Nesta tese serão discutidos alguns aspectos químicos, fotoquímicos e fotofísicos importantes no desenvolvimento de fotossensibilizadores para aplicação em terapia fotodinâmica (TFD). Os estudos abrangeram a investigação de 29 espécies, sendo que 20 delas continham um anel porfirínico convencional e 9 eram porfirinas duplamente N-confusas. As primeiras foram sintetizadas para apresentarem diferentes números e tipos de substituintes catiônicos coordenados à posição meso do anel porfirínico, mais especificamente as meso(N-4-piridil)fenilporfirinas e as meso(N-3-piridil)fenilporfirinas contendo um, dois (em trans), dois (em cis), três e quatro grupos [Ru(bipy)2Cl]+ ou CH3+ (figura 1). Em contraste com as porfirinas convencionais. as outras 9 estruturas consistiram das formas protonadas, neutras e desprotonadas de porfirinas que exibem dois anéis pirrólicos adjacentes voltados para fora do anel porfirínico, mais especificamente a base livre (H2N2CP) e os respectivos complexos de prata (AgHN2CP) e de cobre (CuHN2CP). Esta peculiaridade estrutural permite coordenar metais de transição por meio de dois átomos de carbono e dois de nitrogênio, estabilizando fortemente íons metálicos em estados de oxidação anormalmente elevados como Ag3+ e Cu3+. Os dois nitrogênios pirrólicos externos ao anel são susceptíveis tanto a protonação quanto a desprotonação, possibilitando a modulação das propriedades eletrônicas desses compostos por simples alteração no pH do meio. De um modo geral, a acidificação das amostras perturbou mais significativamente suas propriedades fotoquímicas que a desprotonação. Em especial, as espécies neutras metaladas apresentaram bandas bastante intensas na região fototerapêutica de 600 a 750 nm, além de um elevado rendimento quântico de formação de oxigênio singlete (ΦΔ > 0,90 para o complexo Ag(III)). Todavia, um processo de fotodecomposição atribuído ao ataque do 1O2 formado, também foi observado. Ambos os processos, ΦΔ e fotodecomposição, parecem ser modulados pelo metal coordenado no centro do anel. Tanto a coordenação de Ag(lII) como Cu(lII) aumentou o ΦΔ, provavelmente devido ao efeito do metal pesado sobre o cruzamento interssistema. Todavia, verificou-se que o derivado AgHN2CP é muito menos reativo que o CuHN2CP e a base livre. Os motivos deste comportamento ainda não são completamente compreendidos, mas é evidente que o complexo de Ag(lII) apresenta melhores propriedades fotodinâmicas que as demais. Em comparação com as porfirinas duplamente N-confusas, as demais 20 porfirinas catiônicas são muito mais solúveis em água. Neste caso, o enfoque dos experimentos foi direcionado às aplicações biológicas propriamente ditas. Assim, além das propriedades fotofísicas associadas à formação de oxigênio singlete (1O2), também foram exploradas a influência do número dos substituintes periféricos sobre a ligação e danos fotooxidativos provocados em eritrócitos, lipossomos, mitocôndrias e células cancerígenas. Os resultados de ΦΔ mostraram ser inversamente proporcionais ao número de cargas positivas, para as porfirínas contendo grupos N-4metilpiridíniom. Estas diferenças foram consistentes com os efeitos de agregação, causados pela formação de dímeros ou oligômeros, no caso das espécies mais hidrofóbicas. Os coeficientes de partição em n-octanol/água (logPOA) corroboraram estes resultados, apresentando uma dependência inversamente proporcional ao número de cargas positivas ou proporcional ao número de resíduos fenila. As eficiências de ligação à bicamada lipídica mitocondrial, lipossomal e celular e os processos de peroxidação lipídica fotoinduzidos mostraram uma dependência proporcional aos valores de logPOA, exceto para as porfirinas contendo complexos de rutênio. O comportamento não linear neste último caso pode estar associada a dissociação da ligação rutênio-porfirina, devido a elevada força iônica das soluções fisiológicas utilizadas. Neste caso, a descoordenação dos complexos periféricos deve promover uma drástica diminuição da solubilidade do composto. Por este motivo os experimentos foram conduzidos somente com as espécies metiladas. No caso, de mitocôndrias isoladas verificou-se que a interação também apresenta uma razoável participação do potencial de membrana. De fato, quando a mitocôodria estava energizada foi observado um acréscimo de 15% no acúmulo da 3P2cMe em comparação com à mitocôndria desacoplada. Para as demais porfirinas houve um menor acúmulo com o aumento do número de resíduos N-3-metilpirídínio. Em todos os experimentos, um comportamento diferenciado foi observado no caso dos isômeros dicatiônicos. A espécie com cargas dispostas nas posições cis (3P2cMe) apresentou praticamente o dobro de eficiência que o correspondente isômero trans (3P2tMe). Este comportamento parece consistente com uma maior penetração da primeira espécie na bicamada lipídica, proporcionado pelo caráter antipático de sua estrutura química. Os resultados apresentados neste estudo mostraram que estas séries de meso-porfirinas catiônicas constituem sistemas bastante interessantes para a compreensão dos efeitos estruturais envolvidos na ação fotodinâmica dos compostos sobre membranas lipídicas, devido à possibilidade de modulação da relação hidrofilicidade/lipofilicidade, sem alterar significativamente a eficiência na formação de 1O2. Além disso, a disposição espacial das cargas positivas na estrutura do fotossensibilizador demonstrou ser extremamente crítica no processo de ancoragem do mesmo na membrana celular ou mitocondrial e consequentemente em causar efeitos fotooxidativos mais eficientemente. As porfirinas contendo grupos 3-metilpiridínio apresentam vantagens sobre as 4-metilpiridínio, normalmente estudas, por serem mais hidrofílicas, terem menor tendência de agregação e possuírem similar atividade fotodinâmica. Em especial, a estrutura anfipática da 3P2cMe associada a sua elevada formação de 1O2 e estabilidade lhe conferem uma interessante potencialidade como agente fototerapêutico. / In this thesis the chemical, photochemical and photophysical relevant aspects for the development of new photosensitizers for photodynamic therapy applications are discussed. 20 conventional porphyrins species and 9 doubly Nconfused porphyrins species were investigated. The first series contains variable number (1 to 4) of cationic groups, [Ru(bipy)2CI]+ or CH3+ (figure 1), bound to the meta or para-pyridil N-atoms of meso-phenylpyridylporphyrins. On the other hand, the protonated, neutral and deprotonated doubly N-confused porphyrins possess two rotated adjacent pyrrol rings, such that they have two coordinating camon atoms. Consequently, transition metal ions in unusually high oxidation states such as Ag(lII) and Cu(lII) can be stabilized by this structure, while the outer pyrrol N-atoms are susceptible to protonation and deprotonation reactions, allowing the modulation of their electronic properties simply by controlling the pH of the solution. In general, the protonation perturbed more significantly the photochemical properties than the deprotonation. The neutral species exhibit intense absorption bands in the phototherapeutical range (600 to 750 nm), associated with a high singlet oxygen sensitization quantum yield (ΦΔ> 0,90 for the Ag(lII) complex). Furthermore, a photodecomposition process due to the reaction with 1O2 was also identified. Both ΦΔ and photodecomposition are influenced by the metal ion coordinated to the doubly N-confused porphyrin ring. The coordination of Ag(lIl) and Cu(lII) increased ΦΔ, probably due to the enhancement of intersystem crossing quantum yield associated with the heavy atom effects. However, AgHN2CP is much more stable than CuHN2CP or the free-base, but the reasons are not clear and should be further investigated. The above results clearly evidence the superior properties of the Ag(lIl) complex as photosensitizer for PDT applications. The 20 cationic pyridylporphyrin derivatives are much soluble in water and experiments directed to biological applications could be carried out. Accordingly, in addition to the quantum yield for singlet oxygen generation(1O2), the effect of the stereochemistry and number and position of the electrically charged substituents on the binding constants and photooxidative damage on erythrocytes, lipossomes, mitochondria and HeLa cells were evaluated. The ΦΔ values were constant in the case of the N-3-methylpyridinium derivatives but inversely proportional to the number of positive charges for the N-4-methylpyridinium derivatives. This was assigned to an increase of aggregation of the sensitizers as the number of meso-phenyl rings and the lipophylicity increase. The partition coefficients in n-octanol/water (logPOA) corroborate that assertion showing a linear correlation with increasing of the number of phenyl groups. The binding efficiency towards the mitochondrial, lipossomal and cellular membrane and the photo-induced lipidic peroxidation processes were directly proportional to the logPOA, except for the ruthenated porphyrins. This last behavior may be associated with the dissociation reactions of the rutheniumpyridylporphyrin bond in the physiologic solution. Accordingly, those experiments were carried out only with the methylpyridynium derivatives. For the first time, we showed inequivocally that the interaction of the methyllated porphyrins with mitochondria are significantly influenced by the membrane potential. In fact, when the mitochondria was energized a 15% increase was observed in the binding constants of 3P2cMe in comparison with teh results with decoupled mitochondria. Also, the amount of bond porphyrin sensitizer decreased as the number of methylpyridynium groups was increased, following the same tendency as above. The behavior of the cis (3P2cMe) and trans (3P2tMe) isomers didn\'t follow the general tendency for the other derivatives in a series, such that the binding constants of the cis isomers were always about twice higher than for the trans, which were much higher than predicted by the general behavior. This means that they can associate more strongly and penetrate deeper in the membrane than the more charged porphyrin derivatives. In particular, the cis species is amphiphilic, i.e. possess an adequate structure for that interaction. The results presented in this thesis showed conclusively that the two series of meso-phenylpyridylporphyrins are adequate for the investigation of the effect of the stereochemistry on the bonding ability and photodynamic properties of those photosensitizers. This is particularly true due to the possibility of modulating the ratio between hydrophobicitylhydrophylicity and the stereochemistry without influencing significantly the quantum yield for 1O2 generation. The meta- series showed an advantage over the conventionally used para- series of methylpyridynium porphyrins because it is more soluble and shows lesser tendency to aggregate. In condusion, the amphiphilic 3P2cMe is the species with the highest potentiallity as por sensitizer because of its high binding constants, low tendency to associate and high ΦΔ.

A terapia fotodinâmica (TFD) é uma modalidade clínica para tratar uma variedade de neoplasias, doenças de pele e representa um promissor tratamento estético. O presente trabalho avaliou os aspectos histopatológicos e moleculares do tratamento pela TFD mediada por azul de metileno (TFD-AM) no modelo experimental in vivo do Carcinoma Espinocelular Cutâneo (CEC) e na pele sadia de camundongos Swiss. O protocolo da TFD foi de uma única sessão, com aplicação da solução de AM a 1% seguido por irradiação com laser diodo na dose total de 24 J/cm2 nos tecidos tumorais e sadios. Os animais foram sacrificados em dois períodos, 24 horas e 15 dias após TFD. Alterações morfológicas foram pouco marcantes nos tecidos tumorais tratados, entretanto, foram mais pronunciadas nos tecidos sadios. Podemos concluir que os efeitos de uma única sessão da TFD mediada pelo AM na dose aplicada não conferiu melhora no tratamento do CEC. Estes resultados motivam novos estudos com ajustes no protocolo para melhorar a eficácia desta terapia. / Photodynamic therapy (PDT) is a clinical method for treating a variety of tumors, skin disorders and represents a promising cosmetic treatment. This study evaluated the histopathological and molecular aspects of the treatment by PDT mediated by methylene blue (PDT-MB) in vivo experimental model of cutaneous squamous cell carcinoma (SCC) and in healthy skin of swiss mice. The PDT protocol was a single session with the application of MB 1% solution followed by irradiation with diode laser at a total dose of 24 J/cm2 in tumor and healthy tissue. The animals were sacrificed at two periods, 24 hours and 15 days after PDT. Morphological changes were less marked in the tumor tissues treated, however, were more pronounced in healthy tissues treated. We can conclude that the effects of a single session of PDT mediated by MB in applied dose conferred no improvement in the treatment of SCC. These results motivate further studies with adjustments in the protocol to improve the effectiveness of this therapy.

INTRODUÇÃO: A queilite actínica é uma neoplasia intra-eptelial do lábio cujas células apresentam alterações semelhantes àquelas apresentadas pelos carcinomas espinocelulares invasores. O tratamento eficaz dessa moléstia pode evitar sua evolução para carcinoma espinocelular. OBJETIVO: Avaliar a eficácia do tratamento da queilite actínica através da clínica, da histopatologia e da imunoistoquímica, usando terapia fotodinâmica com metilaminolevulinato e luz vermelha não coerente. MÉTODOS: Vinte e três pacientes com queilite actínica comprovada por exame histopatológico foram submetidos a duas sessões de terapia fotodinâmica com duas semanas de intervalo entre elas. Foram examinados imediatamente após as sessões, quatro, seis e doze semanas após início do tratamento, quando realizavam nova biópsia. Os parâmetros clínicos, histopatológicos e imunoistoquímicos foram avaliados antes e após o tratamento. RESULTADOS: Dos 23 pacientes biopsiados, 16 completaram as duas sessões de terapia fotodinâmica e em um paciente o material foi insuficiente para análise imunoistoquímica. Do ponto de vista clínico houve cura completa em 10 pacientes (62,5%), havendo permanência da doença em seis (37,5%). Apesar dessa taxa de cura clínica, não foi observado em nenhum caso cura através da análise histopatológica. Não houve mudança estatisticamente significativa entre os valores de Ki-67, survivina e p53 observados antes e após o tratamento. CONCLUSÃO: A terapia fotodinâmica, da maneira realizada nesse estudo, não foi opção terapêutica eficaz para o tratamento das queilites actínicas incluídas nesta amostra / INTRODUCTION: Actinic cheilitis is a lip intraepithelial neoplasia, whose cells present alterations similar to those presented by invasive squamous cell carcinomas. OBJECTIVE: To conduct clinical and laboratory evaluation by histopathology and immunohistochemistry of the efficacy of actinic cheilitis treatment using photodynamic therapy with methyl aminolevulinate and non-coherent red light. METHODS: Patients with actinic cheilitis detected by histopathological examination were submitted to two sessions of photodynamic therapy with a two-week interval between them. They were examined immediately after the sessions, four, six and twelve weeks after beginning treatment when a new biopsy was carried out. Clinical histopathological and immunohistochemical parameters were evaluated before and after treatment. RESULTS: Of the twent-three patients who underwent biopsy, sixteen completed two photodynamic therapy sessions and the material of one patient was insufficient for immunohistochemistry. Complete response was achieved in 62,5% (10/16 patients) and 37,5% still remained with clinical evidence of AC. In spite of this, no case of cure by histopathological analysis was found. There was no significant statistical change among the values of Ki-67, survivin and p53 observed before and after treatment. CONCLUSION: Photodynamic therapy, as carried out in this trial, was not an efficacious therapeutic option for treating patients with actinic cheilitis included in this sample

O óxido nítrico (NO) é um versátil agente biológico, atuando em diversas partes do organismo, tais como cérebro, artérias, sistema imunológico, fígado e pulmões. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade, tornando o entendimento de sua bioquímica um desafio. A molécula de NO tende a reagir rapidamente com alguns metais de transição, formando compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. A liberação de NO a partir de complexos nitrosilos pode ocorrer por redução química, eletroquímica e fotoquímica. No presente trabalho foi estudada a obtenção, caracterização e permeação cutânea de um complexo nitrosilo de rutênio, o trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), que associado ao fotossensibilizador protoporfirina IX, possui a peculiaridade de absorver na região do visível, podendo então ser aplicados na terapia fotodinâmica (TFD) para tratamento de câncer de pele. A mistura dos compostos foi incorporada em nanodispersões de cristais líquidos, de fase cúbica (DFC) e de fase hexagonal (DFH), e sua penetração/permeação in vitro em pele de modelo animal foi avaliada, assim como o comportamento fotoquímico do sistema, no que se refere à liberação de NO, visando uma futura aplicação em TFD. A atividade citotóxica dos compostos isolados e em mistura foi avaliada frente às linhagens B16F10 e Melan-A, na ausência e presença de luz, mostrando maior atividade da mistura dos compostos quando irradiados em 630 nm. Foram construídos diagramas de fase binário e ternário e, a partir destes, foram escolhidas as formulações a serem estudadas. Estas formulações foram caracterizadas por microscopia de luz polarizada e difração de raios-X e foram avaliados o tamanho médio de partícula e o índice de polidispersividade das nanodispersões obtidas e sua estabilidade por turbidimetria. Também foi analisada a liberação de oxigênio singlete e de NO a partir dos compostos em solução e destes incorporados nas formulações. Foi desenvolvido e validado um método analítico por cromatografia líquida de alta eficiência para a quantificação simultânea dos compostos nos experimentos. A liberação dos compostos a partir das formulações usando membrana de acetato de celulose também foi avaliada, sendo possível detectar apenas o cyclam-NO. O estudo da eficiência de encapsulação mostrou que cerca de 70% da quantidade adicionada dos compostos foi incorporado na DFC e cerca de 80% na DFH. Os experimentos in vitro de permeação e retenção dos compostos em pele de orelha de porco mostraram aumento significativo da concentração dos compostos, comparado a controles contendo os mesmos em PEG. A DFH promoveu um aumento na concentração de PpIX no estrato córneo (EC) de 2,6 vezes e na epiderme+derme se EC ([E+D]) de 3,4 vezes, e para o cyclam-NO de 2,7 vezes no EC e 2,4 vezes na [E+D]. Já a DFC aumentou em 1,6 vezes a quantidade de PpIX no EC e 1,9 vezes na [E+D] e em 4,6 vezes a quantidade de cyclam-NO no EC e em 2,0 vezes na [E+D]. Os resultados obtidos permitem sugerir que estes sistemas são adequados para utilização como potenciais carreadores para a associação cyclam-NO e PpIX na TFD do câncer de pele e que esta associação apresentou efeito sinérgico, sendo mais eficiente que a utilização de apenas um dos compostos. / Nitric oxide (NO) is a versatile biological agent, acting in several parts of the body such as brain, arteries, immune system, liver and lungs. Its radical nature gives great versatility and reactivity, making the understanding of its biochemical a challenge. The NO molecule tends to react quickly with some transition metals, forming stable compounds called nitrosyl complexes, which can be used as a source of nitric oxide. NO release from nitrosyl complexes can occur by chemical, electrochemical or photochemical reduction. In this work, the acquisition, characterization and permeation of a nitrosyl ruthenium complex, trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), which associated with the photosensitizer protoporphyrin IX, has the peculiarity of absorbing in the visible region, and could then be applied in photodynamic therapy (PDT) for treatment of skin cancer, were studied. The mixture of compounds was incorporated into liquid crystal nanodispersions, cubic (DFC) and hexagonal (DFH) phases, and its penetration/permeation in vitro in an animal model skin was evaluated, as well as the photochemical behavior of the system, with regard to NO release, seeking a future application in PDT. The cytotoxic activity of the compounds alone and in combination was evaluated against the B16F10 and Melan-A cell lines, in the absence and in the presence of light. Binary and ternary phase diagrams were constructed, and from these, the formulations to be studied were chosen. These formulations were characterized by polarized light microscopy and X-ray diffraction and were evaluated for particle size and polydispersity index of nanodispersions obtained and their stability by turbidimetry. Also, the release of singlet oxygen and NO from the compounds in solution and incorporated in the formulations was discussed. An analytical method using high efficiency liquid chromatography was developed and validated for simultaneous quantification of compounds in the experiments. The release of compounds from formulations using cellulose acetate membrane was evaluated, and only the cyclam-NO could be detect. The study of the encapsulation efficiency showed that about 70% of the added amount of the compounds was incorporated in the DFC and approximately 80% in DFH. In vitro permeation and retention experiments of the compounds in pig ear skin were performed, showing a significant increase in the concentration of the compounds in the skin layers, compared to controls containing compounds in polyethylene glycol. The DFH promoted an increase in the concentration of PpIX in the stratum corneum (EC) of 2.6 times and in the epidermis + dermis without EC ([E + D]) of 3.4 times, and the cyclam-NO by 2.7 times for EC and 2.4 times in the [E + D]. DFC already increased by 1.6 times the amount of PpIX in EC and 1.9 times at the [E+D] and 4.6 times the amount of cyclam-NO in EC and 2.0 times in the [E + D]. The results may suggest that these systems are suitable for use as potential carriers for the association of cyclam-NO and PpIX for use in skin cancer PDT and that this association showed a synergistic effect, being more efficient than the use of only one of the compounds.

Neste trabalho são apresentados estudos do efeito de interfaces nas propriedades fotofísicas e fotoquímicas do azul de metileno (AM) e de derivados fenotiazínicos com o intuito de avaliar o potencial destes compostos como fotossensibilizadores (FS) em terapia fotodinâmica. As propriedades físico-químicas do AM foram estudadas em soluções de SOS e observou-se que a presença do AM em solução altera o equilíbrio entre as micelas de SOS, diminuindo o valor da concentração micelar crítica de 7mmolL-1 para 70µmoIL-1. A presença das micelas em solução também interfere nas propriedades do AM. Em baixas concentrações de SOS há formação de dímeros de AM, constatados pelo aumento da absorbância em 580nm e diminuição da emissão de fluorescência. A caracterização das espécies transientes mostrou a existência de moléculas de azul de metileno no estado triplete (3AM) e de oxigênio singlete em soluções com altas concentrações de SOS e a formação de espécies radicalares do AM em baixas concentrações do tensoativo. Esta observação sugere que o mecanismo fotoquímico do AM é dependente da sua concentração local próxima de interfaces carregadas. As interações do AM e de alguns de seus derivados fenotiazínicos (tionina, azure A e azure B) com vesículas e com células HeLa foram estudadas e em ambos os casos observou-se que as moléculas com estruturas assimétricas são incorporadas em maior extensão. Em estudos de fototoxicidade, os compostos assimétricos apresentaram maior nível de morte celular do que o verificado para os compostos simétricos. Entretanto, ao se considerar a incorporação em células, os compostos simétricos se mostraram mais eficientes por molécula. Foi desenvolvido um método para determinação do 10gP dos fotossensibilizadores (FS) por voltametria com microeletrodos que se mostrou reprodutível. Novos FSs assimétricos derivados do Azure A com duas caudas hidrofóbicas de 4, 6 e 8 carbonos (AzC4, AzC6 e AzC8) foram sintetizados. Esses novos compostos possuem eficiências de fluorescência semelhantes ao AM. O composto AzC4 apresenta eficiência de geração de oxigênio singlete bem próxima à do AM (0,56), enquanto os outros dois compostos têm uma eficiência de geração de oxigênio singlete cerca de duas vezes menor. Este comportamento se deve ao fato dos FSs com cadeias carbônicas maiores interagirem mais fortemente entre si, apresentando maior grau de agregação. Os compostos sintetizados apresentam maior incorporação em vesículas que os compostos anteriormente estudados, indicando que a assimetria da molécula favorece a incorporação, assim como, o comprimento da cadeia hidrofóbica. Resultados de incorporação em células HeLa, mostraram que o composto AzC4 interage mais facilmente com a membrana celulare apresenta maior nível de morte celular devido à sua maior incorporação. / The effect of interfaces on photophysical and photochemical properties of methylene blue (MB) and its derivatives was studied in this work, aiming to emploit their potencial as photosensitizers (PS) in photodynamic therapy.The presence of MB in SDS solutions affect the micelle equilibrium decreasing the apparent critical micelle concentration of SDS from 7mmolL-1 to 70µmoIL-1. The properties of MB were also affected. At low SDS concentrations the formation of MB dimers was detected by the increase in the absorption in 580 nm and decrease of fluorescence emission. The characterization of transient species of MB showed the existence of MB molecules in the triplet state and emission of singlete oxygen at large SDS concentration and the formation of MB radicals in small surfactant concentration. These observations suggest that the photochemical mechanism of MB depends on its local concentration close to charged interfaces.The interactions of MB as well as other phenotiazine derivatives with synthetic vesicles and HeLa cells were studied. In both cases, the PS with asymmetrical structure presented higher degrees of incorporation. Studies of phototoxicity showed that the PS with asymmetrical structures present higher degree of cell death than the symmetrical compounds. However, if one consider the degree of incorporation the symmetrical compounds are more efficient per molecule. A method to determinate logP by voltammetry with microelectrodes was developed, showing good repeatability. New asymmetric photosensitizers derived from Azure A with two hydrophobic chains of 4, 6 or 8 carbons (AZC4, AZC6 e AzC8) were synthesized in order to study structure/activity relationship. These new compounds presented similar fluorescence efficiency to MB. The oxygen singlet generation efficiency of AZC4 is similar to MB, while the efficiency of the other PSs was twice smaller. This behavior was explained in terms PS aggregation, due to their longer hydrophobic chains. The synthesized PSs presented larger degree of incorporation than the commercial PSs, showing the role of asymmetry and hydrophobicity in incorporation yields. Incorporation in HeLa cells showed that AZC4 interacts more strongly with cells than the other synthesized PSs due to the rigidity of plasmatic membrane. Under the same illumination conditions, AzC4 was the PS that presented higher degree of cell death as a result of its larger incorporation in cells.

A mucosite oral (MO) é uma consequência debilitante do tratamento quimioterápico, que pode ser aliviada com o uso de fototerapias. A terapia fotodinâmica (Photodynamic Therapy - PDT), pode ser usada para o tratamento da MO, quando esta se encontra infectada por microrganismos. No entanto, não há estudos que demonstrem se a PDT, quando aplicada sobre lesões em mucosa oral, pode interferir na reparação tecidual. Assim, este trabalho tem o objetivo de induzir a MO, em hamsters, através da confecção de ranhuras em animais que receberam o quimioterápico 5-Fluorouracil (5-FU), e avaliar, através de análises clínicas, bioquímicas e histológica, o efeito da PDT no reparo destas lesões. Os animais foram divididos em dois grupos, controle e experimental. O grupo controle é formado pelo grupo CN, o qual recebeu o veículo da quimioterapia e anestesia. O grupo experimental é formado pelos grupos CQ, o qual recebeu quimioterapia (QT), anestesia e indução da MO; CQC, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO e aplicação do corante azul de metileno (AM) 0,01%; CQL, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO e irradiação com laser de baixa potência (LBP - 660nm, 120J/cm2, 40mW, 4,4J por ponto); e PDT, o qual recebeu QT, anestesia, indução da MO, aplicação do AM 0,01% e irradiação com LBP (mesmo protocolo do grupo CQL). O 5-FU foi aplicado através de injeções intraperitoneais ao que se seguiu a indução da MO pela confecção de ranhuras com o auxílio de uma agulha de ponta fina. O experimento teve duração total de 10 dias sendo que a avaliação da severidade da MO foi realizada diariamente através da utilização das escalas propostas pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e por W-Smith modificadas para animais. Os animais foram sacrificados após 5, 7 e 10 dias de experimento e suas mucosas jugais (direita e esquerda) foram removidas para a realização das análises bioquímicas (através da determinação da concentração total de proteína e da avaliação de parâmetros do sistema antioxidante, como a atividade enzimática da Superóxido Dismutase - SOD e da Catalase) e histológica (por microscopia de luz). Após análises estatísticas, os resultados clínicos, bioquímicos e histológico mostraram que a PDT diminuiu a severidade da MO no décimo dia do experimento (p<0,05) e mostrou maior queratinização do epitélio com deposição de fibras colágenas organizadas na lâmina própria. Com base no protocolo experimental desenvolvido neste estudo e nos resultados obtidos podemos concluir que a PDT pode ser utilizada de maneira segura em lesões infectadas de MO, pois a mesma não interferirá na reparação destas lesões. / Oral mucositis (OM) is a debilitating side effect of chemotherapy, which can be relieved with the use of phototherapy. Photodynamic therapy (PDT) may be used for the treatment of OM, when infection is present. However, there are no studies that demonstrate PDTs interference on tissue repair processes when applied on lesions of the oral mucosa. In this sense, this work aims to induce OM in hamsters, by grooving the oral mucosa of animals receiving 5-fluorouracil (5-FU) chemotherapy, and evaluate through clinical, biochemical and histological parameters the effect of PDT in repairing these lesions. The animals were divided into two groups, experimental and control. The control group is formed by the C group, which received the vehicle of chemotherapy and anesthesia. The experimental group is formed by the Ch group, which received chemotherapy, anesthesia and induction of OM; ChP, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM and application of methylene blue (MB) 0.01%; ChL, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM and irradiation with low-power laser (LPL - 660nm, 120J/cm2, 40 mW, 4.4 J per point); and PDT, which received chemotherapy, anesthesia, induction of OM, application of MB 0.01% and LPL irradiation (same protocol as ChL group). 5-FU was administered by intraperitoneal injection, which was followed by the induction of OM by making mucosal grooves. The experimental period was of 10 days and the assessment of the severity of OM was performed on a daily basis using the scales proposed by the World Health Organization (WHO) and by W-Smith modified for animals. The animals were sacrificed after 5, 7 and 10 days of the experiment and their cheek pouch mucosa (left and right) were removed for carrying out the biochemical (by measuring the total protein concentration and by evaluating the antioxidant system parameters, such as enzymatic activity of Superoxide Dismutase - SOD and catalase) and histological (by light optical microscopy) analyzes. After statistical analysis, the clinical, biochemical and histological results showed that PDT reduced the severity of OM on the tenth day of the experiment, when compared to the initial mucositis score (p<0.05) and showed greater keratinization with organized collagen deposition in the lamina propria. Based on the experimental protocol developed in this study and the results obtained we can conclude that PDT can be used safely in infected OM injuries because it does not interfere with the repair of these lesions.

A terapia fotodinâmica (PDT) é uma alternativa promissora de tratamento para lesões pré-cancerosas e para câncer de pele não-melanoma, como o carcinoma espinocelular, agressivo e potencialmente metastático. Visando melhorar a eficiência da terapia fotodinâmica de carcinoma espinocelular de pele, este estudo otimizou o tempo para início da terapia, avaliou a eficácia dos fotossensibilizadores ácido aminolevulínico (ALA- 20%) e o metil-ester aminolevulínico (MEALA-10%) e verificou o coeficiente de atenuação relativo à pele normal dos grupos experimentais, por meio de Tomografia por Coerência Óptica. Para a indução do tumor foi realizada a carcinogênese química (DMBA/TPA) por um período de 28 semanas. A espectroscopia de fluorescência foi utilizada para monitoração da emissão da molécula de protoporfirina IX, induzida pelo ALA e MEALA. A aquisição de dados a cada 30 minutos totalizando um período de 360 minutos, permitiu verificar a máxima incorporação de ALA e MEALA em 300 e 330 minutos após a aplicação, respectivamente. Após a otimização foi realizada a PDT, avaliação clínica, histopatológica e análise por OCT dos grupos experimentais, por meio das quais verificou-se maior eficiência do grupo tratado com MEALA. No período de 20 dias, o percentual de lesões com redução de área maior que 50%, foi de 33% na PDT com ALA e 83% para o MEALA. Os coeficientes de atenuação ópticos para os grupos com neoplasia foram maiores do que os do grupo controle. Os grupos tratados com PDT apresentaram valores de coeficiente de atenuação que se aproximam dos valores obtidos para a pele sadia, evidenciando a resposta ao tratamento. Entretanto para ambos os fotossensibilizadores utilizados, a PDT mostrou-se eficaz quando iniciada nos tempos determinados neste estudo, e a técnica de OCT mostrou-se uma potencial ferramenta na avaliação deste tratamento. / Photodynamic therapy (PDT) is a promising alternative for pre-cancerous lesions and non-melanoma skin cancer treatment as squamous cells carcinoma, which is aggressive and potentially metastatic. Aiming the improvement of photodynamic therapy efficiency for skin squamous cells carcinoma, this study has optimized the time to start the therapy, it also evaluated the effectiveness of the aminolevulinic acid (ALA-20%) and methyl-ester aminolevulinic (MEALA-10%) as photosensitizers as well as verified the optical attenuation coefficient relative to normal skin of the experimental groups by optical coherence tomography (OCT). A chemical carcinogenesis was performed (DMBA/TPA), by a period of 28 days. Fluorescence Spectroscopy was used to monitor the emission of protoporphyrin IX induced by ALA and MEALA. Signal acquisition was performed every 30 minutes for a total period of 360 minutes, showing a maximum incorporation of ALA and MEALA, 300 and 330 minutes after the application. PDT was conducted after the optimization of the irradiation time. Clinical and histopathologic evaluation and OCT analysis of the experimental groups showed higher efficiency of the MEALA-treated group. After 20 days of treatment, the percentage of lesions with area reduction greater than 50%, was 33% for the ALA group and 83% for the MEALA group. The optical attenuation coefficients for groups with cancer were higher than those in the control group. The groups treated with PDT presented attenuation coefficient values that are close to the values obtained for healthy skin, showing the positive response to the treatment. This study showed that PDT was effective for both photosensitizers when initiated at the times determined in this study, and OCT technique proved to be a potential tool in the assessment of this treatment.

O objetivo deste trabalho foi observar a ação da terapia fotodinâmica (PDT) antimicrobiana do azul de metileno (AM) frente ao Aggregatibacter actinomycetemcomitans em estudo in vitro e em periodontite induzida em ratos. No estudo in vitro foram utilizadas suspensões de cultura de A. Actinomycetemcomitans selvagens na avaliação de diferentes parâmetros de irradiação na busca de otimizar a redução bacteriana. No estudo in vivo foram selecionados 20 ratos Wistar machos, adultos, com massa corpórea semelhante de aproximadamente 300 g. Os animais foram submetidos a uma antibioticoterapia durante cinco dias. A indução foi elaborada através da colocação de ligaduras embebidas em A. actinomycetemcomitans por um período de 15 dias. Após este período, observou-se clinicamente e por sondagem a presença da doença sendo os animais divididos em dois grupos: Grupo RM (n=10) - remoção mecânica de placa e Grupo RM + PDT (n=10) - remoção mecânica de placa + terapia fotodinâmica. Para a PDT, o azul de metileno a 0,01% foi aplicado topicamente diretamente nas bolsas periodontais que foram então irradiadas com um laser de emissão vermelha, A = 660nm, P= 100 mW, t= 54s e E= 5,4 J. Foram realizadas coletas microbiológicas antes, imediatamente após tratamento, 3 dias e sete dias para análises por cultura e reação de polimerase em cadeia (PCR). Os resultados microbiológicos obtidos no experimento in vitro apresentaram uma eficácia da terapia fotodinamica frente ao A. actinomycetemcomitans, 98,4% quando irradiado com uma energia de 5,4J e 99,9% com energia de 9J. No estudo in vivo, foi obtida uma redução microbiana de 93,5% no grupo RM+PDT, frente a uma redução de 87,7% no grupo RM. No controle do dia 7 foi observado uma recolonização em ambos os grupos. As análises por PCR confirmaram a presença do microorganismo em todas as coletas. Estes estudos sugerem que a terapia fotodinâmica pode ser uma alternativa promissora para sua utilização coadjuvante em periodontia. / The aim of this study was to evaluate the antimicrobial effects of photodynamic action of methylene blue (MB) against the Aggregatibacter actinomycetemcomitans in vitro and on periodontitis-induced in rats. The in vitro study used suspensions of A. actinomycetemcomitans to evaluate the different irradiation parameters to optimize the bacterial reduction. Twenty four male adult rats, body mass of 300 g were selected for in vivo study. The animals were submitted to an antibiotic therapy during five days. The periodontitis induction was performed by the ligature insertion imbibed in A. actinomycetemcomitans for 15 days. After this period, the disease was confirmed by clinical and probing aspects. The animals were divided into two groups: Group MR (n=10) - mechanical plaque removal and Group MR+PDT (n=10) - mechanical plaque removal + photodynamic therapy. The MB solution 0.01% (m/w) was topically applied into the periodontal pockets which were irradiated by a laser in red emission, A = 660nm, P= 100mW, t= 54s e E= 5.4 J. Microbiological samples were collected before, immediately after treatment, 3 and 7 days to cultural and Polymerase Chain Reaction (PCR) analysis. The results of in vitro study showed an antimicrobial efficacy of PDT against A. actinomycetemcomitans: reduction of 98.4% when the samples were irradiated with 5.4J and 99.9%, with 9J. The in vivo results showed reduction of 93.5% for Group MR+PDT and 87.7% for Group MR. The analysis on day 7 showed a recolonization in both groups. The PCR analysis confirmed the presence of the microorganism in all samples. This study suggests that the photodymnamic therapy could be a promising adjunctive therapy to periodontal treatment.

Macrófagos (Mf) produzem PAF e PAF-R e eliminam partículas alteradas via CD36. Uptake de oxLDL requer associação CD36/PAF-R. Avaliamos isto na eferocitose. Bloqueio do PAF-R e de lipid rafts (LR) inibiu eferocitose. Esta induziu associação PAF-R/CD36 e destes com flotilina-1 (marca LR). Eferocitose induziu IL-10 e IL-12p40. Bloqueio do PAF-R inibiu mais IL-10 e inibição da COX-2 teve efeito similar, sugerindo que eferocitose depende da interação PAF-R/CD36 em LR e que isto induz prostanoides e perfil regulador. Mf adquirirem diferentes fenótipos. Estudamos a participação do PAF-R. Bloqueio do PAF-R antes dos estímulos (IFN-g/LPS, IL-4 ou IgG-SRBC/LPS) inibiu marcadores MCP-1, TNF-a, iNOS, receptor manose, arginase-1 e IL-10, mas não IL-12p40, sugerindo que PAF-R modula fenótipo de Mf. PAF e PAF-like são gerados por estressores oxidativos. Ativação do PAF-R induz imunossupressão sistêmica (IS). Mostramos que terapia fotodinâmica (PDT) in vitro gerou ligantes do PAF-R e in vivo inibiu reação de CHS em WT, mas não em PAF-R KO, sugerindo que PDT induz IS via PAF-R. / Macrophages (Mp) produce PAF and PAF-R and scavenge altered particles via CD36. oxLDL uptake requires association CD36/PAF-R. We analyzed that on efferocytosis. PAF-R and lipid rafts (LR) blockage inhibited efferocytosis. Efferocytosis induced association CD36/PAF-R and both with LR marker protein, and induced IL-10 and IL-12p40. PAF-R and COX-2 blockage inhibited more IL-10, suggesting that efferocytosis depends on PAF-R/CD36 interaction in LR and that this induces prostanoids and regulatory profile. Mp acquire different phenotypes. PAF-R participation in that was analyzed. PAF-R blockage before stimuli (IFN-g/LPS, IL-4 or IgG-SRBC/LPS) inhibited markers MCP-1, TNF-a, iNOS, mannose receptor, arginase-1 and IL-10, but not IL-12p40, suggesting that PAF-R modulates Mp phenotype. PAF and PAF-like are generated by oxidative stressors. PAF-R activation induces systemic immunosuppression (SI). We showed that photodynamic therapy (PDT) in vitro generated PAF-R ligands and in vivo inhibited CHS reaction in WT, but not PAF-R KO, suggesting that PDT induces SI via PAF-R.

A TFD é considerada uma nova terapia minimamente invasiva destinada ao tratamento e destruição seletiva de diversos tipos de cânceres. Objetivo foi avaliar se os efeitos do azul de metileno fotoativado podem desencadear processos inflamatórios interferindo no desenvolvimento e na progressão tumoral. Os resultados demonstraram que o grupo tratado com 0.1% de azul de metileno+1J provocou um aumento estatísticamente significativo quando comparado em relação aos diferentes grupos tratados nos níveis e na expressão gênica dos diferentes marcadores inflamatórios, na geração EROS e MPO. Análise histológica complementou com os resultados anteriores, indicando que neste grupo há alterações morfológicas representadas por áreas de necrose na massa tumoral sólida com presença neutrofílica. Concluímos que há indícios que o tratamento 0.1% azul de metileno+ 1J foi capaz de gerar efeitos citotóxicos que por consequência aumentou a expressão dos mediadores inflamatórios promovendo inflamação e finalmente induzindo morte celular. / PDT is considered a new minimally invasive therapy for the treatment and selective destruction of various types of cancers. The objective was to evaluate the effects of methylene blue light activated may trigger inflammatory processes interfering with the development and tumor progression. The results showed that the group treated with 0.1 % methylene blue +1 J caused a statistically significant increase levels and gene expression of different inflammatory markers in ROS generation and MPO when compared at the different treat groups. Histological analysis complemented with previous results, indicating that there are morphological changes represented by areas of necrosis in the solid tumor mass with neutrophil presence in this group. We conclude that there is evidence that treatment 0.1 % methylene blue + 1J was able to generate cytotoxic effects therefore increased expression of inflammatory mediators, promoting inflammation and finally inducing cell death.