A terapia fotodinâmica (TFD) associada à administração tópica de agentes fotossensibilizantes é uma terapia promissora para o tratamento tópico do câncer de pele. A protoporfirina IX (PpIX) é uma substância fotodinamicamente ativa usada na TFD, entretanto, devido a sua alta lipofilia ela forma agregados em meio aquoso, o que diminui sua atividade fotodinâmica e dificulta sua administração na pele. Assim, sistemas de liberação nanoparticulados vêm sendo investigados para melhorar a distribuição da PpIX na pele e facilitar sua penetração até as células tumorais. Os dendrímeros de poliamidoamina (PAMAM) representam uma nova geração de nanosistemas que tem despertado grande interesse nos últimos anos. Eles são uma classe especial de polímeros que apresentam estrutura muito ramificada e regular e que interagem com a PpIX formando complexos (nanopartículas dendriméricas de PpIX-PAMAM). A aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade, conhecida como iontoforese, pode influenciar na penetração cutânea dessas nanopartículas, direcionando-as para o interior das células. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da iontoforese e de nanopartículas de PAMAM de geração 4 hidroxilado (PAMAM G4-OH) com a PpIX na localização subcelular e penetração deste agente fotossensibilizante em tumores cutâneos. Assim foram preparados complexos de PpIX-PAMAM, os quais foram caracterizados em função do tamanho de partículas e potencial zeta. A localização subcelular da PpIX a partir dos complexos foi investigada em carcinoma de células escamosas. A influência dos complexos na geração de oxigênio singleto quando a PpIX sofre irradiação também foi avaliada. Por fim, a penetração da PpIX a partir dos complexos PpIX-PAMAM foi avaliada, in vivo, em pele sadia e em tumores induzidos em camundongos Nude BalbC, com e sem aplicação da iontoforese. O tamanho médio das nanopartículas dendriméricas contendo a PpIX dispersas em meio aquoso foi de aproximadamente 220 nm. Quando avaliadas em função do tempo, este tamanho sofreu um aumento de apenas 5% depois de 24 h, permanecendo constante por 7 dias. O potencial zeta das dispersões foi de 10 mV, em pH 7, e de 30 mV, em pH 5,5, possibilitando a contribuição da eletromigração durante a iontoforese. Nos estudos em cultura de células tumorais observou-se que a complexação com o PAMAM aumentou 30 vezes a localização da PpIX na mitocôndria quando comparada a PpIX livre. Além disso, a quantidade de oxigênio singleto gerada foi semelhante para a PpIX livre não agregada e complexada, 4,3 x 10-3 e 4,6 x 10-3 , respectivamente, sugerindo que o PAMAM manteve a atividade fotodinâmica da PpIX. Nos experimentos in vivo, em pele sadia, verificou-se que a PpIX administrada a partir do complexo com o PAMAM se distribuiu homogeneamente pela pele, enquanto que a PpIX livre apresentou uma fluorescência localizada em apenas algumas área da superfície da pele. A iontoforese facilitou a penetração da PpIX para as camadas mais profundas da pele. Finalmente, no tratamento dos tumores cutâneos, a administração tópica dos complexos por apenas 30 min possibilitou a penetração da PpIX até os tumores localizados abaixo da pele, em concentrações semelhantes para a aplicação passiva e iontoforética. Portanto, a complexação da PpIX com o PAMAM é um sistema de liberação nanoparticulado promissor para o tratamento tópico de tumores cutâneos por TFD. / Photodynamic therapy (PDT) associated with topical administration of photosensitizer agents is a promising therapy for topical treatment of skin cancer. Protoporphyrin IX (PpIX) is a photosensitizer commonly used in PDT; however, due to its high lipophilicity it aggregates in aqueous medium, which decreases its photodynamic activity and hinders its penetration through the skin. In this way, nanoparticles have been designed to improve the distribution of PpIX in the skin and enhance its tumor cell penetration. The polyamidoamine dendrimers (PAMAM) represent a new generation of nanosystems that has aroused great interest in recent years. They are hyberbranched polymers capable to form complexes with PpIX (PpIX-PAMAM), increasing PpIX aqueous solubility. The application of a low intensity electrical current, known as iontophoresis, may influence the nanoparticles skin penetration, directing them to the tumor cells. Therefore, the aim of this study was to evaluate the influence of iontophoresis and PpIX-PAMAM G4-OH complexes in PpIX subcellular localization and penetration into skin tumors. The complexes were prepared and characterized as a function of particle size and zeta potential. The subcellular localization of PpIX from the complexes was investigated in squamous cell carcinoma. The influence of PpIX-PAMAM on the generation of singlet oxygen after irradiation was also evaluated. Finally, the penetration of PpIX from the PpIX-PAMAM complexes was evaluated in vivo in healthy skin and in tumors induced in BalbC nude mice with and without application of iontophoresis. The average size of PpIX-PAMAM nanoparticles dispersed in aqueous medium was approximately 220 nm. When evaluated as a function of time, this size was increased only 5% after 24 h and remained constant for 7 days. The zeta potential of the dispersions was 10 mV at pH 7 and 30 mV at pH 5.5, allowing the contribution of electromigration during iontophoresis. In studies in culture tumor cells it was observed that complexation with PAMAM increased 30 times the localization of PpIX in the mitochondria compared to free PpIX. Furthermore, the amount of singlet oxygen generated when PpIX-PAMAM was irradiated was similar to that generated by the irradiation of the non-aggregated free PpIX, 4.6 x 10-3 and 4.3 x 10-3, respectively, suggesting that PAMAM did not modify the photodynamic activity of PpIX. In vivo experiments on healthy skin have shown that PpIX from the PpIX-PAMAM was homogeneously distributed throughout the skin, whereas free PpIX fluorescence was visualized only in some restricted areas of the skin surface. Iontophoresis facilitated PpIX diffusion to deep layers of the skin. Finally, the treatment of skin tumors have shown that the topical administration of the PpIX-PAMAM for only 30 min, passively or by iontophoresis, allowed the penetration of PpIX into the tumors located below the skin. Therefore, the PpIX complexation with PAMAM is a promising nanoparticle delivery system for the topical treatment of skin tumors by PDT.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma modalidade de tratamento de câncer relativamente nova e promissora. Baseia-se na utilização de uma substância fotossensibilizante e luz para provocar um dano seletivo ao tecido alvo, sendo que a seletividade ao órgão/tecido deve ser reconhecida como uma das vantagens no tratamento do câncer. Atualmente, o desenvolvimento de sistemas de liberação e promotores de absorção visando a otimização da liberação tópica de fotossensibilizadores, apresenta-se como um promissor e inexplorado campo de pesquisa na TFD do câncer de pele. Sistemas de liberação compostos por monoleína, um lipídeo polar biocompatível, e água são capazes de aumentar a permeação de fármacos na pele, além de serem capazes de controlar a liberação dos mesmos. No presente estudo foram desenvolvidas e caracterizadas nanodispersões de cristais líquidos como sistemas de liberação para os fotossensibilizadores Protoporfirina IX (PpIX) e Ftalocianinas de Zinco (ZnPc) e Cloro Alumínio (ClAlPc), objetivando otimizar a penetração cutânea destes na epiderme. As nanodispersões foram avaliadas em relação a sua eficiência de encapsulação, estabilidade física e química dos fotosensibilizadores veiculados, bem como a permeação e retenção cutânea in vitro e in vivo por microscopia de fluorescência. Estudos de pré-tratamento foram realizados, objetivando-se verificar o efeito promotor de absorção cutânea das nanodispersões desenvolvidas. Os experimentos de eficiência de encapsulação e estabilidade mostraram que as nanodispersões são um sistema de liberação adequado a aplicação tópica de fotosensibilizadores. Os experimentos in vitro mostraram que as nanodispersões aumentaram a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc no estrato córneo em, respectivamente, 3,4 e 11,7 vezes, quando comparadas a formulação controle. Na epiderme mais derme sem estrato córneo, os aumentos promovidos pelas nanodispersões foram de 6,5 e 9,7 vezes para a PpIX e ClAlPc. No experimento in vivo as nanodispersões aumentaram a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc no estrato córneo em, respectivamente, 13,7 e 7,0 vezes, quando comparadas ao controle, sendo que na epiderme mais derme sem estrato córneo somente as nanodispersões foram capazes de promover a penetração cutânea destes fotossensibilizadores nestas camadas da pele. A visualização da penetração cutânea dos fotosensibilizadores por microscopia de florescência confirmou os resultados obtidos nos experimentos in vivo de que as nanodispersões foram superiores ao controle em aumentar a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc em camadas mais profundas da pele. Os resultados obtidos mostraram que as nanodispersões desenvolvidas são sistemas de liberação promissores para a PpIX e ClAlPc no tratamento do câncer de pele na TFD uma vez que aumentaram in vitro e in vivo a penetração cutânea destes na epiderme. / Photodynamic therapy (PDT) is a relatively new and promising cancer treatment modality that involves the administration of a photosensitizing drug and its subsequent activation by light to produce activated oxygen species that selectively destroy target cells. Recently, PDT to treat skin cancer is focused on the development of drug delivery systems and penetration enhancers that aim to optimize the topical release of photosensitizers. Drug delivery systems based on monoolein, a biocompatible polar lipid, and water are able to enhance the cutaneous penetration of drugs and control their release. Liquid crystal nanodispersions were developed and characterized in this project as delivery systems for the photosensitizers Protoporphyrin IX (PpIX) and Zinc and Chloroaluminum phthalocyanines (ZnPc and ClAlPc), aiming to increase their topical penetration in the epidermis. The physical stability of the nanodispersions, their encapsulation efficiency and the chemical stability of the photosensitizers incorporated were tested. In vitro and in vivo skin penetration tests were performed to verify the efficacy of the nanodispersions in enhancing the topical delivery of the photosensitizers. In vitro pre-treatment tests were conducted to determine if the nanodispersions are able to increase the skin penetration of the photosensitizers by a penetration enhancing effect. Stability and encapsulation efficiency tests showed that nanodispersions are an adequate topical delivery system for photosensitizers. In vitro experiments showed increased PpIX and ClAlPc penetration in the stratum corneum, respectively, of 6.5- and 9.7-fold for the nanodispersions compared to the control. In the epidermis with dermis, without stratum corneum, the increase promoted by the nanodispersions for PpIX and ClAlPc were, respectively, of 6.5- and 9.7-fold. Experimental retention in vivo confirmed that when the nanodispersions were used as carrier, PpIX and ClAlPc concentrations in the stratum corneum were about 13.7- and 7.0-fold higher, respectively, than control. In the epidermis with dermis, without stratum corneum, only the nanodispersions were able to promote the skin penetration of these photosensitizers. Visualization of PpIX and ClAlPc skin penetration by fluorescence microscopy confirmed that the nanodispersions increased the skin penetration of these photosensitizers in deeper skin layers. The results showed that the nanodispersions are promising topical delivery systems in the PDT of skin cancer once they increased in vitro and in vivo the topical penetration of PpIX and ClAlPc in the epidermis.

O carcinoma de células escamosas (SCC) é um tumor maligno de origem epitelial no qual o receptor de fator de crescimento epidermal (EGFR) está superexpresso e associado a malignização. O cetuximabe é um anticorpo monoclonal, capaz de se ligar seletivamente ao EGFR. A combinação de cetuximabe com o quimioterápico hidrofílico 5-fluorouracil (5-FU) é utilizada na clínica pela via intravenosa e é associada a efeitos colaterais. A administração tópica de 5-FU também é realizada a partir de cremes convencionais, porém sua eficácia é limitada a doenças pré-cancerosas e o carcinoma basocelular. Estima-se que a conjugação do cetuximabe à superfície de lipossomas, os quais podem ser administrados na pele em associação a um método físico, como a iontoforese, seja capaz de direcionar a liberação do 5-FU para as camadas da pele onde os tumores estão presentes, além de aumentar o uptake celular em linhagem EGFR positiva, viabilizando o tratamento tópico de SCC. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência do cetuximabe conjugado a um lipossoma (imunolipossoma) na penetração cutânea passiva e iontoforética do 5-FU e na regressão do SCC. Para tanto, um método analítico e um método bioanalítico foram desenvolvidos e validados para quantificação de 5-FU. Lipossomas convencionais foram preparados a partir de diferentes composições lipídicas, métodos de preparo e razão fármaco/lipídeo para selecionar aqueles que encapsulassem maior porcentagem de 5-FU. Lipossomas compostos por 1,2-distearoil-sn-glicero-3-fosfocolina e colesterol (DSPC:Chol, 55:45), preparados por hidratação do filme lipídico, na razão fármaco/ lipídeo 0,1, de aproximadamente 140 nm, foram escolhidos por encapsularem cerca de 50% de 5-FU. Para obtenção dos imunolipossomas, o cetuximabe foi primeiramente conjugado ao lipídeo DSPE acoplado ao ligante maleimida(polietilenoglicol)-2000 (DSPE-PEG-Mal), resultando em 94% de eficiência de conjugação. Os imunolipossomas foram então obtidos da mesma forma que os lipossomas e apresentaram tamanho e porcentagem de encapsulação do 5-FU semelhante a apresentada pelos lipossomas. Estudo in vitro em linhagem EGFR positiva (A431) mostrou sinergismo entre 5-FU e imunolipossoma, resultando em valores de IC50 cerca de 3 vezes menores do que o apresentado pelo 5-FU em solução. O uptake celular do imunolipossoma foi 3,5 vezes maior do que o do lipossoma. Nos estudos de penetração cutânea in vitro observou-se que, em relação a uma solução de 5-FU, lipossomas e imunolipossomas diminuíram a quantidade de 5- FU que atravessou a pele. A iontoforese aumentou a penetração do 5-FU a partir de todas as formulações. Neste caso, o acúmulo de 5-FU na epiderme viável, onde os tumores estão presentes, foi duas vezes maior quando este estava encapsulado no imunolipossoma em relação ao lipossoma. In vivo, as formulações foram administradas por via subcutânea ou tópica usando iontoforese em modelo xenográfico de SCC. O tratamento com os imunolipossomas diminuiu o crescimento tumoral em mais de 60% em relação ao controle e em torno de 50% em relação aos tratamentos com solução e lipossoma de 5-FU. A administração tópica por iontoforese apresentou maior redução tumoral do que a subcutânea quando os tumores foram tratados com solução de 5-FU e lipossomas, mas foi igualmente eficaz para os imunolipossomas. Análise imunohistológica revelou que o potencial de proliferação celular foi reduzido para os grupos tratados. Desta forma, a administração por iontoforese de imunolipossomas contendo 5-FU é uma estratégia promissora para o tratamento tópico de SCC / Squamous cell carcinoma (SCC) is a malignant tumor of epithelial origin in which the epidermal growth factor receptor (EGFR) is overexpressed and associated with malignization. Cetuximab is a monoclonal antibody, able to selectively bind EGFR. The combination of the chemotherapy with the hydrophilic drug 5-fluorouracil (5- FU) and cetuximab is applied in the clinic by intravenous injection and is associated with side effects. Cetuximab conjugation onto liposomal surface, which can be administered topically onto the skin using physical methods, such as iontophoresis, is able to direct 5-FU release to the skin layers where tumors are localized and to increase cellular uptake in EGFR positive cells, making possible the topical treatment of SCC. Thus, the objective of this work was to investigate the influence of cetuximab conjugation to liposomes (immunoliposomes) in the passive and iontophoresis skin penetration of 5-FU and SCC regression. For this purpose, an analytical and a bioanalytical method were developed and validated for 5-FU quantification. Then, conventional liposomes were prepared using different lipid compositions, preparation methods and drug to lipid ratios in order to select those able to load higher percentages of 5-FU. Liposomes composed by 1,2-Distearoylsn- glycero-3-phosphocholine and cholesterol (DSPC:Chol, 55:45) prepared by the thin lipid film hydration with drug/lipid ratio 0.1 with approximately 140 nm, were chosen because they encapsulated about 50% of 5-FU. For the obtainment of immunoliposomes, cetuximab was first coupled to the lipid DSPE linked to maleimide (polyethylene glycol)-2000 (DSPE-PEG-Mal) as an anchor for the antibody conjugation, resulting in 94% coupling efficiency. The immunoliposomes were obtained similarly to liposomes, with similar particle size and loading efficiency of 5-FU. In vitro studies using EGFR positive cells (A431) showed synergism for 5-FU and cetuximab, resulting in IC50 values about 3 times lower than 5-FU solution. Cellular uptake of immunoliposomes increased 3.5-fold compared to the liposomes. In vitro skin penetration studies revealed that, compared to the 5-FU solution, liposomes and immunoliposomes reduced the amount of 5-FU that passed through the skin. Iontophoresis increased the amount of 5-FU retained in viable epidermis for all formulations. In this case, the amount of 5-FU in viable epidermis, where tumors are localized, was 2 times higher when it was encapsulated in immunoliposomes compared to liposomes. In vivo, the formulations were administered subcutaneously or topically with iontophoresis in xenograft animal model of SCC. Treatment with immunoliposomes reduced tumor growth more than 60% compared to the negative control and about 50% compared to the treatments with 5-FU solution and liposomes. The topical administration using iontophoresis resulted in improved tumor reduction compared to the subcutaneous administration when tumors were treated with 5-FU solution and liposomes, but was equally effective for the immunoliposomes. The histological analysis showed the reduction of cellular proliferation for the treated groups. In conclusion, the administration of immunoliposomes containing 5-FU using iontophoresis is a promising strategy for the topical treatment of SCC

A técnica de fluorescência óptica tem sido aplicada em diversas áreas médicas, como no acompanhamento da degradação de drogas e na detecção de câncer, por apresentar alta sensibilidade, simplicidade e rapidez na obtenção de dados. A avaliação não-invasiva e não-destrutiva é um grande atrativo que esta técnica oferece para o diagnóstico clínico. Assim, o objetivo deste projeto consistiu no desenvolvimento de um sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e avaliação do sistema no monitoramento da fotodegradação da Protoporfirina XI, utilizada na Terapia Fotodinâmica (TFD), e na visualização da presença de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido é constituído de um sistema óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é composto por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 3 filtros ópticos: 1. passa-banda: utilizado na excitação; 2. dicróico; e 3. passa-alta: utilizados para excitação e emissão da fluorescência. O sistema mecânico foi desenvolvido em alumínio, possuindo as funções de dissipação de calor do sistema de iluminação e estrutural. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação. O sistema de detecção é composto por uma câmera CCD e fotográfica, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Um dos principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência é a potência óptica obtida no sistema de iluminação, que neste caso foi de 200 mW. Outro fator é o comprimento de onda da iluminação; neste sistema foi obtida uma banda de iluminação muito eficaz entre 390 nm e 460 nm. O sistema de filtros proporcionou um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização das imagens de fluorescência. Com este sistema foi possível acompanhar a fotodegradação da Protoporfirina IX, em função do tempo de iluminação durante a TFD. Proporcionou-se, assim, uma nova ferramenta para o avanço na avaliação da dosimetria da TFD, podendo otimizar e personalizar a TFD para cada paciente, já que o sistema desenvolvido permite a visualização da presença do agente fotossensível na terapia. Outra contribuição relevante do trabalho alcançada foi a visualização da presença de microrganismos da microbiota bucal, já que estes são os grandes responsáveis pelas doenças bucais como é o caso da cárie dental. Desta forma, conclui-se que foi possível desenvolver um sistema para auxílio da dosimetria na TFD e na visualização de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido se mostrou compacto, agregando iluminação e visualização, tornando-o num protótipo com interface para uso clínico. O protótipo foi testado em pacientes para a visualização da microbiota bucal, tratamento de pré-câncer de pele e de vulva. / Optical fluorescence has been applied to several medical areas, as to monitor drug degradation and cancer detection, due to its high sensitivity, simplicity and fast response. Non-invasive and non-destructive assessment of tissues using this technique is very attractive for clinical diagnosis. Hence, the aim of was the development of an optical fluorescence wide-field imaging system, and the evaluation of its performance on monitoring protoporphyrin IX (PpIX) during Photodynamic Therapy (PDT), and one visualization of microrganisms present in oral microbiota. The developed device is composed by optical, mechanical, electronic, and detection systems. Optical system is composed by high-intensity light-emitting diodes (LED), with emission centered at 405 nm and 450 nm, and 3 optical filters: a bandpass filter for excitation; and set of dichroic and long wave pass filter, for fluorescence excitation and emission. The mechanical system was built in aluminum for structural and ilumination systems heat dissipation. The electronic system provides the control of the illumination system. The detection system is composed by a CCD and a conventional didgital camera, coupled to the developed device. One of the main factors for good fluorescence signals is the achieved optical power - in our case, it was of 200 mW. Another factor is excitation wavelength; for this system, a very efficient illumination band was achieved between 390-460 nm. The optical filters allowed a very satisfying fluorescence signal, with good contrast for fluorescence images visualization. The developed system enabled the monitoring of PpIX photobleaching as a function of illumination time during PDT. Therefore, a new tool to improve PDT dosimetry is offered by the use this system, allowing a more customized dosimetry each patient, since the device allows visualization of the photosensitive agent during the therapy. Visualization of oral microrganisms was also achieved, which was another relevant contribution of the developed instrumentation because they are the main cause of oral diseases such as caries. Thus the development of a system to both improve PDT dosimetry and oral microrganisms visualization was achieved as a compact device, joining illumination and visualization. These characteristics shows a good interface for clinical use. The prototype was tested in patients for oral microbiota visualization, and skin/vulva pre-cancer lesions treatment.

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

A técnica de fluorescência óptica tem sido aplicada em diversas áreas médicas, como no acompanhamento da degradação de drogas e na detecção de câncer, por apresentar alta sensibilidade, simplicidade e rapidez na obtenção de dados. A avaliação não-invasiva e não-destrutiva é um grande atrativo que esta técnica oferece para o diagnóstico clínico. Assim, o objetivo deste projeto consistiu no desenvolvimento de um sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e avaliação do sistema no monitoramento da fotodegradação da Protoporfirina XI, utilizada na Terapia Fotodinâmica (TFD), e na visualização da presença de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido é constituído de um sistema óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é composto por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 3 filtros ópticos: 1. passa-banda: utilizado na excitação; 2. dicróico; e 3. passa-alta: utilizados para excitação e emissão da fluorescência. O sistema mecânico foi desenvolvido em alumínio, possuindo as funções de dissipação de calor do sistema de iluminação e estrutural. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação. O sistema de detecção é composto por uma câmera CCD e fotográfica, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Um dos principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência é a potência óptica obtida no sistema de iluminação, que neste caso foi de 200 mW. Outro fator é o comprimento de onda da iluminação; neste sistema foi obtida uma banda de iluminação muito eficaz entre 390 nm e 460 nm. O sistema de filtros proporcionou um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização das imagens de fluorescência. Com este sistema foi possível acompanhar a fotodegradação da Protoporfirina IX, em função do tempo de iluminação durante a TFD. Proporcionou-se, assim, uma nova ferramenta para o avanço na avaliação da dosimetria da TFD, podendo otimizar e personalizar a TFD para cada paciente, já que o sistema desenvolvido permite a visualização da presença do agente fotossensível na terapia. Outra contribuição relevante do trabalho alcançada foi a visualização da presença de microrganismos da microbiota bucal, já que estes são os grandes responsáveis pelas doenças bucais como é o caso da cárie dental. Desta forma, conclui-se que foi possível desenvolver um sistema para auxílio da dosimetria na TFD e na visualização de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido se mostrou compacto, agregando iluminação e visualização, tornando-o num protótipo com interface para uso clínico. O protótipo foi testado em pacientes para a visualização da microbiota bucal, tratamento de pré-câncer de pele e de vulva. / Optical fluorescence has been applied to several medical areas, as to monitor drug degradation and cancer detection, due to its high sensitivity, simplicity and fast response. Non-invasive and non-destructive assessment of tissues using this technique is very attractive for clinical diagnosis. Hence, the aim of was the development of an optical fluorescence wide-field imaging system, and the evaluation of its performance on monitoring protoporphyrin IX (PpIX) during Photodynamic Therapy (PDT), and one visualization of microrganisms present in oral microbiota. The developed device is composed by optical, mechanical, electronic, and detection systems. Optical system is composed by high-intensity light-emitting diodes (LED), with emission centered at 405 nm and 450 nm, and 3 optical filters: a bandpass filter for excitation; and set of dichroic and long wave pass filter, for fluorescence excitation and emission. The mechanical system was built in aluminum for structural and ilumination systems heat dissipation. The electronic system provides the control of the illumination system. The detection system is composed by a CCD and a conventional didgital camera, coupled to the developed device. One of the main factors for good fluorescence signals is the achieved optical power - in our case, it was of 200 mW. Another factor is excitation wavelength; for this system, a very efficient illumination band was achieved between 390-460 nm. The optical filters allowed a very satisfying fluorescence signal, with good contrast for fluorescence images visualization. The developed system enabled the monitoring of PpIX photobleaching as a function of illumination time during PDT. Therefore, a new tool to improve PDT dosimetry is offered by the use this system, allowing a more customized dosimetry each patient, since the device allows visualization of the photosensitive agent during the therapy. Visualization of oral microrganisms was also achieved, which was another relevant contribution of the developed instrumentation because they are the main cause of oral diseases such as caries. Thus the development of a system to both improve PDT dosimetry and oral microrganisms visualization was achieved as a compact device, joining illumination and visualization. These characteristics shows a good interface for clinical use. The prototype was tested in patients for oral microbiota visualization, and skin/vulva pre-cancer lesions treatment.

O mecanismo de interferência por RNA (RNAi) é um evento de silenciamento gênico através da degradação do RNA mensageiro. Desta forma, a administração de siRNA (molécula efetora do RNAi) é uma terapia promissora para o tratamento de diversas doenças como o câncer. Porém, para a sua efetiva aplicação terapêutica é necessário o desenvolvimento de sistemas de liberação capazes de liberar o siRNA nas células alvo, promover a sua internalização celular e evitar a sua degradação. Dentre os sistemas de liberação, os de liberação localizada, como os sistemas de geleificação in situ, apresentam vantagens sobre administração sistêmica. Formulações fluidas precursoras (FFP) que formam sistemas líquido cristalinos viscosos in situ podem ser obtidas a partir de lipídeos anfifílicos que absorvem água do meio e se rearranjam. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o gel formado in situ a partir da FFP (G-FFP), composta por monoglicerídeos (MO), polietilenoimina (PEI), propilenoglicol (PG) e tampão tris, como sistema de liberação localizada de siRNA na terapia do câncer de pele. Os resultados mostraram que o G-FFP é uma mistura de fase cúbica e fase hexagonal. O G-FFP liberou o siRNA de maneira sustentada e complexado ao PEI. A FFP pode ser esterilizada por filtração em membrana e foi capaz de complexar altas concentrações de siRNA (15 mM) e de proteger o siRNA da degradação. A citotoxicidade foi dependente da concentração de FFP e esta quando complexada com siRNA teve a toxicidade diminuída. O siRNA liberado do G-FFP foi internalizado pelas células A431, FaDu, HeLa, A549, WM35/DLC2-GFP e MCF-7/DLC2-GFP. Além disto, siRNAs específicos liberados pelo G-FFP foram capazes de reduzir a expressão da proteína Firefly luciferase em células HeLa e FaDu, pórem não foram capazes de reduzir a expressão do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) nas células A431, HeLa, A549 e FaDu. A redução da expressão de EGFR em células A549 foi observado quando a terapia com siRNA foi combinada com internalização fotoquímica. Destes resultados, pode-se inferir que a transfecção celular do siRNA e o silenciamento gênico promovido por ele foi dependente tanto do tipo de linhagem celular como do alvo desejado. Os estudos in vivo mostraram que ocorre a formação de gel intratumoral e após 3 dias da administração intratumoral da FFP contendo siRNA específico para EGFR houve redução de 30% no tamanho dos tumores comparados aos tumores tratados com FFP sem siRNA. Diante destes resultados, pode-se concluir que o sistema desenvolvido tem potencial como sistema de liberação localizada de siRNA quando aplicado subcutaneamente ou intratumoral, uma vez que complexa o siRNA, promove a sua internalização celular e o siRNA liberado no citoplasma das células pode reduzir a expressão de proteínas de interesse. / RNA interference (RNAi) is a mechanism in which small interfering RNA molecules (siRNA) inhibit gene expression, by causing the messenger RNA degradation. Thus, siRNA is a promising therapy for the treatment of several diseases such as cancer. However, the development of delivery systems able to protect the siRNA from degradation and promote its cell uptake is essential for therapeutic use of siRNA. Among the delivery systems, the localized delivery system such as in situ gelling delivery system, have advantages over systemic administration. Precursor fluid formulations (FFP), which forms in situ viscous liquid crystalline systems, can be obtained from amphiphilic lipids that absorb water from the environment and self-assembling. In this context, the present study aimed to evaluate the in situ gel formed from the FFP (G-FFP), composed of monoglycerides (MO), polyethyleneimine (PEI), propylene glycol (PG) and Tris buffer, as localized delivery system for siRNA in skin cancer therapy. The results showed that the G-FFP is a mixture of cubic and hexagonal phase. The G-FFP sustained release of siRNA and the siRNA is released complexed with PEI. The FFP can be sterilized by membrane filtration at 0.22 ?m. FFP was able to complex high siRNA concentration (15 mM) and protect the siRNA from degradation. The cytotoxicity was dependent on the FFP concentration, when FFP was complexed with siRNA it was observed a decreased in toxicity. The siRNA released from G-FFP was uptake by A431, FaDu, HeLa, A549, WM35/DLC2-GFP and MCF-7/DLC2-GFP cells. In addition, specific siRNAs released from G-FFP were able to reduce the expression of Firefly luciferase in HeLa and FaDu cells, but they were unable to reduce the expression of the epidermal growth factor receptor (EGFR) in A431, HeLa, A549 and FaDu cells. The reduction of expression of EGFR in A549 cells was observed when siRNA therapy was combined with photochemical internalization. From these results, can be inferred that the efficiency of siRNA transfection and knockdown was dependent on both the type of cell line and the desired target protein. In vivo studies showed that the gel was formed in situ after intratumoral injection. 3 days after intratumoral administration of FFP containing EGFR specific siRNA, 30% of reduction in the tumors size compared to tumors treated with FFP without siRNA was observed. Based on these results, could be concluded that the developed system is a potential siRNA delivery system when administered subcutaneously and intratumoral, because it was able to complex siRNA, promoted its cell uptake and the siRNA released into the cytoplasm of the cell may reduce the expression of target proteins

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-01T11:50:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Daniela Cristina Vinhal.pdf: 4105984 bytes, checksum: f00413027a2eaed20e59defa2239af07 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-01T11:50:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Daniela Cristina Vinhal.pdf: 4105984 bytes, checksum: f00413027a2eaed20e59defa2239af07 (MD5) Previous issue date: 2012 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In Brazil, the estimates for the year 2012 point to approximately 134,000 new cases of skin cancer, being mostly related to exposure to ultraviolet radiation. According to current consensus, such damage can be minimized by prophylactic use of sunscreens, which aims to protect human skin against harmful effects of UV radiation. This way, this study proposed to plan, synthesize, characterize and evaluate a new compound to be a sunscreen (17). The structural planning is made from photoprotective triazona ethylhexyl prototypes (12) and cinnamate (4) having the compound 15 which was produced from vanillin, a natural abundant and low cost product. In addition, 17 compound has molecular weight above 800 Daltons, which is in accordance with the photoprotective recently launched on the market, because it minimizes or even prevents its absorption through the skin. The synthetic route proposal consisted of two stages, which after optimized lead to obtain the 17 compound in 78.6% overall yield. It is noteworthy that the 15 compound was obtained in quantitative yield and the 17 compound was purified by Soxhlet extractor, using amyl alcohol as solvent. These facts make its synthesis a bit laborious and inexpensive, fundamental characteristics of a technological product, from the financial point of view. All the synthesized compounds were characterized by spectrometric techniques of nuclear magnetic resonance of hydrogen-dimensional and two-dimensional, infrared, mass and ultraviolet, in equal ways. From the spectrophotometric absorption technique it was identified that 17 compound had two peaks of maximum absorption (λmax.) in the UV, and 306 nm in the region of UVB and 344 nm for UVA. It is also possible to calculate the parameters of the molar absorptivity (ε) and specific extinction coefficient (E), whose values were above 104 -1 cm-1 for ε and 5,843 4,337 for E. Moreover, the 15 and 17 compounds were also M evaluated on their redox profile using the technique of cyclic voltammetry which showed that the 17 compound keeps stable considering the applied potential. The thermogravimetric thermal analysis the 17 compound showed a weight loss of 47.88% in the range of 330 °C under an atmosphere of synthetic air, characterized as a stable compound at high temperatures. From the in vitro evaluation by the spectrophotometric method described by Mansur it presented SPF equal to 4.58, while under the same conditions the methoxycinnamato of octyl (4), sunscreen sold worldwide, presented SPF equal to 2.79. At the end of this work it is possible to observe that the proposed synthetic route to obtain the 17 compound was effective, given the obtained high yields, laborious and low cost steps. Finally, we conclude that the structural planning employee was ratified, since the described physical-chemicals organic evaluated had great similarities with the prototype sunscreen (12) and (4) used in its planning. / No Brasil, as estimativas para o ano de 2012 apontam para a ocorrência de, aproximadamente, 134 mil casos novos de câncer de pele, sendo em sua maioria relacionados com exposição à radiação ultravioleta. Segundo consenso atual, tais danos podem ser minimizados através do uso profilático de protetores solares, cujo objetivo é proteger a pele humana contra efeitos nocivos da radiação UV. Neste sentido, o presente trabalho se propôs planejar, sintetizar, caracterizar e avaliar um novo composto candidato a fotoprotetor (17). O planejamento estrutural se deu a partir dos protótipos fotoprotetores etilhexil triazona (12) e cinamato (4), tendo como partida o composto 15 que foi produzido a partir da vanilina, um produto natural abundante e de baixo custo. Ademais, o composto 17 apresenta peso molecular acima de 800 Daltons, o que está de acordo com os fotoprotetores lançados no mercado recentemente, pois minimiza ou mesmo impede sua absorção através da pele. A rota sintética proposta constituiu-se por duas etapas, que após otimizadas levaram a obtenção do composto 17 em rendimento global de 78,6%. Vale salientar que o composto 15 foi obtido em rendimento quantitativo e o composto 17 foi purificado através do extrator de Soxhlet, empregando álcool amílico como solvente. Tais fatos tornam sua síntese pouco laboriosa e pouco onerosa, características fundamentais a um produto tecnológico, sob o ponto de vista financeiro. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados através das técnicas espectrométricas de ressonância magnética nuclear de 1H unidimensional e 1H-13C bidimensional, infravermelho, massas e ultravioleta, de forma inambígua. A partir da técnica de absorção espectrofotométrica, indentificou-se para o composto 17 dois picos de absorção máxima (λmáx.) no UV, sendo 306 nm na região da UVB e 344 nm na UVA. Também pode-se calcular os parâmetros de absortividade molar (ε) e coeficiente de extinção específico (E), cujos valores foram acima de 104 para ε e 5.843 e 4.337 para E. Por conseguinte, os compostos 15 e 17 também foram avaliados quanto ao seu perfil redox através da técnica de voltametria cíclica, a qual ilustrou que o composto 17 mantém-se estável frente aos potenciais aplicados. Quanto a análise térmica termogravimétrica, o composto 17 apresentou uma perda de massa de 47,88% na faixa de 330 °C sob atmosfera de ar sintético, caracterizando-o como composto estável sob temperaturas elevadas, visto que seu ponto de fusão ocorre em 186 oC. A partir da avaliação in vitro pelo método espectrofotométrico descrito por Mansur o mesmo apresentou FPS igual a 4,58 ao passo que sob as mesmas condições o para-metoxicinamato de octila (4), filtro solar comercializado mundialmente, apresentou FPS de 2,79. Ao término deste trabalho podemos observar que a rota sintética proposta para a obtenção do composto 17 se mostrou eficaz, face aos altos rendimentos obtidos, etapas pouco laboriosas e de baixo custo. Por fim, podemos concluir que o planejamento estrutural empregado foi ratificado, uma vez que os descritos físico- químicos orgânicos avaliados apresentaram grandes similaridades com os protótipos fotoprotetores (12) e (4) empregados no seu planejamento.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-09-03T21:30:23Z No. of bitstreams: 2 DISSET Correção FINAL 03-07-14 FOLHA PDF.pdf: 1467526 bytes, checksum: 196b53fbd9a59de359b14f8fd82c2ee5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-03T21:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSET Correção FINAL 03-07-14 FOLHA PDF.pdf: 1467526 bytes, checksum: 196b53fbd9a59de359b14f8fd82c2ee5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Paclitaxel (PTX) is a natural product extracted from the bark of the Pacific Yew and has numerous antitumor actions, including skin cancers. The topical treatment of skin and pre-cancerous lesions cancer is desired, since the systemic treatment has many side effects However, PTX to be incorporated into formulations suitable for it to penetrate the stratum corneum and skin tumors reached. Lipid nanoparticles have potential to increase drug retention in the stratum corneum, thus providing controlled release and great percutaneous absorption. Within this context, the aim of this study was to develop and characterize solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) containing the antineoplastic PTX and evaluate its permeation into the pig ear skin in vertical diffusion cells type "Franz". Quantification of PTX paclitaxel was performed by high performance liquid chromatography. The NLS and CLNs were obtained by the method of dilution of the microemulsion containingcetylpyridinium chloride, glyceryl behenate, triglycerides of caprylic / capric acid, polysorbate 80 and sorbitan trioleate 85. The particles were characterized by medium size, PdI, zeta potential, encapsulation efficiency, drug loading and recovery. Stability studies were carried out for a period of 30 days with storage at 4 °C (± 2 °C). Theskin permeation studies of the PTX nanoparticles were conducted in “Franz” type diffusion cells in pig ear skin. The NLS obtained showed average size of 314.1 ± 10.9 to 335.9 ± 0.9nm. The CLN obtained with more oil in the lipid matrix (CLN100)showed average size 270.6 ± 13.5 nm. The encapsulation efficiency of the systemsobtained was above 90% when 3.75% was added PTX formulations. The stability studies revealed a trend in increasing the size of the particles PdI along the storage period, but these differences are not statistically significant. The CLN100 increased about 3 times the amount of drug in the stratum corneum (SC) as compared to the administration of unencapsulated drug and also increased by 1.5 times the amount of PTX in the SC in relation to the topical application of other lipid particles. Thus, the lipid particles appear to be promising systems for topical application of PTX. / O paclitaxel (PTX) é um produto natural extraído da casca do Teixo do Pacífico e possui númeras ações antitumorais, inclusive em neoplasias cutâneas. O tratamento tópico do câncer de pele e de lesões pré-cancerígenas é almejado, visto que o tratamento sistêmico possui diversos efeitos colaterais. Entretanto, o PTX precisa ser incorporado em formulações adequadas para que o mesmo penetre no estrato córneo e atinja os tumores cutâneos. As nanopartículas lipídicas apresentampotencial para aumentar a retenção de fármacos no estrato córneo, proporcionandouma liberação controlada e um aumento na absorção percutânea. Dentro destecontexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar nanopartículaslipídicas sólidas (NLS) e carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) contendo o antineoplásico PTX e avaliar sua permeação cutânea em pele de orelha de suíno em células de difusão vertical tipo “Franz”. A quantificação do paclitaxel PTX foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência. As NLS e CLN foram obtidas pelo método de diluição da microemulsão contendo cloreto de cetilpiridínio, behenato de glicerila, triglicerídeos do ácido cáprico/ caprílico, polissorbato 80 e trioleato de sorbitano 85. As partículas foram caracterizadas quanto ao tamanho médio, PdI, potencial zeta, eficiência de encapsulação, carga de fármaco e recuperação. Os estudos de estabilidade foram realizados por um período de 30 dias com armazenamento a 4°C (± 2°C). Os estudos de permeação cutânea do PTX nas nanopartículas foram realizados em células de difusão tipo “Franz” em pele de orelha de suíno. As NLS obtidas apresentaram tamanho médio entre 314,1 ± 10,9 a 335,9 ± 0,9nm. Os CLN obtidos com mais óleo na matriz lipídica (CLN100), apresentaram tamanho médio 270,6 ± 13,5nm. A eficiência de encapsulação dos sistemas obtidos foi superior a 90% quando 3,75% de PTX foi adicionado as formulações. Nos estudos de estabilidade observou-se uma tendência no aumento do tamanho e PdI das partículas ao longo do período de armazenamento, porém estas diferenças não são estatisticamente significativas. Os CLN100 aumentaram aproximadamente 3 vezes a quantidade de fármaco no estrato córneo (EC) quando comparados com a administração do fármaco não encapsulado e, ainda ,aumentaram 1,5 vezes a quantidade de PTX no EC em relação à aplicação tópica das demais partículas lipídicas. Desta forma, as partículas lipídicas parecem ser sistemas promissores para aplicação tópica do PTX.

The objective of this study was to compare the accuracy of self-reported skin cancer risk outcome measures proposed as standards by prevention experts to aggregated estimates of behavior from weekly diaries. Weekly electronic diaries of ultraviolet radiation (UVR) behaviors, initially validated by comparison with daily electronic diaries, were used to assess the accuracy of commonly used end-of-summer self-reported measures among 250 adults. Results revealed low biases, and good correspondence between simple open-ended self-reported estimates of days outside, hours outside, sunbathing days and hours, and days outside when not protected by either sunscreen, long-sleeved shirts, hats, or shade. Rating scale measures commonly used in the current literature and those recently recommended as standards by a workshop of experts showed evidence of being non-interval and lacking precision for more frequent behavior (e.g., >1 h sun exposure daily). These data indicated that open-ended frequency self-reports of skin cancer risk behaviors that follow procedures designed to increase accuracy were reliable over a summer-long period.