controle sem fotossensibilizador, o que não havia sido observado nos ensaios de resistência à tripsinização normalmente utilizados para estudar o efeito de fotossensibilizadores na adesão celular. Quanto maior a anfifilicidade do fotossensibilizador, maior foi o efeito na adesão, o que é explicado pela capacidade das moléculas em se intercalarem na membrana, mudando a sua rigidez. Este aumento da adesão no escuro correlaciona com a diminuição da migração segundo ensaios de ferida. A análise do padrão de expressão de integrinas na superfície celular revela que o aumento da adesão correlaciona com o aumento na expressão de αV. Quando os fotossensibilizadores estão concentrados na região perimembranar (1 minuto de incubação) e as células são irradiadas, há um aumento da adesão em relação ao controle sem fotossensibilizador, mas uma diminuição em relação ao controle tratado com o fotossensibilizador e não irradiado, o que implica que a PDT leva a uma diminuição da adesão celular e não a um aumento como reportado na literatura. Com 3h de incubação, PLLPpIX impede a adesão celular, enquanto PpIX praticamente não muda a adesão comparado ao controle não irradiado. Esta ausência do efeito da irradiação sugere que a PpIX afeta a adesão celular principalmente devido a sua intercalação na membrana e não devido à formação de espécies reativas. Com 3h de incubação os fotossensibilizadores não se encontram na membrana e, portanto, o efeito na adesão celular é indireto e também não está relacionado à diferenças na eficiência de internalização. O comportamento observado deve ter relação com diferenças de citolocalização. Outro processo que pode alterar a adesão celular é a oxidação das proteínas do soro fetal bovino. Como observado nos estudos de fotossensibilização de células, PLLPpIX foi capaz de impedir a adesão celular, diferentemente da PpIX. A maior eficiência da PLLPpIX foi associada a presença do polímero, o qual força por questões estéricas que a interação da PLLPpIX com a albumina, o componente majoritário do soro, fique restrita à superfície da proteína, deixando o fotossensibilizador disponível para interagir com o oxigênio molecular e gerar oxigênio singlete. Assim, a funcionalização com um polímero tornou a PpIX capaz de modular a adesão celular tanto agindo dentro da célula quanto na matriz extracelular. / Cell adhesion is associated to the formation and spread of metastasis, the leading cause of death in cancer patients. The aim of this study was to investigate, in vitro, the effect of photosensitizers in cell adhesion. Five commercial porphyrins (PpIX, CPpI, TSPP, TMPyP e Zn(II)TMPyP) and Protoporphyrin IX covalently tethered to poli-L-lysine (PLLPpIX) were used. Cell adhesion was mainly studied by RICM, a technique that allows quantifying the contact area between a cell and a substrate for binarization of digital images using appropriate thresholds. The technique was standardized and disclosed two systems for cell adhesion: a system limited by the amount of adhesion proteina adsorbed on the surface and another one no limited, in which cell lysis was observed. All photosensitizers were able to enhance cell adhesion in the absence of irradiation compared to control without photosensitizer, which had not been observed in the trypsinization resistance tests usually used to study the effect of photosensitizers in cell adhesion. The greater the amphiphilicity of the photosensitizer, the greater was the effect on cell adhesion. This is explained by the ability of molecules to fit in the membrane, changing its tension. This increased adhesion correlates with the decrease in migration according to wound healing assays. Analysis of the integrin expression pattern on cell surface reveals that increased adhesion correlates with increased expression of alpha V. When photosensitizers are concentrated in the perimembranar region (1 minute of incubation) and cells are irradiated, there is an increase in adhesion when compared to control without photosensitizer, but a decrease relative to controls treated with the photosensitizer without irradiation, implying that PDT leads to a reduction of cell adhesion and not to an increase as reported in the literature. With 3h of incubation PLLPpIX prevents cell adhesion, while PpIX practically does not change the adhesion compared to dark control. This lack of effect of irradiation suggests that PpIX affects cell adhesion primarily because of its intercalation into the membrane and not due to the formation of reactive species. With 3h of incubation the photosensitizers are not on the membrane and therefore the effect on cell adhesion is indirect and it is not also related to differences in uptake efficiency. The observed behavior must be related to differences in subcellular localization arising from differences in molecular structure. Another process that can alter the cell adhesion is serum protein oxidation. As noted in the studies with cells, photosensitization of serum with PLLPpIX (but not with PpIX) was capable of preventing cell adhesion. The greater efficiency of PLLPpIX was associated with the presence of the polymer, which, by the steric hindrance, forces that interaction of PLLPpIX with albumin, the major serum component, is restricted to the protein surface, leaving the photosensitizer available to interact with molecular oxygen and generate singlet oxygen. Thus, the functionalization of a polymer has turned PpIX capable of modulating cell adhesion by acting both within and outside (in extracellular matrix) the cell

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é um tratamento alternativo de câncer que vem tendo grandes avanços ao longo dos anos e consiste na interação entre luz e uma substância fotossensibilizadora, levando à transformação do oxigênio molecular em oxigênio singleto, altamente reativo e tóxico para a célula. Nesse contexto, o uso do modelo de Membrana Corioalantóica (CAM, do inglês Chorioallantoic Membrane) fornece acesso direto aos vasos sanguíneos, possibilitando o estudo dos efeitos vasculares envolvidos nessa terapia. O desenvolvimento de um tumor nesse ambiente previamente vascularizado permite o estudo e o entendimento dos mecanismos que envolvem o crescimento e destruição do tumor, levando ao aperfeiçoamento de diferentes modalidades terapêuticas. As células tumorais empregadas para o desenvolvimento do tumor podem ser de diversas linhagens e formas de aplicação, desde culturas celulares a biópsias tumorais. O objetivo principal foi investigar a terapia fotodinâmica nos vasos e nas células neoplásicas em um modelo de tumor em CAM. Com esse modelo estudado para células tumorais de melanoma e Ehrlich, foi escolhido trabalhar com tumor de Erlich pela facilidade de manuseio laboratorial. Por meio da microscopia confocal de fluorescência, foi observada a interação entre os vasos sanguíneos e as células tumorais. Com imagens por fluorescência, foi possível entender e quantificar o efeito individualizado dos fotossensibilizadores, incluindo a farmacodinâmica do Photogem® e da formação da protoporfirina IX a partir do ALA, tanto com aplicação tópica como intravenosa. A partir disso, o tumor foi irradiado e os efeitos da terapia fotodinâmica foram analisados tanto no tumor quanto nos vasos sanguíneos que o alimentam. Usando ainda a curcumina, um fotossensibilizador derivado do açafrão, que sozinho possui um efeito vascular, foi aplicada a Terapia Fotodinâmica para análise na membrana corioalantóica e efeito nos vasos sanguíneos. O entendimento desse efeito da curcumina permite a ampliação de seu uso como fotossensibilizador no tratamento de câncer e doenças vasculares. Portanto, com o modelo estabelecido foi possível acompanhar os fotossensibilizadores estudados tanto nos vasos sanguíneos e sua ação, como a diferente atuação no ambiente tumoral, causando dano às células do tumor e aos vasos sanguíneos do mesmo ambiente. / Photodynamic Therapy (PDT) is a cancer treatment that has had great advances over the years and consists in the interaction between light and a photosensitizer compound, transforming the molecular oxygen in singlet oxygen, highly reactive and toxic to the cell. In this context, the use of Chorioallantoic Membrane (CAM) enables direct access to blood vessels, making possible to study the vascular effects involved in this therapy. The development of a tumor in this environment previously vascularized allows the study and the understanding of mechanisms that involves the growing and the destruction of tumor, improving different therapeutic modalities. The tumor cells used to develop the tumor in this model can be from several lines and ways of application, since cell culture to biopsy of some tumor. The main objective was investigating PDT in blood vessels and neoplasic cells in the tumor model in CAM. With this model studied for melanoma cells and Ehrlich, it was chosen to work with Ehrlich tumor because its facility of laboratory manipulation. After the observation the interaction between blood vessels and tumor cells, with confocal microscopy analysis, it was possible to understand and quantify the individualized effect of photosensitizers, including the pharmacodynamic of Photogem® and the Protoporphyrin IX from Aminolevulinic acid, both topic and intravenous application. From this, the tumor was illuminated and the Photdynamic Therapy effects was analyzed both tumor and blood vessels that feeds it. Still using the curcumin, photosensitizer derivated of saffron which has alone a vascular effect, was applied PDT to analysis on the Chorioallantoic Membrane and the blood vessels effect. The understanding of this effect of curcumin enables the extension of its useful as photosensitizer in the cancer treatment and vascular diseases. Therefore, with the model established, it was possible to follow all PS studying both their action in blood vessels and in the tumor region, causing damage.

Uma série de oito derivados porfirínicos monocatiônicos, na forma de base-livre e metalados com Zn(II), e tendo grupos metila ou [Ru(bipy)2Cl]+ ligados ao átomo de nitrogênio do substituinte piridil em uma das posições meso do anel, foram sintetizadas e caracterizadas, visando sua aplicação como fotossensibilizadores no tratamento de tumores de pele por TFD. Além de possuírem características anfifílicas que favorecem a sua interação com membranas biológicas, os compostos apresentaram um elevado rendimento quântico de formação de oxigênio singlete, principalmente os derivados metilados das porfirinas base-livre. A baixa solubilidade em meio aquoso, fator limitante da utilização como fotossensibilizadores, foi superada por meio do encapsulamento dos mesmos em micro e nanocápsulas poliméricas, pelo método de coacervação. Duas formulações, uma baseada em hidroxietilcelulose (HEC) e outra na mistura atelocolágeno marinho/goma xantana (ACM), foram preparadas e suas eficiências fotodinâmicas e citotoxicidade frente à células HeLa determinadas. As formulações de ACM mostraram ser não-tóxicas, enquanto os preparados com HEC apresentaram uma pequena, mas significativa citotoxicidade no escuro. Por outro lado, todas as formulações se tornaram tóxicas quando irradiadas com laser de 650 nm ou luz branca proveniente de lâmpada de mercúrio. Dentre as formulações preparadas, as mais ativas foram aquelas preparadas com os derivados porfirínicos base-livre metilados em ACM, provavelmente em virtude da maior eficiência de entrega do composto fotoativo em relação ao sistema polimérico de HEC, aliado aos elevados rendimentos quânticos de formação de oxigênio singlete em relação aos demais compostos. Além disso, o encapsulamento influenciou significativamentente a interação e citolocalização dos fotossensibilizadores, e consequentemente a taxa e o mecanismo de morte celular. Os estudos por microscopia de fluorescência confocal, evidenciaram que as nanocápsulas de ACM são capazes de penetrar na membrana das células, alcançando o citoplasma e liberando gradativamente o composto fotoativo no seu interior. Quando não encapsulada, em solução de dmso, a porfirina se acumula preferencialmente na membrana celular. Consequentemente, neste caso a irradiação levou ao comprometimento da integridade da mesma e o desencadeamento da necrose celular, indesejável na terapia por ocasionar inflamação nos tecidos. Em contrapartida, o tratamento com formulações de fotossensibilizadores nanoencapsulados promoveram menos danos mas favoreceram a apoptose, um mecanismo de morte programada que geralmente leva a regeneração rápida e total dos tecidos, e ausência de processos inflamatórios / A series of eight monocationic porphyrins derivatives as free-base and Zn(II) complexes, with methyl or [Ru(bipy)2Cl]+ groups bond to the nitrogen atom of the meso-pyridyl substituent, were synthesized and characterized aiming their application as photosensitizers in the treatment of skin tumors by Photodynamic Therapy (PDT). Those compounds, especially the methylated derivatives of the free-base porphyrins, are potentially useful because showed higher quantum yields for the photoinduced formation of singlet oxygen and amphiphilic character, that enhanced their interaction with biological membranes. The low solubility in aqueous media, a limiting factor for use as photosensitizers, was overcome by encapsulating them in polymeric micro-and nanocapsules using the coacervation method. Two formulations, one based on hydroxyethyl cellulose (HEC) and another in the marine atelocollagen/xanthan gum (MAC) mixture were prepared and their photodynamic efficiencies and cytotoxicity against HeLa cells determined. The MAC formulations were shown to be non-toxic, while the HEC presented a small but significant cytotoxicity in the dark. On the other hand, all formulations become toxic when irradiated with 650 nm laser or white light from a mercury lamp source. The most actives, among all formulations, were those prepared using the methylated free-base porphyrin derivatives and MAC, probably due to the higher delivery efficiency of the photosensitizers in relation to the formulations prepared with HEC, associated with their higher quantum yields of photoinduced formation of singlet oxygen of those species as compared with the other compounds. In addition, the encapsulation influenced the interaction and cytolocalization of the photosensitizers, and consequently the rate and mechanism of cell death. The MAC nanocapsules were shown to penetrate the cell membrane by confocal fluorescence microscopy, reaching the cytoplasm where gradually released the photoactive compound. However, the porphyrin derivatives preferentially accumulated in the cell membrane when in DMSO solution. Consequently, the irradiation compromised the membrane integrity leading to necrosis, an undesirable process since cause tissue inflammation. In contrast, the treatment with encapsulated photosensitizer formulations promoted a much lower level of photoinduced damage and apoptosis, a more desirable death mechanism characterized by a complete and rapid regeneration of tissues and absence of inflammatory processes.

Objetivos: Este Estudo randomizado duplo cego placebo controlado comparou, clínica, sitemica e imunologicamente um protocolo de Terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFA) de aplicações múltiplas com um protocolo já consagrada com o uso da Doxiciclina sistêmica no tratamento da doença periodontal em pacientes diabéticos tipo 2 descontrolados. Materiais e Métodos: Vinte seis pacientes com HbA1c> 7% foram selecionados e randomicamente alocados em dois grupos que receberam raspagem e alisamento radicular. Um dos grupos recebeu a aplicação adjunta de aplicações múltiplas de TFA (n=12) e o outro utilizando a doxiciclina sistêmica na dose de 100mg (n=14). Os parâmetros monitorados foram índice de placa, Sangramento à sondagem, Profundidade de sondagem, Supuração, Recessão gingival e nível clinico de inserção relativo, o parâmetro sistêmico avaliado foi a HbA1c, medida antes e 3 meses pós tratamento. Os níveis de IL1-β, TNF-α e TGF-β foram medidos antes, 1 e 3 meses pós tratamento através da coleta de fluido crevicular gengival. Resultados: Não houveram diferenças significantes em nenhum dos parâmetros clínicos avaliados e nos níveis de HbA1c. O uso do antibiótico sistêmico demonstrou ser superior na redução de IL1-β até o período de 1 mês pós tratamento, porém, em 3 meses a TFA se mostrou superior. Não houve diferença na redução dos níveis de TNF-α e TGF-β entre os grupos. Conclusões: Ambos tratamentos foram eficientes nas melhoras dos parâmetros clínicos e sistêmicos. A TFA parece possuir maior estabilidade na redução dos níveis de citocinas inflamatórias. / Aim: This randomized, double-blind, placebo-controlled, clinical study compared a multiple application Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT) treatment protocol with systemic doxycycline as adjuvant to scaling and root planning, to treat chronic periodontitis on type 2 diabetic patients on clinical, systemic and immune-inflammatory outcomes. Materials and Methods: Twenty six patients with Hba1c >7% were randomically allocated in two groups, SRP+Doxy (n=14) using systemic doxycycline 100 mg and SRP+aPDT (n=12) with multiple applications (0, 3, 7 and 14 days). Monitored parameters of plaque score (PS), bleeding on probe (BOP), probing depth (PD), suppuration (S), gingival recession, and relative clinical attachment level (RCAL), glycated haemoglobin (HbA1c) were measured at baseline and 3 months after therapy, the cytokine profile was assessed at 0, 1 and 3 month to measure IL1-β, TNF-α and TGF-β on Gingival Crevicular Fluid. Results: There were no statistically significant differences on intergroup on clinical parameters and HbA1c levels. Systemic doxycycline shoed difference in reduction of IL1-β at 1 month, but aPDT better results at 3 months IL1-β levels. There were no differences between TNF-α and TGF-β trough experimental times Conclusions: Both treatments were effective to improve clinical and systemic outcomes and aPDT seems to have a great stability on of IL1-β reductions. (Clinicaltrials.gov Identifier: NCT01175720).

La photothérapie dynamique (PDT) consiste en la destruction d’une tumeur par l’association de l’administration d’un photosensibilisateur et de l’exposition à la lumière visible. Ce travail comporte : i) une étude de l’ionisation et de la lipophilie d’une série de photosensibilisateurs, des méso-tétraphénylporphyrines (TPP) glycoconjuguées, ii) une évaluation de l’impact de ces deux propriétés sur la distribution plasmatique et la localisation subcellulaire du photosensibilisateur.La protonation des azotes tétrapyrroliques a été étudiée par spectroscopie électronique, combinéeà une analyse chimiométrique, tandis que la lipophilie a été évaluée par chromatographie liquide haute performance. L’impact de différents effets de substitution (position, nombre ou nature du substituant) sur ces deux propriétés physico-chimiques a été mis en évidence.Dans le plasma, les TPP glycoconjuguées se lient principalement aux lipoprotéines de haute densité. La lipophilie de ces dérivés permet d'expliquer leur affinité pour les lipoprotéines, mais pas pour l'albumine. L’étude de localisation subcellulaire, combinant approche expérimentale et modélisation, a conduit à proposer une hypothèse expliquant la localisation de la TPP(pODEGOαManOH)3 au niveau du réticulum endoplasmique, hypothèse accordant un rôle central à la lipophilie de la TPP . A l'issue de ce travail, avant d'appliquer nos hypothèses à la synthèse de nouvelles molécules, il apparaît nécessaire de mieux explorer l'impact de la distribution plasmatique et de la localisation subcellulaire sur l'efficacité PDT. / Photodynamic Therapy (PDT) is based on the destruction of a tumor tissue through a combinationof administration of a photosensitizer and exposure to visible light. This work includes : i) a study of ionization and hydrophobicity of a series of candidate sensitizers, glycoconjugated mesotetraphenylporphyrins (TPP), ii) an evaluation of the impact of those two physico-chemicalproperties on sensitizer's plasma distribution and subcellular localization. Protonation of tetrapyrrolic nitrogens has been studied by electronic spectroscopy combined with chemometric analysis whereas hydrophobicity has been evaluated by high-performance liquid chromatography. The effect of substitution modalities (position, number and nature of pendantgroups) on both physico-chemical properties has been evidenced.In human plasma, glycoconjugated TPPs mainly bind to high density lipoproteins. Hydrophobicity accounts for differences in affinities towards lipoproteins, but not towards albumin. Subcellular localization studies, combining computational and experimental approaches, led to formulate some assumptions explaining localization of TPP(pODEGOαManOH)3 in endoplasmic reticulum,assumptions centered on a major role of sensitizer's hydrophobicity. At the end of this work, before trying to use our conclusions for the design of new sensitizers, it remains necessary to better explore the effect of plasma distribution and subcellular localization on sensitizer's photo-efficiency.

Objetivos: Este Estudo randomizado duplo cego placebo controlado comparou, clínica, sitemica e imunologicamente um protocolo de Terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFA) de aplicações múltiplas com um protocolo já consagrada com o uso da Doxiciclina sistêmica no tratamento da doença periodontal em pacientes diabéticos tipo 2 descontrolados. Materiais e Métodos: Vinte seis pacientes com HbA1c> 7% foram selecionados e randomicamente alocados em dois grupos que receberam raspagem e alisamento radicular. Um dos grupos recebeu a aplicação adjunta de aplicações múltiplas de TFA (n=12) e o outro utilizando a doxiciclina sistêmica na dose de 100mg (n=14). Os parâmetros monitorados foram índice de placa, Sangramento à sondagem, Profundidade de sondagem, Supuração, Recessão gingival e nível clinico de inserção relativo, o parâmetro sistêmico avaliado foi a HbA1c, medida antes e 3 meses pós tratamento. Os níveis de IL1-β, TNF-α e TGF-β foram medidos antes, 1 e 3 meses pós tratamento através da coleta de fluido crevicular gengival. Resultados: Não houveram diferenças significantes em nenhum dos parâmetros clínicos avaliados e nos níveis de HbA1c. O uso do antibiótico sistêmico demonstrou ser superior na redução de IL1-β até o período de 1 mês pós tratamento, porém, em 3 meses a TFA se mostrou superior. Não houve diferença na redução dos níveis de TNF-α e TGF-β entre os grupos. Conclusões: Ambos tratamentos foram eficientes nas melhoras dos parâmetros clínicos e sistêmicos. A TFA parece possuir maior estabilidade na redução dos níveis de citocinas inflamatórias. / Aim: This randomized, double-blind, placebo-controlled, clinical study compared a multiple application Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT) treatment protocol with systemic doxycycline as adjuvant to scaling and root planning, to treat chronic periodontitis on type 2 diabetic patients on clinical, systemic and immune-inflammatory outcomes. Materials and Methods: Twenty six patients with Hba1c >7% were randomically allocated in two groups, SRP+Doxy (n=14) using systemic doxycycline 100 mg and SRP+aPDT (n=12) with multiple applications (0, 3, 7 and 14 days). Monitored parameters of plaque score (PS), bleeding on probe (BOP), probing depth (PD), suppuration (S), gingival recession, and relative clinical attachment level (RCAL), glycated haemoglobin (HbA1c) were measured at baseline and 3 months after therapy, the cytokine profile was assessed at 0, 1 and 3 month to measure IL1-β, TNF-α and TGF-β on Gingival Crevicular Fluid. Results: There were no statistically significant differences on intergroup on clinical parameters and HbA1c levels. Systemic doxycycline shoed difference in reduction of IL1-β at 1 month, but aPDT better results at 3 months IL1-β levels. There were no differences between TNF-α and TGF-β trough experimental times Conclusions: Both treatments were effective to improve clinical and systemic outcomes and aPDT seems to have a great stability on of IL1-β reductions. (Clinicaltrials.gov Identifier: NCT01175720).

A acne é a mais comum doença de pele encontrada pelos dermatologistas, representando cerca de 30% das consultas, onde esta é considerada crônica, pois apresenta alto grau de recidiva podendo acometer 50% da população na vida adulta. Diversos estudos evidenciam bons resultados para tratamento da acne através de fototerapias, entretanto, alguns trabalhos enfatizam que esta modalidade terapêutica é ainda recente e que estudos adicionais e mais detalhados devam ser realizados. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é o estudo da viabilidade de um protótipo integrado para o diagnóstico e tratamento da acne por técnicas ópticas, visando o desenvolvimento de um equipamento para diagnóstico por imagens de fluorescência e um sistema de tratamento por fototerapia para a eliminação das bactérias causadoras da acne, assim, propondo novas soluções para o diagnóstico e tratamento da acne. Para isso foi realizado o desenvolvimento do protótipo-v1 que é constituído pelo sistema de diagnóstico por imagens de fluorescência composto por 01 LED violeta em 405 nm para excitação das amostras (80 mW/cm2), um sistema de filtros e lentes para formação das imagens de fluorescência e uma câmera para a captura das imagens. O sistema de tratamento é composto por 01 LED UV em 405 nm que proporciona uma intensidade de irradiação de 150 mW/cm2 com um diâmetro de 40 mm. Para validação do protótipo-v1 foram realizados seis experimentos distintos, sendo: 1 – Avaliou-se as configurações iniciais do protótipo eram adequadas para a visualização de bactérias presentes no rosto, foram adquiridas imagens de fluorescência na região do nariz; 2 – Avaliou-se a detecção de bactérias presentes em quatro diferentes regiões da face; 3 – Avaliou-se somente com uma lavagem simples é possível fazer a remoção e eliminação das bactérias presentes no rosto; 4 – Avaliou-se a detecção da presença de bactérias no couro cabeludo que são possíveis causadoras de caspa e se ocorre uma maior formação de bactérias no couro cabeludo ao longo do tempo. 5 – Avaliou-se in vivo, em um voluntário, o sistema de diagnóstico e tratamento da acne do protótipo-v1; 6 – Avaliou-se in vitro e in vivo, 40 voluntários, o sistema de diagnóstico e tratamento da acne do protótipo-v1. Como resultado foi possível realizar a detecção da bactéria P. acnes e fazer uma análise de sua presença, formação e declínio em seis experimentos, através de processamento de imagens e análises comparativas. Sendo que no experimento 1 a 4 avaliou-se a qualidade e as configurações do equipamento de diagnóstico por fluorescência e os experimento 5 e 6 avaliaram tanto o sistema de diagnóstico como o sistema de tratamento. Assim, através destes experimentos realizados foi possível demostrar uma viabilidade da utilização do protótipo-v1 como sistema de diagnóstico e tratamento da acne, demonstrando que é possível se realizar o monitoramento das bactérias causadoras da acne através das imagens de fluorescência e o tratamento da acne utilizando técnicas ópticas. / Acne is the most common skin disease found by dermatologists, representing about 30% of the consultations, where it is considered chronic, because has a high degree of recurrence and can affect 50% of the population in adult life. Several studies have shown good results for treatment of acne via phototherapy, however, some studies emphasize that this type of treatment is still new and additional and more detailed studies should be conducted.In this context, the aim of this work is the viability study of an integrated prototype for acne diagnosis and treatment by optical techniques, aiming at the development of a system for diagnosis by fluorescence imaging and phototherapy for treatment and elimination of bacteria that cause the acne, therefore offering new solutions for the acne diagnosis and treatment. For this, the prototype v1 was developed, which is constituted for diagnostic system by fluorescence image composed of one violet LED at 405 nm for excitation of the samples (80 mW / cm2), a system of filters and lenses for the formation images of fluorescence and a CCD camera to capture the images. The treatment system is composed of one violet LED at 405 nm which provides an irradiation intensity of 150 mW/cm2 with a diameter of 40 mm. For validation of prototype v1 were conducted six different experiments, as follows: 1 - Were evaluated initial prototype settings for the visualization of bacteria in the face for that, were acquired fluorescence images in the nose; 2 - Were evaluated detection of bacteria in four different regions of the face; 3 - Was evaluated only with simple washing can make removal and elimination of bacteria from the face; 4 - Was evaluated detecting the presence of bacteria on the scalp which are possible cause of dandruff and there is a greater formation of bacteria in the scalp along of the time; 5 - Was evaluated in vivo, in a voluntary, the prototype of the system of diagnosis and treatment of acne; 6 - Was evaluated in vitro and in vivo, 40 volunteers, the prototype of the system of diagnosis and treatment of acne. As a result, was possible to detect the P. acnes bacteria and do an analysis of their presence, formation and decline in six experiments, through image processing and comparative analysis. Where in experiment 1 to 4 was evaluated the quality and configurations of diagnostic fluorescence prototype and 5 to 6 experiments evaluating both the diagnostic and treatment system. Thus, through these experiments it was possible to demonstrate the viability of using one prototype v1 as diagnostic system and acne treatment, demonstrating that it is possible to perform the monitoring of acne causing bacteria via fluorescence imaging and treatment of acne using optical techniques.