A malária mata mais de um milhão de pessoas por ano, sendo uma das doenças infecciosas mais relevantes e um grande problema de saúde pública. Além disso, o surgimento de cepas resistentes aos quimioterápicos utilizados faz necessário o estudo de novos alvos para tratamentos contra esta doença. No nosso laboratório foi demonstrada a biossíntese de isoprenóides, em P. falciparum pela via MEP. Sabe-se que substâncias inibidoras da biossíntese de isoprenóides, dentre essas os terpenos, apresentam atividade antimalárica. Levando em consideração o anterior, nós avaliamos o potencial antimalárico do álcool perilico (POH) em P. falciparum e P. berghei. Nossos resultados demonstraram que o POH teve efeito inibitório contra o crescimento do P. falciparum in vitro, nas cepas 3D7 e K1 com uma IC50 de 4,8 ± 0,5 &mu;M, e 10,41±2,33 &mu;M, respectivamente. Além disso, o POH não teve efeito tóxico na linhagem celular Vero. Ainda, Comprovamos que o POH inibiu a farnesilação de proteinas entre 20 e 37 KDa de P. falciparum. Por outro lado, os experimentos in vivo não mostraram eficácia do tratamento do POH contra PbGFP em camundongos Balb/c. Em contraste, foi demostrada a eficácia do POH na de malária cerebral experimental (MCE), , indicando uma redução na taxa de incidência da MCE no grupo tratado com POH, comparado o não tratado ( P<0,05). Além disso, o POH reduziu a inflamação no cérebro dos animais tratados, uma vez que teve uma redução significativa na adesão de leucócitos aos vasos cerebrais (P<0.001), como também, o numero de hemorragias foi menor comparados com os animais não tratados. (P<0.0001). Portanto, os resultados obtidos nesta pesquisa abrem novas alternativas no estudo do mecanismo de ação do POH como um terpeno com grande potencial para tratar MC. / Malaria kills over one million people a year worldwide, and is one of the most important infectious diseases and a major public health problem. Furthermore, the emergence of resistant strains to chemotherapeutic agents used, make it necessary to study new targets for treatments against this disease. In our laboratory we have demonstrated the isoprenoids biosynthesis in P. falciparum, by the MEP pathway. It is known that the substances that inhibit isoprenoid biosynthesis, among these terpenes, have antimalarial activity in vitro and in vivo. Considering this, we evaluate the antimalarial potential of PA (POH) in P. falciparum and P. berghei. Our results showed that the POH had inhibitory effect against the growth of strains 3D7 and K1 of P. falciparum in vitro, with an IC50 of 4.8 &mu;M ± 0.5, and 10.41 ± 2.33 &mu;M, respectively. Furthermore, the POH had no toxic effect on cell line Vero. Moreover, the POH proved that inhibited proteins farnesylation from 20 to 37 kDa of P.falciparum. On the other hand, in vivo experiments did not show efficacy on treatment against POH PbGFP in BALB/c mice. In contrast, the effectiveness of POH in the experimental cerebral malaria (MCE) was demonstrated, indicating a reduction in the incidence rate of MCE in the group treated with POH, compared with of untreated animals (P <0.05). In addition, the POH reduced inflammation in the brain of treated animals, since it had a significant reduction in leukocyte adhesion to cerebral vessels (P <0.001), as also the number of bleeding was lower compared to untreated animals (P<0.0001). Therefore, the results obtained in this work provide new alternatives to study the POH\'s mechanism of action as a terpene with great potential to treat MC.

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Replication-deficient adenovirus (Ad) and modified vaccinia virus Ankara (MVA) vectors expressing single Plasmodium falciparum antigens can induce potent T cell and antibody responses and have entered clinical testing using a heterologous prime-boost immunisation approach (Ad_MVA). This thesis describes a number of pre-clinical approaches aimed at enhancing the efficacy of these viral vectored vaccines targeting the blood-stage of malaria. First, the development of a highly efficacious malaria vaccine is likely to require a multi-antigen and/or multi-stage subunit vaccine. The utility of an Ad_MVA immunisation regime combining vaccines expressing the 42kDa C-terminus of the blood- stage antigen merozoite surface protein 1 (MSP142) and the pre-erythrocytic antigen circumsporozoite protein (CSP) in the P. yoelii mouse model was investigated. It was found that vaccine co- administration leads to maintained antibody responses and efficacy against blood-stage infection, but reduced secondary CD8+ T cell responses and efficacy against liver-stage infection. CD8+ T cell interference can be minimised by co-administering the MVA vaccines at separate sites, resulting in enhanced liver-stage efficacy. The mechanisms of CD8+ T cell interference were explored. Second, Ad_MVA regimes expressing blood-stage antigens that can protect against P. chabaudi and P. yoelii blood-stage infection were tested against P. berghei, but did not confer protection. Similarly, IgG from rabbits immunised against P. falciparum MSP1 (PfMSP1) could not protect mice from a chimeric P. berghei parasite expressing PfMSP1. Third, two molecular adjuvants, the C4bp α-chain oligomerisation domain (IMX108/313) and the Fc fragment of murine IgG2a, were tested for their ability to enhance immunogenicity of recombinant adenoviruses when fused at the C-terminus of a blood-stage antigen. IMX108/313 was found to adjuvant T cell responses of small (< 80kDa) antigens and this was associated with antigen oligomerisation. However, the Fc fragment did not adjuvant responses. Finally, it was found that using a strong early promoter to drive antigen expression enhances the immunogenicity of single administration MVA vaccines, but that this did not enhance post-boost immunogenicity in an Ad_MVA regime.

A malária, causada por protozoários intracelulares do gênero Plasmodium, é uma das doenças tropicais mais devastadoras existentes. Mais de 3 bilhões de pessoas vivem em regiões endêmicas para a malária. Cinco espécies de Plasmodium (falciparum, vivax, ovale, malariae e knowlesi) causam doenças em humanos e a infecção com P. falciparum, o mais letal desses parasitas, resulta em mais de 1 milhão de mortes anualmente. O desenvolvimento de resistência aos fármacos antimaláricos tradicionais, leva ao uso de combinações de fármacos como a quinina (QN) e a doxiciclina (DOX). Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram desenvolver e caracterizar formulação de nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo a associação de QN/DOX, avaliar sua eficácia em um modelo in vivo de malária berghei, determinar a sua farmacocinética e o coeficiente de partição nos eritrócitos dos fármacos livres e nanoencapsulados. A formulação de NLS contendo QN/DOX (2,0/0,2 mg/mL) foi preparada pela técnica de homogeneização a alta pressão, utilizando polissorbato 80 e Lipoid® como emulsionantes e palmitato de cetila como matriz lipídica. No estudo preliminar de estabilidade, a formulação de NLS contendo QN/DOX apresentou tamanho de partícula adequado (152,8 ± 5,26 nm), índice de polidispersão (0,173 ± 0,006), potencial zeta (-38,6 ± 1,82 mV), alto conteúdo dos fármacos (95,9% ± 0,70/ 94,1% ± 2,41) e adequada eficiência de encapsulação (94,2% ± 1,14/83,0% ± 2,52), após 21 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Para a análise do teor um método rápido e específico de cromatografia líquida-acoplada a espectrometria de massa (LC-MS/MS) foi desenvolvido e validado para a determinação simultânea de QN e DOX nas formulações. O método por LC-MS/MS utilizou coluna Waters Sun Fire C18 (50 mm x 3,0 mm de diâmetro) e a fase móvel foi composta de acetonitrila:ácido fórmico 0,1% (75:25, v/v), no fluxo de 0,45 mL/min (split 1:3). O volume de injeção foi de 10 μL. Ratos Wistar infectados por P. berghei foram utilizados para avaliar a eficácia da formulação de NLS contendo QN/DOX utilizando diferentes regimes de dose. As doses efetivas da formulação, i.v. (75/7,5 mg/kg/dia) e oral (105/10,5 mg/kg/dia), representam uma redução de quase 30% em comparação com os fármacos livres utilizados em associação. A farmacocinética foi avaliada após a administração dos fármacos livres ou nanoencapsulados pela vias i.v. (10/1 mg/ kg) e oral (25/2,5 mg/kg) em ratos Wistar infectados. Para a quantificação das amostras de plasma dos ratos, método por LC-MS/MS foi desenvolvido e validado. A QN, a DOX e a cimetidina (padrão interno, PI) foram extraídos do plasma através de precipitação de proteínas e a fase móvel consistiu de metanol/ácido fórmico 0,1% (70:30, v/v), no fluxo de 0,5 mL / min (split 1:3). A detecção foi realizada através da ionização por electrospray positivo, no modo de monitoramento de reações múltiplas, onde foram monitoradas as transições 325,0>307,0, 445,0>428,1 e 252,8>159,0, para QN, DOX e PI, respectivamente. A análise foi realizada em 2,0 min e o método foi linear na faixa de concentração plasmática entre 5-5000 ng/mL. Nenhuma alteração significativa dos parâmetros farmacocinéticos foi observada para ambos os fármacos e vias de administração, após a nanoencapsulação. O coeficiente de partição da QN nos eritrócitos infectados por P. berghei aumentou (5,53 ± 0,28) quando a formulação de NLS contendo QN/DOX foi usada em comparação com os fármacos livres em associação (3,81± 0,23). Nenhuma alteração significativa na penetração intraeritrocitária da DOX foi observada com a nanoencapsulação. Os resultados demonstram que a nanoencapsulação da QN/DOX em NLS diminui a dose efetiva para o tratamento da malária, sendo uma alternativa interessante a ser investigada para o tratamento da malária falciparum resistente. / Malaria is one of the most devastating tropical diseases caused by intracellular protozoan parasites of the genus Plasmodium. More than 3 billion people live in malarial endemic regions. Five species of Plasmodium (falciparum, vivax, ovale, malariae and knowlesi) cause disease in humans and infection with P. falciparum, the most deadly of these parasites, results in more than 1 million deaths annually. The development of resistance to traditional antimalarial drugs leads to the use of drug combinations such as quinine (QN)/doxycycline (DOX). In this context, the aims of this work were to develop and characterize solid lipid nanoparticles (SLN) loaded with QN/ DOX, to evaluate their efficacy in an in vivo model of berghei malaria, and to determine their pharmacokinetics and erythrocyte partition coefficient compared to the non-encapsulated (free) drug association. The SLN were prepared by high pressure homogenization technique using polysorbate 80 and Lipoid® as emulsifiers and cetyl palmitate as lipid matrix. In the preliminary stability study, QN/DOX-loaded SLN (2.0/0.2 mg/mL) presented adequate particle size (152.8 ± 5.26 nm), polydispersion index (0.173 ± 0.006), zeta potential (-38.6 ± 1.82 mV), high drug content (95.9% ± 0.70/94.1% ± 2.41) and appropriate encapsulation efficiency (94.2% ± 1.14/83.0% ± 2.52) after 21 days of storage at room temperature. For the assay analysis, a fast and specific liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method was developed and validated for the simultaneous determination of QN and DOX. The LC-MS/MS method was carried out on a Sun Fire Waters C18 column (50 mm x 3.0 mm I.D.) and the mobile phase consisted of acetonitrile:0.1% formic acid (75:25, v/v), run at a flow rate of 0.45 mL/min (split 1:3). The injection volume was 10 μL. Plasmodium berghei infected Wistar rats were used to evaluate the efficacy of QN/DOX-loaded SLN using different dosing regimens. The effective QN/DOX-loaded SLN i.v. (75/7.5 mg/kg/day) and oral (105/10.5 mg/kg/day) doses represent an almost 30% reduction compared to the free drugs in association. Plasma pharmacokinetics was evaluated after administration of free or nanoencapsulated QN/DOX by i.v. (10/1 mg/kg) and oral (25/2.5 mg/kg) routes to infected Wistar rats. For the quantification of the rat plasma samples, a fast, sensitive and specific LC-MS-MS method was developed and validated for the determination of QN and DOX. QN, DOX and cimetidine (internal standard, IS) were extracted from the plasma by protein precipitation and the mobile phase consisted of methanol/formic acid 0.1% (70:30, v/v), run at a flow rate of 0.5 mL/min (split 1:3). Detection was carried out by positive Electrospray Ionization in multiple reaction monitoring mode, monitoring the transitions 325.0>307.0, 445.0>428.1 and 252.8>159.0, for QN, DOX and IS, respectively. The analysis was carried out in 2.0 min and the method was linear in the plasma concentration range of 5-5000 ng/mL. No significant alteration of pharmacokinetic parameters was observed for both drugs and routes of dosing after nanoencapsulation. QN partition coefficient into P. berghei infected erythrocyte was increased (5.53 ± 0.28) when the QN/DOX-loaded SLN was used in comparison with the free drugs in association (3.81 ± 0.23). No significant alteration on DOX erythrocyte partition coefficient was observed. In summary, the results showed that QN/DOX nanoencapsulation into SLN allows the reduction of the effective antimalarial dose being an interesting alternative to be investigated for the treatment of falciparum resistant malaria.

A malária, causada por protozoários intracelulares do gênero Plasmodium, é uma das doenças tropicais mais devastadoras existentes. Mais de 3 bilhões de pessoas vivem em regiões endêmicas para a malária. Cinco espécies de Plasmodium (falciparum, vivax, ovale, malariae e knowlesi) causam doenças em humanos e a infecção com P. falciparum, o mais letal desses parasitas, resulta em mais de 1 milhão de mortes anualmente. O desenvolvimento de resistência aos fármacos antimaláricos tradicionais, leva ao uso de combinações de fármacos como a quinina (QN) e a doxiciclina (DOX). Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram desenvolver e caracterizar formulação de nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo a associação de QN/DOX, avaliar sua eficácia em um modelo in vivo de malária berghei, determinar a sua farmacocinética e o coeficiente de partição nos eritrócitos dos fármacos livres e nanoencapsulados. A formulação de NLS contendo QN/DOX (2,0/0,2 mg/mL) foi preparada pela técnica de homogeneização a alta pressão, utilizando polissorbato 80 e Lipoid® como emulsionantes e palmitato de cetila como matriz lipídica. No estudo preliminar de estabilidade, a formulação de NLS contendo QN/DOX apresentou tamanho de partícula adequado (152,8 ± 5,26 nm), índice de polidispersão (0,173 ± 0,006), potencial zeta (-38,6 ± 1,82 mV), alto conteúdo dos fármacos (95,9% ± 0,70/ 94,1% ± 2,41) e adequada eficiência de encapsulação (94,2% ± 1,14/83,0% ± 2,52), após 21 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Para a análise do teor um método rápido e específico de cromatografia líquida-acoplada a espectrometria de massa (LC-MS/MS) foi desenvolvido e validado para a determinação simultânea de QN e DOX nas formulações. O método por LC-MS/MS utilizou coluna Waters Sun Fire C18 (50 mm x 3,0 mm de diâmetro) e a fase móvel foi composta de acetonitrila:ácido fórmico 0,1% (75:25, v/v), no fluxo de 0,45 mL/min (split 1:3). O volume de injeção foi de 10 μL. Ratos Wistar infectados por P. berghei foram utilizados para avaliar a eficácia da formulação de NLS contendo QN/DOX utilizando diferentes regimes de dose. As doses efetivas da formulação, i.v. (75/7,5 mg/kg/dia) e oral (105/10,5 mg/kg/dia), representam uma redução de quase 30% em comparação com os fármacos livres utilizados em associação. A farmacocinética foi avaliada após a administração dos fármacos livres ou nanoencapsulados pela vias i.v. (10/1 mg/ kg) e oral (25/2,5 mg/kg) em ratos Wistar infectados. Para a quantificação das amostras de plasma dos ratos, método por LC-MS/MS foi desenvolvido e validado. A QN, a DOX e a cimetidina (padrão interno, PI) foram extraídos do plasma através de precipitação de proteínas e a fase móvel consistiu de metanol/ácido fórmico 0,1% (70:30, v/v), no fluxo de 0,5 mL / min (split 1:3). A detecção foi realizada através da ionização por electrospray positivo, no modo de monitoramento de reações múltiplas, onde foram monitoradas as transições 325,0>307,0, 445,0>428,1 e 252,8>159,0, para QN, DOX e PI, respectivamente. A análise foi realizada em 2,0 min e o método foi linear na faixa de concentração plasmática entre 5-5000 ng/mL. Nenhuma alteração significativa dos parâmetros farmacocinéticos foi observada para ambos os fármacos e vias de administração, após a nanoencapsulação. O coeficiente de partição da QN nos eritrócitos infectados por P. berghei aumentou (5,53 ± 0,28) quando a formulação de NLS contendo QN/DOX foi usada em comparação com os fármacos livres em associação (3,81± 0,23). Nenhuma alteração significativa na penetração intraeritrocitária da DOX foi observada com a nanoencapsulação. Os resultados demonstram que a nanoencapsulação da QN/DOX em NLS diminui a dose efetiva para o tratamento da malária, sendo uma alternativa interessante a ser investigada para o tratamento da malária falciparum resistente. / Malaria is one of the most devastating tropical diseases caused by intracellular protozoan parasites of the genus Plasmodium. More than 3 billion people live in malarial endemic regions. Five species of Plasmodium (falciparum, vivax, ovale, malariae and knowlesi) cause disease in humans and infection with P. falciparum, the most deadly of these parasites, results in more than 1 million deaths annually. The development of resistance to traditional antimalarial drugs leads to the use of drug combinations such as quinine (QN)/doxycycline (DOX). In this context, the aims of this work were to develop and characterize solid lipid nanoparticles (SLN) loaded with QN/ DOX, to evaluate their efficacy in an in vivo model of berghei malaria, and to determine their pharmacokinetics and erythrocyte partition coefficient compared to the non-encapsulated (free) drug association. The SLN were prepared by high pressure homogenization technique using polysorbate 80 and Lipoid® as emulsifiers and cetyl palmitate as lipid matrix. In the preliminary stability study, QN/DOX-loaded SLN (2.0/0.2 mg/mL) presented adequate particle size (152.8 ± 5.26 nm), polydispersion index (0.173 ± 0.006), zeta potential (-38.6 ± 1.82 mV), high drug content (95.9% ± 0.70/94.1% ± 2.41) and appropriate encapsulation efficiency (94.2% ± 1.14/83.0% ± 2.52) after 21 days of storage at room temperature. For the assay analysis, a fast and specific liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method was developed and validated for the simultaneous determination of QN and DOX. The LC-MS/MS method was carried out on a Sun Fire Waters C18 column (50 mm x 3.0 mm I.D.) and the mobile phase consisted of acetonitrile:0.1% formic acid (75:25, v/v), run at a flow rate of 0.45 mL/min (split 1:3). The injection volume was 10 μL. Plasmodium berghei infected Wistar rats were used to evaluate the efficacy of QN/DOX-loaded SLN using different dosing regimens. The effective QN/DOX-loaded SLN i.v. (75/7.5 mg/kg/day) and oral (105/10.5 mg/kg/day) doses represent an almost 30% reduction compared to the free drugs in association. Plasma pharmacokinetics was evaluated after administration of free or nanoencapsulated QN/DOX by i.v. (10/1 mg/kg) and oral (25/2.5 mg/kg) routes to infected Wistar rats. For the quantification of the rat plasma samples, a fast, sensitive and specific LC-MS-MS method was developed and validated for the determination of QN and DOX. QN, DOX and cimetidine (internal standard, IS) were extracted from the plasma by protein precipitation and the mobile phase consisted of methanol/formic acid 0.1% (70:30, v/v), run at a flow rate of 0.5 mL/min (split 1:3). Detection was carried out by positive Electrospray Ionization in multiple reaction monitoring mode, monitoring the transitions 325.0>307.0, 445.0>428.1 and 252.8>159.0, for QN, DOX and IS, respectively. The analysis was carried out in 2.0 min and the method was linear in the plasma concentration range of 5-5000 ng/mL. No significant alteration of pharmacokinetic parameters was observed for both drugs and routes of dosing after nanoencapsulation. QN partition coefficient into P. berghei infected erythrocyte was increased (5.53 ± 0.28) when the QN/DOX-loaded SLN was used in comparison with the free drugs in association (3.81 ± 0.23). No significant alteration on DOX erythrocyte partition coefficient was observed. In summary, the results showed that QN/DOX nanoencapsulation into SLN allows the reduction of the effective antimalarial dose being an interesting alternative to be investigated for the treatment of falciparum resistant malaria.

A malária, causada por protozoários intracelulares do gênero Plasmodium, é uma das doenças tropicais mais devastadoras existentes. Mais de 3 bilhões de pessoas vivem em regiões endêmicas para a malária. Cinco espécies de Plasmodium (falciparum, vivax, ovale, malariae e knowlesi) causam doenças em humanos e a infecção com P. falciparum, o mais letal desses parasitas, resulta em mais de 1 milhão de mortes anualmente. O desenvolvimento de resistência aos fármacos antimaláricos tradicionais, leva ao uso de combinações de fármacos como a quinina (QN) e a doxiciclina (DOX). Nesse contexto, os objetivos deste trabalho foram desenvolver e caracterizar formulação de nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo a associação de QN/DOX, avaliar sua eficácia em um modelo in vivo de malária berghei, determinar a sua farmacocinética e o coeficiente de partição nos eritrócitos dos fármacos livres e nanoencapsulados. A formulação de NLS contendo QN/DOX (2,0/0,2 mg/mL) foi preparada pela técnica de homogeneização a alta pressão, utilizando polissorbato 80 e Lipoid® como emulsionantes e palmitato de cetila como matriz lipídica. No estudo preliminar de estabilidade, a formulação de NLS contendo QN/DOX apresentou tamanho de partícula adequado (152,8 ± 5,26 nm), índice de polidispersão (0,173 ± 0,006), potencial zeta (-38,6 ± 1,82 mV), alto conteúdo dos fármacos (95,9% ± 0,70/ 94,1% ± 2,41) e adequada eficiência de encapsulação (94,2% ± 1,14/83,0% ± 2,52), após 21 dias de armazenamento em temperatura ambiente. Para a análise do teor um método rápido e específico de cromatografia líquida-acoplada a espectrometria de massa (LC-MS/MS) foi desenvolvido e validado para a determinação simultânea de QN e DOX nas formulações. O método por LC-MS/MS utilizou coluna Waters Sun Fire C18 (50 mm x 3,0 mm de diâmetro) e a fase móvel foi composta de acetonitrila:ácido fórmico 0,1% (75:25, v/v), no fluxo de 0,45 mL/min (split 1:3). O volume de injeção foi de 10 μL. Ratos Wistar infectados por P. berghei foram utilizados para avaliar a eficácia da formulação de NLS contendo QN/DOX utilizando diferentes regimes de dose. As doses efetivas da formulação, i.v. (75/7,5 mg/kg/dia) e oral (105/10,5 mg/kg/dia), representam uma redução de quase 30% em comparação com os fármacos livres utilizados em associação. A farmacocinética foi avaliada após a administração dos fármacos livres ou nanoencapsulados pela vias i.v. (10/1 mg/ kg) e oral (25/2,5 mg/kg) em ratos Wistar infectados. Para a quantificação das amostras de plasma dos ratos, método por LC-MS/MS foi desenvolvido e validado. A QN, a DOX e a cimetidina (padrão interno, PI) foram extraídos do plasma através de precipitação de proteínas e a fase móvel consistiu de metanol/ácido fórmico 0,1% (70:30, v/v), no fluxo de 0,5 mL / min (split 1:3). A detecção foi realizada através da ionização por electrospray positivo, no modo de monitoramento de reações múltiplas, onde foram monitoradas as transições 325,0>307,0, 445,0>428,1 e 252,8>159,0, para QN, DOX e PI, respectivamente. A análise foi realizada em 2,0 min e o método foi linear na faixa de concentração plasmática entre 5-5000 ng/mL. Nenhuma alteração significativa dos parâmetros farmacocinéticos foi observada para ambos os fármacos e vias de administração, após a nanoencapsulação. O coeficiente de partição da QN nos eritrócitos infectados por P. berghei aumentou (5,53 ± 0,28) quando a formulação de NLS contendo QN/DOX foi usada em comparação com os fármacos livres em associação (3,81± 0,23). Nenhuma alteração significativa na penetração intraeritrocitária da DOX foi observada com a nanoencapsulação. Os resultados demonstram que a nanoencapsulação da QN/DOX em NLS diminui a dose efetiva para o tratamento da malária, sendo uma alternativa interessante a ser investigada para o tratamento da malária falciparum resistente. / Malaria is one of the most devastating tropical diseases caused by intracellular protozoan parasites of the genus Plasmodium. More than 3 billion people live in malarial endemic regions. Five species of Plasmodium (falciparum, vivax, ovale, malariae and knowlesi) cause disease in humans and infection with P. falciparum, the most deadly of these parasites, results in more than 1 million deaths annually. The development of resistance to traditional antimalarial drugs leads to the use of drug combinations such as quinine (QN)/doxycycline (DOX). In this context, the aims of this work were to develop and characterize solid lipid nanoparticles (SLN) loaded with QN/ DOX, to evaluate their efficacy in an in vivo model of berghei malaria, and to determine their pharmacokinetics and erythrocyte partition coefficient compared to the non-encapsulated (free) drug association. The SLN were prepared by high pressure homogenization technique using polysorbate 80 and Lipoid® as emulsifiers and cetyl palmitate as lipid matrix. In the preliminary stability study, QN/DOX-loaded SLN (2.0/0.2 mg/mL) presented adequate particle size (152.8 ± 5.26 nm), polydispersion index (0.173 ± 0.006), zeta potential (-38.6 ± 1.82 mV), high drug content (95.9% ± 0.70/94.1% ± 2.41) and appropriate encapsulation efficiency (94.2% ± 1.14/83.0% ± 2.52) after 21 days of storage at room temperature. For the assay analysis, a fast and specific liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method was developed and validated for the simultaneous determination of QN and DOX. The LC-MS/MS method was carried out on a Sun Fire Waters C18 column (50 mm x 3.0 mm I.D.) and the mobile phase consisted of acetonitrile:0.1% formic acid (75:25, v/v), run at a flow rate of 0.45 mL/min (split 1:3). The injection volume was 10 μL. Plasmodium berghei infected Wistar rats were used to evaluate the efficacy of QN/DOX-loaded SLN using different dosing regimens. The effective QN/DOX-loaded SLN i.v. (75/7.5 mg/kg/day) and oral (105/10.5 mg/kg/day) doses represent an almost 30% reduction compared to the free drugs in association. Plasma pharmacokinetics was evaluated after administration of free or nanoencapsulated QN/DOX by i.v. (10/1 mg/kg) and oral (25/2.5 mg/kg) routes to infected Wistar rats. For the quantification of the rat plasma samples, a fast, sensitive and specific LC-MS-MS method was developed and validated for the determination of QN and DOX. QN, DOX and cimetidine (internal standard, IS) were extracted from the plasma by protein precipitation and the mobile phase consisted of methanol/formic acid 0.1% (70:30, v/v), run at a flow rate of 0.5 mL/min (split 1:3). Detection was carried out by positive Electrospray Ionization in multiple reaction monitoring mode, monitoring the transitions 325.0>307.0, 445.0>428.1 and 252.8>159.0, for QN, DOX and IS, respectively. The analysis was carried out in 2.0 min and the method was linear in the plasma concentration range of 5-5000 ng/mL. No significant alteration of pharmacokinetic parameters was observed for both drugs and routes of dosing after nanoencapsulation. QN partition coefficient into P. berghei infected erythrocyte was increased (5.53 ± 0.28) when the QN/DOX-loaded SLN was used in comparison with the free drugs in association (3.81 ± 0.23). No significant alteration on DOX erythrocyte partition coefficient was observed. In summary, the results showed that QN/DOX nanoencapsulation into SLN allows the reduction of the effective antimalarial dose being an interesting alternative to be investigated for the treatment of falciparum resistant malaria.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-10-16T17:45:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EfeitosSuplementacaoAntioxidantes.pdf: 5034502 bytes, checksum: bbffe067232b16b05949f5d1fe62310a (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-10-24T13:50:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EfeitosSuplementacaoAntioxidantes.pdf: 5034502 bytes, checksum: bbffe067232b16b05949f5d1fe62310a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-24T13:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_EfeitosSuplementacaoAntioxidantes.pdf: 5034502 bytes, checksum: bbffe067232b16b05949f5d1fe62310a (MD5) Previous issue date: 2011 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Durante a infecção malárica, o Plasmodium pode provocar elevado estresse oxidativo, resultando em lesões oxidativas, podendo levar ao desenvolvimento de malária grave, como a malária cerebral e a pulmonar. Desse modo, tem se discutido o papel das Espécies Reativas de Oxigênio e das defesas antioxidantes na fisopatogenia da doença, bem como o potencial benefício da suplementação com antioxidantes. Nesse sentido, duas fontes de antioxidantes são particularmente interessantes: a N-acetilcisteína (NAC) e o cogumelo Agaricus sylvaticus. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar o potencial benefício da suplementação com Nacetilcisteína e Agaricus sylvaticus sobre as alterações oxidativas em modelo experimental de malária causada pelo Plasmodium berghei. Para isso, foram utilizados 200 camundongos machos (Mus musculus) divididos randomicamente em 20 grupos, como segue: Grupos I-V (controles positivos); VI-X (controles negativos); Grupos XI-XV: (animais infectados e tratados com NAC); Grupos XVI-XX: (animais infectados e tratados com Agaricus sylvaticus). As amostras de tecido cerebral e pulmonar e o sangue total foram coletados após 1, 3, 5, 7 e 10 dias de infecção e submetidas a dosagens de malondialdeído (MDA), capacidade antioxidante equivalente ao trolox (TEAC), nitritos e nitratos (NO) e avaliação do grau de parasitemia. Os resultados mostraram que a parasitemia aumentou progressivamente com a evolução da doença e que houve uma diminuição significante do 7º ao 10º dia de infecção nos grupos de animais suplementados com ambos os antioxidantes. A capacidade antioxidante total foi maior nos grupos de animais suplementados com os antioxidantes, sendo que os animais tratados com Agaricus sylvaticus apresentaram efeito mais pronunciado nas amostras pulmonares, ocorrendo aumento progressivo ao longo dos dias de estudo. Paralelamente, os níveis de MDA pulmonar nos grupos Agaricus sylvaticus e NAC mostraram-se semelhante entre si e com o controle positivo. Por outro lado, o MDA cerebral nos grupos suplementados com antioxidantes aumentou durante a infecção, mas não de maneira progressiva. Além disso, nos grupos Agaricus sylvaticus os níveis de MDA foram menores do que em NAC, particularmente no 5º dia de infecção. Assim, as lesões oxidativas foram mais pronunciadas no tecido pulmonar do que no cerebral e relacionadas a peroxidação lipídica, no entanto, o Agaricus sylvaticus mostrou-se mais efetivo na prevenção da peroxidação lipídica cerebral e pulmonar. Adicionalmente, os níveis de NO pulmonar apresentaram-se elevados nos animais suplementados com NAC em relação ao Agaricus sylvaticus do 3° ao 10° dias de estudo, aumentando progressivamente, e os animais suplementados com Agaricus sylvaticus apresentaram níveis de NO semelhantes aos do controle negativo. NAC também induziu a síntese de NO cerebral, mas não ocorreu aumento progressivo. Além disso, os grupos controles positivos e negativos apresentaram níveis de NO cerebral semelhantes. Provavelmente Agaricus sylvaticus e NAC atuem por dois mecanismos distintos para tentar debelar a infecção e podem ser úteis na terapia adjuvante da malária. / During malaria infection, Plasmodium may provoke high oxidative stress, resulting in oxidative damage, and may lead to the development of severe malaria, such as cerebral and pulmonary malaria. Furthermore, the involvement of reactive oxygen species and antioxidant defenses in the physiopathological phenomena of disease has been discussed, as well as the potential benefit of antioxidant supplements. Hence, from the antioxidant sources that would be suitable, two are particularly interesting: N-acetylcysteine (NAC) and mushroom Agaricus sylvaticus. Thus, the aim of this study was to investigate the potential benefit NAC and Agaricus sylvaticus supplementation against oxidative changes in murine malaria caused by Plasmodium berghei. Two-hundred male mice (Mus musculus) were randomly divided into 20 groups, as following: Groups I-V (positive control); Groups VI-X (negative control); Groups XI-XV: (infected and treated with N-acetylcysteine animals); Groups XVI-XX: (infected and treated with Agaricus sylvaticus animals). Them, brain, lung, and blood samples were collected after 1, 3, 5, 7, or 10 days after infection for malondialdehyde (MDA), trolox equivalente antioxidant capacity (TEAC), nitrites and nitrates (NO) measurement, and parasitemia rate evaluation. Results show that parasitemia increased progressively with evolution of disease, and that was a significant decrease from 7th to 10 th day of infection in both antioxidant supplemented groups. Total antioxidant capacity was higher in supplemented animal’s groups, in that Agaricus sylvaticus treated animals presented a most pronuncied effect in lung samples, with progressive increase along with the days of infection. At the same time, pulmonary MDA levels in the Agaricus sylvaticus and NAC groups showed similar between themselves and with positive control. On the other hand, the cerebral MDA in antioxidants supplemented groups increased during infection, but not in a progressive way. Besides, in the Agaricus sylvaticus groups, MDA levels were lower than NAC, particularly in 5th day of infection. Thus, oxidative damage were most pronounced in pulmonary tissue than brain and related to lipid peroxidation. However, Agaricus sylvaticus was found to be more effective in preventing lipid peroxidation in brain and lung. In addition, pulmonary NO levels were increased in Nacetylcysteine supplemented animals in relationship to Agaricus sylvaticus from 3rd to 10th days of study, progressively increasing, and Agaricus sylvaticus supplemented animals presented similar NO levels to negative control groups. NAC also induced cerebral NO synthesis, but not in a progressive way. In addition, positive and negative control groups show similar cerebral NO levels. Probabily Agaricus sylvaticus and NAC act in two distinct mechanisms in attempt to defeat infection, and can be helpful in the adjuvant therapy of malaria.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-03-27T14:27:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TratamentoGlutacionaPontecializa.pdf: 1349253 bytes, checksum: 951b82d9cf4ff21197d61b7c853835ed (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-11T12:24:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TratamentoGlutacionaPontecializa.pdf: 1349253 bytes, checksum: 951b82d9cf4ff21197d61b7c853835ed (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-11T12:24:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_TratamentoGlutacionaPontecializa.pdf: 1349253 bytes, checksum: 951b82d9cf4ff21197d61b7c853835ed (MD5) Previous issue date: 2016-05-10 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / A malária é uma doença causada por protozoários do gênero Plasmodium e apresenta-se como um dos principais problemas de saúde pública no mundo. Para avaliar o quadro de malária, modelos murinos tem sido utilizado devido às suas similaridades entre as espécies infectantes para os camundongos e as espécies infectantes para o homem. O aumento na produção de espécies reativas de oxigênio e alterações na atividade de enzimas como a glutationa peroxidase e superóxido dismutase foram caracterizadas dentro do quadro clínico da doença, porém pouco se sabe a respeito da participação de moléculas antioxidantes como a glutationa na evolução da doença. Diante do exposto, o principal objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da glutationa na evolução do quadro de malária murina e frente aos danos causados pela infecção com cepa ANKA de Plasmodium berghei (PbA). Para isso foram utilizados camundongos Balb-C, o qual foi inoculado (~106 de eritrócitos parasitados) via intraperitoneal. Os grupos foram divididos em: grupo malária (PbA) (n=6), grupo PbA + GSH 1mg (n=6), grupo PbA +GSH 3mg (n=6) e grupo PbA +GSH 8mg (n=7), tratados por 7 dias consecutivos. O desenvolvimento da doença foi monitorado diariamente pela determinação da sobrevivência, massa corpórea e a parasitemia foi monitorada a cada três dias em distensões sanguíneas, também foi analisado os cortes histológicos do tecido hepáticos e foi realizado a dosagem bioquímica das transaminases hepáticas. Nossos dados demonstraram que o tratamento com GSH (8mg/kg) acelerou a mortalidade dos animais infectados uma vez que entre o 13-14 dia pós infecção cerca de 43% dos animais evoluíram a óbito. No grupo infectado com PbA que não recebeu tratamento com GSH, uma diminuição semelhante (40%) só foi observada a partir do 23-25 dia pós infecção. Já em relação aos grupos PbA+GSH 1mg e PbA+GSH 3mg, não houve diferença quando comparado com o grupo PbA. Interessantemente, embora o tratamento com GSH 8mg tenha acelerado a mortalidade no grupo infectado, não observamos diferença significativa no nível de parasitemia dos quatros grupos analisados. Em relação a massa corpórea foi possível observar uma diferença entre o dia 0 e 24 em todos os grupos, porém quando analisado entre os grupos. Já no que diz respeito as análises histológicas e dosagens bioquímicas, podemos observar que ouve alterações tanto na histologia quanto na nas transaminases, sendo estas alterações mais expressas no grupo PbA que foi tratado com glutationa 8mg/kg do que no grupo PbA. Concluindo que a glutationa quando administrada via intraperitoneal acelera a mortalidade dos camundongos infectados com a cepa ANKA, porém essa mortalidade não está associada com aumento da parasitemia, indicando então que a mortalidade pode ser decorrente das alterações hepáticas. / Malaria is a disease caused by protozoa of the genus Plasmodium and presents itself as a major public health problems in the world. To evaluate the malaria frame, murine models have been used for its similarities between species infective for mice and species infective to man. The increased production of reactive oxygen species and changes in the activity of enzymes such as glutathione peroxidase and superoxide dismutase have been characterized within the clinical picture of the disease, but little is known about the participation of antioxidant molecules such as glutathione in the evolution of the disease. Given the above, the main objective of this study is to evaluate the effect of glutathione in the evolution of murine malaria frame and front to damage caused by infection with Plasmodium berghei ANKA strain (PbA). To this were Balb-C mice, which were inoculated (~106 parasitized erythrocytes) intraperitoneally. The groups were divided into malaria group (PbA), PbA group + GSH 1 mg, PbA group + GSH 3 mg and PbA group + GSH 8 mg treated for 7 days consecutive. The development of the disease was monitored daily by determining the survival, body mass and parasitaemia was monitored every three days in blood strains, was also analyzed the histological sections of liver tissue was performed and the biochemical analysis of liver transaminases. Our data demonstrated that treatment with GSH (8mg/kg) accelerated mortality of infected animals once between days 13-14 after infection about 43% of the animals progressed to death. In the group infected with PbA that received no treatment with GSH, a similar reduction (40%) was observed only from 23-25 days post infection. In relation to PbA + GSH 1mg groups and GSH + PbA 3 mg, there was no difference when compared to the PbA group. Interestingly, although treatment with GSH 8mg has accelerated mortality in the infected group, no significant difference in parasitaemia level of the four groups analyzed. In relation to body mass was observed a difference between day 0 and 24 in all groups, but when analyzed between groups. In what concerns the histological and biochemical tests, we noted that listen both changes in histology and in transaminase, with the latter being expressed in PbA changes group was treated with glutathione 8mg / kg group than in PbA. Concluding that glutathione when administered intraperitoneally accelerates the mortality of mice infected with the ANKA strain, but this mortality is not associated with increased parasitemia, then indicating that mortality may result from liver changes.

The innate immune system is a multicomponent response governed by intricate mechanisms of induction, regulation and resolution to elicit antimicrobial defenses. In recent years, the complexity of eukaryotic transcriptomes has become the subject of intense scrutiny and curiosity. It has been established, that RNA polymerase II (RNAPII) transcribes hundreds to thousands of long noncoding RNAs (lncRNAs), often in a stimulus and cell-type specific manner. However, the functional significance of these transcripts has been particularly controversial. While the number of identified lncRNAs is growing, our understanding of how lncRNAs themselves regulate other genes is quite limited. In chapter 2, a novel lncRNA is identified, more specifically, a natural antisense transcript, that mediates the transcription of the pro-inflammatory cytokine IL-1α. Through loss-of-function studies, I report the necessity of this transcript in mediating IL-1α mRNA expression by affecting RNAPII binding to the IL-1α promoter after toll-like receptor signaling. For the first time, I show that IL-1α is regulated at the transcriptional level. As a second independent component of this thesis, we explore the role of the innate immune response after infection by the malaria-causing parasite, Plasmodium berghei ANKA (PbA), and how innate immune components are both beneficial and detrimental to the host depending on when and where inflammation is triggered during infection. We attempt to identify the “malarial toxin” responsible for aberrations in the immune response that is detrimental for disease outcomes and the innate signaling pathways that are involved. Many pathogens induce pathological inflammatory conditions that lead to irreparable homeostatic imbalances and become fatal to the host. Here, type I Interferon signaling is required to dampen parasite load during liver-stage infections, but leads to host mobidity if these pathways are activated in the erythrocytic phase of infection. Together, this thesis provides new insights on how components of the innate immune system are regulated, and how dysregulation of immunity can potentially lead to adverse effects during active infections.