Orientador: Cesar Cabello dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:45:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duarte_GiulianoMendes_D.pdf: 5275602 bytes, checksum: 5180518eed1c8045749e430f93e8b706 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Objetivos: Estudar a utilização de cirurgia radioguiada com 99mTc-sestamibi associada à ressonância nuclear magnética (RNM) no câncer de mama. Para isso, foram desenvolvidas duas novas técnicas: uma intitulada Avaliação Intra-peratória Radioguiada das Margens (Radioguided Intraoperative Margins Evaluation -RIME) que usa um radiofármaco intravenoso para auxiliar, através de uma sonda detectora de radiação (probe), a ressecção tumoral; a outra intitulada Fusão da Ressonância Nuclear Magnética e Cintilografia Mamária (Magnetic Resonance Imaging/ Scintimammography fusion ¿ MRI/SM) que procura determinar a extensão tumoral. Dessa forma, esta tese visa avaliar a factibilidade das técnicas, o valor da RIME em obter margens livres e o valor da MRI/SM em determinar o tamanho real do tumor comparando com outros exames. Sujeitos e métodos: Foi realizado um estudo experimental descritivo em 23 mulheres com carcinoma ductal invasivo de mama estádios IIA a IIIA, agendadas para mastectomia. Dois a dez dias antes da cirurgia, as pacientes foram submetidas à cintilografia mamária com 99mTc-sestamibi, na qual foi localizado o tumor e estimado o tempo ideal para iniciar a cirurgia radioguiada através de uma curva de contagem de radiação por tempo. No mesmo dia, 20 pacientes realizaram uma ressonância nuclear agnética com gadolíneo. No momento da cirurgia, a mesma dose de 99mTc-sestamibi foi injetada intravenosamente. Esperou-se o tempo ideal estimado previamente e então foi realizada uma segmentectomia com auxílio do probe, que determinou as margens de ressecção. A ressonância foi usada para avaliar comprometimento da pele, fáscia profunda a outros focos de tumor que foram incluídos na segmentectomia. Isso caracterizou a RIME. Após, todas as pacientes foram submetidas à mastectomia. A egmentectomia e a mama residual foram examinadas histologicamente. Paralelamente, foi desenvolvido um programa de computador em linguagem visual que realizou, de forma semi-automática, a fusão das imagens de ressonância e cintilografia em 20 pacientes (MRI/SM). Foi determinado como tumor na MRI/SM a área de intersecção das imagens, o tumor foi medido e comparado com a medida no exame histológico, ressonância nuclear magnética, mamografia e exame clínico. Para análise estatística foram utilizados os testes exato de Fisher, t de Student, Wilcoxon e regressão linear. Resultados: Em todas as pacientes foi possível realizar as técnicas de RIME e MRI/SM (factibilidade de 100%). A RIME permitiu a ressecção do tumor com margens livres em 19 pacientes, com média de margem de 4,8mm. Em 11 casos não havia doença residual na mama após a segmentectomia. A média do tamanho da doença residual na mama foi 3,6mm e geralmente estava localizado próximo ao leito tumoral (<1,5cm em 10 pacientes). Não houve associação entre presença de doença residual e o tamanho do tumor ou estado das margens. A medida do tumor na MRI/SM teve uma correlação com o exame histológico melhor que a ressonância, a mamografia e exame clínico em todos os diâmetros estudados. Conclusões: As técnicas de RIME e MRI/SM são factíveis. A RIME permitiu auxiliar a ressecção tumoral com margens livres na maioria das vezes. A MRI/SM parece ser melhor que ressonância, mamografia e exame clínico para determinar a extensão tumoral / Abstract: Aims: To study the use of radioguided surgery with 99mTc-sestamibi, associated with magnetic resonance imaging (MRI), for breast cancer evaluation. For this, we developed two techniques: the first was dominated Radioguided Intraoperative Margins Evaluation (RIME), a technique that uses a radiopharmaceutical agent to distinguish normal and cancer tissue with a probe; the second was termed Magnetic Resonance Imaging and Scintimammography fusion (MRI/SM) to determine the extension of cancer. Thus, this study aims to assess the feasibility of techniques, the ability of RIME to obtain free margins and the ability of MRI/SM to determine the real tumor extension, in comparison to other examinations. Subjects and methods: A descriptive experimental study was carried out on 23 women with invasive ductal breast carcinoma, stages IIA to IIIA, programmed for mastectomy. Two to 10 days before the surgery, the patients were submitted to a scintimammography with 99mTc-sestamibi to localize the tumor and to estimate the optimal time to begin radioguided surgery, through a curve of radiation count per time. On the same day, 20 patients realized a MRI with gadolinium. At the moment of the surgery, the same dose of 99mTc-sestamibi was injected intravenously, after a previously-estimated optimal time a segmentectomy was performed with a probe that determined the resection margins. MRI was used to evaluate the compromising of the skin, deep fascia and the other tumor foci that were included in the segmentectomy, characterizing the RIME. All the patients were then submitted to mastectomy. The segmentectomy and residual breast were histopathologically examined. In parallel, software was developed in visual language to perform the MRI/SM fusion in 20 patients. The intersection area between the MRI and scintimammography was determined as tumor in MRI/SM and the tumor was measured and compared with the measurement in the pathological, MRI, mammography and clinical examination. The Fisher¿s exact test, Student¿s t-test, Wilcoxon¿s test and linear regression were used for statistical analysis. Results: The RIME and MRI/SM techniques were successfully performed in all patients (feasibility of 100%). The principal tumor was removed by RIME and provided histologically-free margins in 19 patients (mean margins, 4.8mm). Additionally, 11 patients were without residual disease after segmentectomy. The mean size of residual carcinoma was 3.6mm and generally located near the tumor bed (< 1.5cm in 10 patients). There was no significant association between presence of residual disease and tumor size or margin status. The MRI/SM cancer measurements correlated better with pathology than MRI, mammography and clinical examination in all diameters analyzed. Conclusions: The RIME and MRI/SM techniques are feasible. In general, RIME aids in tumor resection with free margins. MRI/SM seems to be better than MRI, mammography and clinical examination to determine the tumoral extension / Doutorado / Tocoginecologia / Doutor em Tocoginecologia

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Quimica Eliane S F Alves.pdf: 4161656 bytes, checksum: 36361e76b0e7ad73aea61043645102f1 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Currently, the emergence of fungi, bacteria and viruses resistant to multiple drugs has stimulated interest in the development of antimicrobial peptides with increased therapeutic potential. They generally have properties of extreme importance as antimicrobial selective toxicity, rapid action, specific mechanisms of action and a broad spectrum of antimicrobial action. Many of these features can be found in peptides isolated from frog skin secretions. The main factor that differentiates antimicrobial peptides from other commonly antibiotics used in the conventional therapy is related to their mechanism of action. The driving force for much of the action of antimicrobial peptides is their ability to lysis cell membranes, rapidly killing a broad spectrum of microorganisms. Accordingly, the conformation of the peptide has a great importance in their interaction with the amphiphilic structure of biological membranes. The determination of the tridimensional structure by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique allows the identification of the spatial position of each amino acid residue and highlighting those that are important for its action and, therefore, could be modified to increase the antimicrobial activity. The study of the three-dimensional structure of peptides in solution is an advantage of the NMR spectroscopy, since it can simulate the physiological environment, by means of surfactants. In this context, the tridimensional structures of two synthetic peptides: ocellatin-P1G16 (GLLDTLKGAAKNVVGGLASKVMEKL-NH2), isolated from the amphibians Leptodactylus labyrinthicus, and hylin a1 (IFGAILPLALGALKNLIK-NH2), isolated from Hypsiboas Albopunctatus, were proposed by NMR. The amphipathic caracter can be visualized by separation of the helix into two distinct sides, one hydrophobic (nonpolar) and the other hydrophilic (polar). The peptide hylin a1 in presence of SDS-d25 showed helical structure between residues Ile-5 to Ile-17 and the peptide ocellatin-P1G16 in SDS-d25 micelles showed a &#945;-helical structure between residues Leu-3 to Lys-24, both are presented in amphipathic &#945;-helix Finally, the molecular analyses of amphipathicity, electrostatic interaction, polarity and exchange hydrogen/deuterium, corroborate the proposed model, suggesting a model of parallel orientation to the peptide hylin a1 and the peptide ocellatin-P1G16 a parallel orientation, but with the cterminal portion immersed in the micelle SDS-d25 between residues Ser-19 to Leu-25, as observed by analyzing exchange hydrogen/deuterium. These structural characteristics make these peptides promising candidates for the development of a new antimicrobial drug. / Atualmente o surgimento de fungos, bactérias e vírus resistentes a múltiplos fármacos tem estimulado o interesse pelo desenvolvimento de peptídeos antimicrobianos com maior potencial terapêutico. Eles em geral possuem propriedades de extrema importância como um amplo espetro ação antimicrobiana, toxicidade seletiva, ação rápida e mecanismos de ação específicos. Muitas dessas características podem ser encontradas em peptídeos isolados da secreção cutânea de anuros. O principal fator que diferencia peptídeos antimicrobianos de antibióticos utilizados na terapia convencional está relacionado com o seu mecanismo de ação. A força motriz para a ação de grande parte de peptídeos antimicrobianos é sua habilidade em provocar lise em membranas celulares, matando rapidamente um amplo espectro de microorganismos. Nesse sentido, a conformação do peptídeo tem uma grande importância em sua interação com a estrutura anfifílica das membranas biológicas. Nesse contexto, a determinação da estrutura tridimensional por meio da espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) possibilita a identificação da posição espacial de cada resíduo de aminoácido na estrutura terciaria, destacando aqueles que são importantes para a sua ação e que, portanto, poderiam ser modificados para aumentar a atividade antimicrobiana. O estudo da estrutura 3D dos peptídeos em soluçao é uma vantagem da espectroscopia de RMN, pois se consegue simular o ambiente fisiológico por meio de sulfactantes. Nesse contexto, determinou-se através da RMN a estrutura tridimensional de dois peptídeos sintéticos: ocellatina-P1G16 (GLLDTLKGAAKNVVGGLASKVMEKL-NH2) isolado dos anfíbios Leptodactylus labyrinthicus, e o peptídeo hilina a1 (IFGAILPLALGALKNLIKNH2), isolado do anfíbio Hypsiboas albopunctatus. A anfipaticidade da estrutura pode ser observada pela separação da estrutura em duas faces distintas, uma hidrofobica (apolar) e outra hidrofilica (polar). O peptídeo hilina a1, em presença de SDS-d25, apresentou estrutura helicoidal entre os resíduos Ile-5 a Ile-17 e o peptídeo ocellatina-P1G16, em presença de SDS-d25, apresentou estrutura em &#945;-hélice entre os resíduos Leu-3 a Lys-24, ambos em &#945;-hélice anfipática. Por fim, as análises moleculares de anfipaticidade, interação eletrostática, polaridade e troca H2O/D2O, apontaram a mesma face de interação dos peptídeos com a membrana, propondo um modelo de orientação paralela para o peptídeo hilina a1 e para o peptídeo ocellatina- P1G16 uma orientação paralela, porém com a porção c-terminal mergulhada na micela de SDS-d25 entre os resíduos Ser-19 e Leu-25. Tais características estruturais tornam esses peptídeos candidatos promissores para o desenvolvimento de um novo fármaco antimicrobiano.

A Morte Súbita dos Cítros (MSC) é uma doença que afeta plantas de laranjeira-doce enxertadas em limão Cravo ou Volkameriano e ainda não tem o agente causal determinado. Para entender quais são as principais mudanças fisiológicas causadas pela MSC, analisou-se as alterações nos metabolitos primários, tanto da casca da copa quanto do cavalo. Fez-se análises dos extratos hexânico e alcoólico com RMN em alta resolução e do extrato hexânico com cromatografia gasosa. Também analisou-se os metabolitos diretamente nas cascas com técnicas de RMN em alta e baixa resolução. Com essas análises foi possível observar que a MSC altera a deposição de triacilglicerídeos e sacarose nas cascas. A MSC também modifica o perfil de ácidos graxos, com o decréscimo dos teores de ácido oléico e linolênico e aumento dos ácidos cáprico, láurico, mirístico, plamítico, esteárico e linoléico, com a evolução da doença. Com esses resultados foi possível entender as principais alterações bioquímicas causadas pela MSC, como também demonstrar que elas podem ser usadas de forma complementar no diagnóstico da doença. Dentre todos os métodos avaliados, as análises das cascas com RMN em baixa resolução, com as técnicas CPMG e de precessão livre em onda contínua (CWFP), foram as mais rápidas (em alguns segundos) e eficientes para discriminar as plantas assintomáticas das sintomáticas. A discriminação das plantas pelos dados de RMN foi realizada com métodos quimiométricos como análise de componentes principais (PCA), análises de agrupamentos hierárquicos (HCA) e regressão por mínimos quadrados parciais (PLS). / Citrus Sudden Death (CSD) is a new graft-transmissible disease of sweet orange grafted on Rangpur lime and Citrus volkameriana rootstocks. The causal agent is unknown. To understand the main physiological changes caused by the CSD, we analyzed the variations in the primary metabolites content in the bark of scion and rootstock. The hexanic and hydroalcoholic extracts were analyzed by high resolution NMR. The hexanic extracts were also analyzed by gas chromatography. The metabolites were also analyzed directly in the barks with high and low resolution NMR techniques. With these analyses it was possible to observe that CSD modifies the content of triglycerides and sucrose in the barks. The disease also changes the fatty acids profile, with a decrease in the oleic and linolenic and an increase in the capric, lauric, miristic, palmitic, stearic and linoleic content. With these results it was possible to understand the main biochemical disorders caused for the CSD, as well as to demonstrate that they can be used as complementary information in the disease diagnosis. The analysis of the barks with low resolution NMR techniques CPMG and continuous wave free precession (CWFP), had been the fastest (few seconds) and the most efficient one to discriminate between the symptomless and symptomatic plants. The discrimination of the plants by NMR data had been carried with chemometric methods such as principal component analysis (PCA), hierarchic cluster analysis (HCA) and partial least square regression (PLS).

Palicourea marcgravii St. Hil. (Rubiaceae) vulgarmente conhecida como \"erva de rato\" é uma planta tóxica brasileira de grande interesse econômico na pecuária, por provocar, em bovinos, convulsões, arritmias cardíacas e \"morte súbita\" em elevado número de animais. No presente trabalho, as folhas dessecadas e moídas de P. marcgravii foram extraídas com etanol 95 %, a temperatura ambiente, por percolação; o extrato resultante foi fracionado por partição com acetato de etila e butanol saturado com água. Os resíduos obtidos foram testados \"per os\" em ratos, buscando-se investigar nos mesmos, a presença do princípio ativo tóxico. O resíduo aquoso foi o único que produziu convulsões e morte dos animais. A existência do monofluoroacetato (MF A) no resíduo aquoso foi comprovada biologicamente através do paralelismo entre as retas refetentes às funções dose/porcentagem de letalidade e dose/latência para a 1&#170; convulsão que foram construídas para o resíduo aquoso e padrão de referência (monofluoroacetato de sódio). O MFA foi também identificado quimicamente através da RMN19F e da cromatografia em camada delgada. Os resultados obtidos comprovaram a presença de MF A nas folhas de P.marcgravii, responsabilizando-o pelos efeitos tóxicos produzidos. Também foram levantadas algumas hipóteses na tentativa de explicar a sintomatologia dos animais intoxicados. / Palicourea marcgravii St. Hil. (Rubiaceae) is one of the most economica1ly important poisonous plants for Brazilian livestock, since it induces not only seizures, cardiac arrythmias, but also \"sudden death\" of large number of the intoxicated animals. ln the present paper, the dissected and grounded leaves of P.marcgravii were extracted with ethanol 95 %, at room temperature, by percolation; the resultant extract was fractionized by partition in ethyl acetate and butanol saturated with water. The obtained residues were administered \"per os\" to rats, trying to look for the presence of the active toxic principIe. The aqueous residue was the only that induced seizures and death to the animals. The presence of monofluoroacetate (MFA) in the aqueous residue was biologica1ly confirmed by the correlation shown in the sodium monofluoroacetate and the aqueous residue dose-response and dose effect curves. MFA was also identified through NMR19F and thin layer chromatography. The obtained results confirmed the presence of MF A in the P.marcgravii leaves; they also suggest that the toxic effects induced by this plant are a consequence of the presence of MFA in its leaves. Further, some hypothesis were also perfomed, in an attempt to better explain the symptoms induced by the plant leaves.

A ressonância magnética nuclear no domínio do tempo (RMN-DT), possui inúmeras vantagens em relação à RMN de alta resolução tais como: baixo custo do equipamento, de análise e manutenção e não precisa de operador especializado. Apesar disso a técnica de RMN-DT ainda tem um campo muito grande de desenvolvimento para análise de componente com baixa mobilidade molecular como sólidos amorfos e cristalinos. Isto requer o desenvolvimento de instrumentação e/ou métodos de análise que se consiga medir o sinal de RMN em menos de 10 &micro;s, após a irradiação da amostra. O tempo entre o final da excitação e o começo da aquisição do sinal é conhecido como tempo morto. A opção estudada nesta dissertação para redução do tempo morto foi o uso de pulsos formatados, que já são utilizados em experimentos de RMN em alta resolução e de imagens por RMN, para excitação seletiva. No entanto, pulsos formatados não têm sido utilizados em RMN-DT. A principal vantagem desses pulsos é que eles são projetados para que a potência no final do pulso seja mínima, o que diminui o tempo morto do espectrômetro. No caso do pulso convencional, na forma retangular, a potência no final do pulso é máxima, o que aumenta o tempo morto. Os pulsos formatados utilizados foram pulsos Sinc, Sine e também pulsos com início similar aos pulsos retangulares, com potência máxima, e que depois de certo tempo tem decaimento similar aos pulsos Sinc e Sine. Esses pulsos inéditos foram denominados Reta-Sine e Reta-Sinc. Foram avaliados amostras heterogêneas (solido-líquido) e sólidas como CaSO4.2H2O, farelo de soja, polímeros amido e Policaprolactona. Esses pulsos também foram usados para monitorar reações de polimerização da resina epóxi com poliamida (Araldite®). Com esses métodos foi possível reduzir o tempo morto de espectrômetro de 23MHz 23 &micro;s para 14 &micro;s e de 20 Mhz de 9 para 6 &micro;s. Com isso conclui-se que o pulsos formatados podem reduzir significativamente o tempo morto de espectrômetro de RMN-DT, sem acessórios ou custo financeiro, pois as sequências podem ser instalada e usadas em qualquer espectrômetro moderno. / The nuclear magnetic resonance in the time domain (TD-NMR) It has numerous advantages over the high-resolution NMR such as low cost of equipment, analysis and maintenance and requires no specialized operator. Nevertheless NMR DT technique also has a very large development field for component analysis with a low molecular mobility as amorphous and crystalline solids. This requires the development of instrumentation and / or analysis methods that can measure the NMR signal in less than 10 &micro;s, after irradiation of the sample. The time between the end of excitation and signal acquisition the beginning is known as dead time. The option studied in this work to reduce the dead time was the use of formatted pulses, which are already used in NMR experiments in high resolution and NMR imaging for selective excitation. However, formatted pulses have not been used in NMR DT. The main advantage of these pulses is that they are designed so that the power in the pulse end is minimized, which reduces the dead time of the spectrometer. In the case of conventional pulse in rectangular form, the power in the pulse end is maximum, which increases the dead time. Formatted pulses used were Sync pulses, Sine and also pulses beginning similar to rectangular pulses with maximum power, and after a while has similar decay to Sync and Sine wrists. These unpublished wrists were called Sine and Straight-Line-Sync. They were evaluated heterogeneous samples (solid-liquid) and solid as CaSO4.2H2O, soybean meal, starch polymers and Polycaprolactone. These pulses are also used to monitor polymerization reactions the polyamide epoxy resin (Araldite®). With these sequences it was possible to reduce the dead time of 23 &micro;s 23MHz spectrometer to 14 &micro;s e 20 Mhz from 9 to 6 &micro;s. With this it is concluded that the formatted pulses can significantly reduce the dead time DT-NMR spectrometer, without fittings or financial cost because the sequences can be installed and used in any modern spectrometer.

A RMN &eacute; uma das principais t&eacute;cnicas usadas no estudo de perfis metab&oacute;licos pois &eacute; uma t&eacute;cnica quantitativa, altamente reprodut&iacute;vel e n&atilde;o-seletiva. Desta forma, o objetivo desta tese foi a aplica&ccedil;&atilde;o da RMN no estudo metab&oacute;lico em diferentes processos biol&oacute;gicos. A primeira aplica&ccedil;&atilde;o foi na an&aacute;lise do perfil metabol&ocirc;mico e metabon&ocirc;mico dos agentes causadores da leishmaniose. Para tal, foram analisados extratos celulares das esp&eacute;cies Leishmania major e Leishmania donovani e extratos destas esp&eacute;cies crescidas com os f&aacute;rmacos miltefosina e paromomicina. Os espectros de RMN de 1H foram analisados pelo programa ChenoMX e os espectros de RMN 2D pelo software TopSpin e as bases de dados HMDB e BMRB. Cerca de 50 metab&oacute;litos foram identificados, como a adenina, arginina, glutamina, glutamato, manose, isoleucina, leucina e tirosina. T&eacute;cnicas quimiom&eacute;tricas como PCA, PLS-DA e heatmaps foram utilizadas para investigar os metab&oacute;litos respons&aacute;veis pela diferencia&ccedil;&atilde;o das duas esp&eacute;cies bem como entre as culturas com e sem f&aacute;rmacos. O segundo estudo foi com o composto metilglioxal. A presen&ccedil;a de metilglioxal em queijos contribui com o escurecimento e deteriora&ccedil;&atilde;o do sabor, mesmo em baixas temperaturas. Por esta raz&atilde;o, foram estudados os produtos da adi&ccedil;&atilde;o de metilglioxal em extrato de queijo parmes&atilde;o e o comportamento de diferentes esp&eacute;cies de lactobacilos na presen&ccedil;a e na aus&ecirc;ncia de metilglioxal em extrato de queijo parmes&atilde;o. Os resultados permitiram um entendimento maior das rea&ccedil;&otilde;es envolvidas entre esta mol&eacute;cula e os componentes do queijo, o que ajudar&aacute; encontrar alternativas para a resolu&ccedil;&atilde;o do problema e aumentar o tempo de prateleira do queijo. O terceiro estudo realizado foi sobre a produ&ccedil;&atilde;o de etanol a partir de biomassa lignocelul&oacute;sica. O objetivo deste estudo foi modificar geneticamente uma esp&eacute;cie de lactobacilo para a produ&ccedil;&atilde;o de etanol e analisar a vinha&ccedil;a de planta de etanol p&oacute;s-fermenta&ccedil;&atilde;o com levedura. Os espectros de RMN de 1H e 1H-13C mostraram que as bact&eacute;rias modificadas s&atilde;o eficientes na produ&ccedil;&atilde;o de etanol e que dois a&ccedil;ucares foram erroneamente identificados por cromatografia como maltose e maltotriose quando na verdade eram trealose e arabinose.&nbsp; Por meio destes destes estudos mostrou-se parte das in&uacute;meras aplica&ccedil;&otilde;es que a RMN tem na metabol&ocirc;mica e que existem diversas ferramentas estat&iacute;sticas dispon&iacute;veis para auxiliar no estudo metabol&ocirc;mico. / NMR is one of the main techniques used in metabolic profile studies because it is a quantitative, highly reproducible and non-selective technique. Thus, the aim of this thesis was the application of NMR in metabolic studies of different biological processes. The first application was the analysis of the metabolomic and metabonomic profile of the causative agents of leishmaniasis. Cell extracts of the species Leishmania major and Leishmania donovani and extracts of these species grown with miltefosine and paromomycin drugs were analyzed. 1H spectra were analyzed by ChenoMX software and 2D spectra by TopSpin software and HMDB and BMRB databases. About 50 metabolites were identified, such as adenine, arginine, glutamine, glutamate, mannose, isoleucine, leucine and tyrosine. Chemometric techniques were used to investigate the metabolites responsible for the differentiation of the two species and between cultures with and without drugs. The second study was with methylglyoxal molecule. The presence of methylglyoxal in cheese contributes to browning and deterioration of flavor, even at low temperatures. For this reason, products of the addition of methylglyoxal in Parmesan cheese extract and the behavior of different species of lactobacilli in the presence and absence of methylglyoxal in Parmesan cheese extract were studied. The results allowed a better understanding of the reactions involved between this molecule and the components of the cheese, which will help find alternatives to solve the problem and increase the shelf life of the cheese. The third study was about the production of ethanol from lignocellulosic biomass. The objective of this study was to genetically modify a lactobacillus species to produce ethanol and analyze the post-fermentation thin stillage. NMR spectra showed that the modified bacteria are efficient in production of ethanol and that two sugars were erroneously being identified by chromatography as maltose and maltotriose when they actually were trehalose and arabinose. These studies showed part of the numerous applications that NMR has in metabolomics and that there are several statistical tools available to assist in metabolomic studies.

A preparação de formulações contendo o princípio ativo 17-valerato de betametasona (VB) é amplamente difundida entre as indústrias farmacêuticas, por se tratar de fármaco antiinflamatório de escolha, no tratamento de condições em que a terapia com corticoesteróides é indicada. Muito empregado no tratamento tópico de condições alérgicas e inflamatórias dos olhos, orelhas e nariz, inalação para a profilaxia da asma e também em veterinária. Isto devido ao seu alto poder antiinflamatório, quando comparado a outros corticoesteróides, e sua falta virtual de propriedades mineralocorticóides, causando baixa retenção de sódio e, subsequentemente, de água. Conforme descrita na Farmacopéia Americana USP 32 NF 27, o princípio ativo 17-valerato de betametasona hidrolisa-se em seu isômero 21-valerato de betametasona, seu principal produto de degradação, que possui baixo poder antiinflamatório. Adicionalmente, a norma brasileira em vigência para estudos de estabilidade de medicamentos, RE n°1, de 29 de Julho de 2005, propõe condições estressantes para estudo de estabilidade de longa duração (30°C/75%UR), o que acelera a reação de hidrólise (degradação) do princípio ativo. Conhecidamente, estudos prévios mostram que formulações tópicas contendo o VB (loção, creme, solução e pomada) apresentam uma estabilidade curta. Assim, uma forma de estabilizar o VB é a complexação (inclusão), com compostos de ciclodextrina (CD). O objetivo deste projeto foi estabelecer procedimentos para a obtenção, caracterização físico-química e avaliação de estabilidade térmica do complexo sólido supracitado. Para atender este objetivo técnicas de análise térmica (calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria), infravermelho médio com transformada de Fourier, ressonância magnética nuclear e cromatografia líquida de alta eficiência, fizeram-se necessárias. / Preparation of formulations containing the active ingredient betamethasone 17-valerate (VB) is widely defunded within pharmaceutical industry, once it concerns an anti-inflammatory drug and an option, in the treatment of conditions in which corticosteroids therapy is indicated. Often employed in topical treatment of eye, ear and nose allergic and inflammatory conditions, inhalation for asthma prophylaxes, and also in veterinary. This because its high anti-inflammatory activity, when compared to others corticosteroids, and its virtual lack of mineralocorticoids properties, causing a low sodium retention and, subsequently, of water. As described in the United States pharmacopeia USP 32 NF 27, the active ingredient betamethasone 17-valerate hydrolyses into its isomer betamethasone 21- valerate, its main degradation product, that has a low anti-inflammatory activity . Additionally, the Brazilian legislation for drug products stability study, RE n°1, July 29th 2005, introduce long therm stability study stressing conditions (30°C/75%RH), accelerating the reactive hydrolysis (degradation) for the active ingredient. Well known, previous studies show that topical formulations containing VB (lotion, cream, solution and ointment) presents a short stability. Complexation (inclusion) with cyclodextrin (CD) compounds shows a reasonable way to improve the VB stability. The project objective is to establish procedures for the obtainment, physicochemical characterization and solid complex (cited above) thermal stability evaluation. In order to achieve this objective thermal analysis techniques (differential scanning calorimetry and thermogravimetry), Fourier transformation middle infrared, nuclear magnetic resonance and high performance liquid chromatography, were needed.

Neste trabalho foi desenvolvido um estudo sobre a precessão livre de onda contínua (CWFP-continuous wave free precession), uma condição especial da precessão livre no estado estacionário (SSFP), e algumas aplicações. Os resultados experimentais, e de simulações, mostraram que este sinal é atingido após a passagem por dois estágios iniciais. O primeiro é dependente da não homogeneidade do campo magnético, relacionado a razão Tp/T2*. O segundo, o qual é chamado de estado quasi-estacionáio, é dependente ambos os tempos de relaxação do sistema em estudo, T1 e T2. Este segundo estágio é responsável por levar a magnetização do estado de equilíbrio térmico a um estado verdadeiramente estacionário. Tendo como informação a amplitude da magnetização no estado de equilíbrio térmico e no estado verdadeiramente estacionário, e também do decaimento do sinal durante o estado quasi-estacionário, é possível determinar, rápida e simultaneamente, ambos os tempos de relaxação do sistema, fazendo um único experimento. Esse método oferece aplicações interessantes para o estudo de processos dinâmicos, propostas também neste trabalho. Foi possível verificar que o sinal de CWFP pode ser utilizado para acompanhar cinética de reações, e também variações de viscosidade do meio, por exemplo, em reações de polimerização, associadas à mobilidade molecular em função de mudanças estruturais. Um método para avaliar a condutividade térmica de elastômeros foi proposto, com o fornecimento de resultados quantitativos muito próximos daqueles encontrados na literatura, e que utilizam outros métodos. A dependência do sinal de CWFP com a freqüência de offset também permitiu realizar um estudo, com aplicação em RMN de alta resolução, sobre a supressão de sinal de solvente. Os resultados demonstraram que é necessário fazer alguns ajustes na largura de pulsos, juntamente com o ciclo de fases, para minimizar as anomalias de intensidade e de fase dos sinais no espectro transformado. Essa técnica foi aplicada em espectroscopia ‘in vivo’, a qual permite resolver, por exemplo, problemas como a determinação de açúcares em frutas, onde o sinal é bastante próximo do intenso sinal da água. / In this work a study of the continuous wave free precession (CWFP), a special condition of the steady-state free precession (SSFP), and some applications, was developed. The experimental results, together with simulated ones, have shown that the CWFP signal is attained after two previous stages. The first one is dependent on the non-homogeneity of the magnetic field, related to Tp/T2* ratio. The second, which is called quasi-stationary state, is dependent of both relaxation times, T1 and T2. This second stage allows leading the magnetization in the thermal equilibrium to a truly stationary state. The information of the signal amplitude in the thermal equilibrium and in the steady state, and also the signal decaying during the quasistationary state, allows the fast and simultaneous determination of the relaxation times, performed in a single experiment. This method offers interesting applications for studying dynamical processes, also proposed in this work. It was possible to verify that the CWFP signal can be used to monitor kinetics of reactions, which variations of viscosity are involved, for example, in polymerization reactions, always associated to structural changes. A method for evaluating thermal conductivity in elastomers was proposed, with results in accordance to the literature, which uses other methods. The dependence of the CWFP signal with the offset frequency has permitted to study an application to the High-Resolution NMR, about the solvent suppression. The results demonstrated that it is necessary to perform some adjustments in the pulse width, together the phase cycle, to minimize some phase and intensity anomalies of the frequency-domain signal. This technique was applied in ‘in vivo’ spectroscopy, which can solve, for example, problems with the determination of the sugar content in fresh fruits, where the sugar signal is very close to the intense signal of the water.

O metaboloma é definido como a coleção qualitativa e quantitativa de todos os metabólitos de baixa massa molecular presentes nas células, os quais participam de reações bioquímicas necessárias para a manutenção, crescimento e fisiologia celular. A avaliação metabolômica permite o delineamento do processo bioquímico de sistemas a fim de ampliar o entendimento de como as patologias se manifestam. A Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) é usada para investigar uma variedade de processos biológicos em diversos sistemas. A magnética aplicada a células e biópsias de tecido intacto de melanoma murino B16F10 contribuiu para a caracterização bioquímica de biomarcadores das diferentes fases de progressão tumoral do melanoma murino B16F10. Os resultados obtidos neste estudo permitiram a identificação de 33 metabólitos possíveis, envolvidos na carga lipídica e no metabolismo secundário da via glicolítica, que favorecem o crescimento e a progressão tumoral. A presença da taurina, prolina, serina, fenilalanina, que aumentaram quantitativamente, são possíveis marcadores da invasão, progressão e metastatização. A análise quantitativa desses metabólitos mostrou diferença significativa em 11 compostos, dos quais 9 estão diretamente envolvidos na expressão das respostas proliferativas, de morte celular e angiogênese, nos diferentes períodos de crescimento do melanoma B16F10, avaliados neste estudo. Desta forma, os achados obtidos neste estudo, quando associados no futuro a outros fatores, poderão ser úteis no diagnóstico e auxiliar na escolha terapêutica alvo com maior especificidade e menores efeitos colaterais. RMN pode ter um importante impacto na monitorização de metabólitos em células e tecidos tumorais, possibilitando a detecção mais precoce de tumores malignos, em suma, através da combinação de métodos de ressonância magnética. / The metabolome is defined as the qualitative and quantitative collection of all low weight molecular metabolites in cells that participate in biochemical reactions necessary for the maintenance, growth and physiology of cell. The metabolomic evaluation allows the design of systems of biochemical process in order to broaden the understanding of how diseases manifest. The Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) is used for investigating a variety of biological processes in several systems. The magnetics applied to cell and tissue biopsies intact murine melanoma B16F10 contributed to the biochemical characterization of biomarkers of different stages of tumor progression of murine melanoma B16F10. The results obtained in this study allowed the identification of 33 potential metabolites involved in lipid content in the secondary metabolism of the glycolytic pathway, which promote growth and tumor progression. The presence of taurine, proline, serine, phenylalanine, which quantitatively increased, is possibly markers of invasion and metastasis progression. Quantitative analysis of these metabolites showed a significant difference in 11 compounds, of which 9 are directly involved in the expression of proliferative responses, cell death and angiogenesis in different periods of growth of B16F10 melanoma, evaluated in this study. Thus, the findings from this study, when associated in the future with other factors, may be useful in the diagnosis and may assist in choosing therapeutic target with greater specificity and fewer side effects. NMR may have a significant impact on monitoring metabolites in tumor cells and tissues, allowing for earlier detection of malignant tumors; in short, by combining MRI methods.

A dependência com a temperatura dos tempos de relaxação nuclear e da forma da linha de ressonância dos núcleos F0, nos antiferromagnetos diluidos Fex Zn1-x F2 e Mnx Zn1-x F2, foram estudados na faixa TN&#8804;T&#8804;300K. Os tempos de relaxação spin, rede (1/T1) dos núcleos F0, os quais não estão acoplados aos spins Fe (ou Mn) através da interação hiperfina transferida, foram medidos e calculados teoricamente em função da concentração x. Os resultados teóricos apresentam uma boa concordância com os dados experimentais para concentrações na faixa 0.1&#8804;x&#8804;0.8. A dependência com a temperatura de 1/T1, para TN<T&#8804;300K foi entendido qualitativamente em ambos sistemas. Os resultados obtidos para 1/T1, em temperaturas próximas de TN foram utilizados para estudar os \"Efeitos de Campo Aleatório\" no comportamento crítico do Mn.65Zn.35 F2 com o campo aplicado paralelamente e perperdicularmente ao eixo fácil (C). Encontrou-se neste caso, que a temperatura de transição TN decresce substancialmente com o aumento da intensidade do campo somente quando H0 || C. Os resultados experimentais obtidos estão de acordo com as teorias do Efeito de Campos Aleatórios em antiferromagnetos anisotrópicos diluídos. A divergência crítica do segundo momento da linha de ressonância não homogeneamente alargada do F0 foi estudada acima de TN. Os resultados experimentais concordam com os cálculos de Heller para o alargamento não homogêneo causado por Efeitos de Campos Aleatórios. Observou-se que a forma da linha se altera na região crítica. Longe de TN ela é Gaussiana e para t&#8804;10-2 ela mostra uma tendência a se tornar Lorentziana. Abaixo de TN a sua meia largura aumenta, seguindo qualitativamente o aumento da magnetização das sub-redes. / The temperature dependence of the nuclear relaxation rates and line shapes of the F0 resonance in the diluted antiferromagnet Fex Zn1-x F2 and Mnx Zn1-x F2 are studied over a large temperature range TN&#8804;T&#8804;300K. The high (room) temperature spinlattice relaxation rates (1/ T1) of the F0 nuclei, which are not transfer hiperfine coupled to the Fe (or Mn) spins, have been measured and calculated as a function of the concentration x. Good agreement with experiment is found for the theoretical results, which have been obtained in the range 0.1&#8804;x&#8804;0.8. The temperature dependence of TN<T&#8804;300K was qualitatively understood \"Random Field Effects\" on the critical behavior of Mn.65Zn.35 F2, for fields applied parallel and perpendicular to the easy (C) axis. It was found that the transition temperature TN depressed substantially with field only for H0 || C. The experimental results are in general accord with the theory for Random Field Effects in desordered, anisotropic antiferromagnets. The critical divergence of the in homogeneously broadened F0 NMR was studied in Fe.6Zn.4F2 above TN. The experimental results agree with Heller\'s calculation of the NMR line broadening by Random Field Effects. With H0 || C the line shape changes from Gaussian towards Lorentzian for t&#8804;10-2 and below TN its line width increase qualitatively following increase in the sublattice magnetization.