Foram investigadas através da técnica de absorção eletrônica Uv-Vis e emissão de fluorescência a interação entre uma série de porfirinas e zinco-porfirinas com o polímero de eumelanina sintética obtida pela auto-oxidação da L-DOPA (dihidroxi-fenilalanina). Ocorre a formação de dois complexos na interação entre as porfirinas catiônicas e a eumelanina. Um complexo mais fraco em concentrações mais baixas e intermediárias de eumelanina, e um complexo mais forte em concentrações maiores. Estes complexos podem ser observados pelas variações obtidas nos espectros de absorção em função da concentração da melanina. A eumelanina suprime eficientemente a fluorescência das porfirinas catiônicas, em um processo de supressão por esfera de ação. Este processo ocorre particularmente para os complexos fracos entre a porfirina e a eumelanina, podendo ser inferido pela natureza de polieletrólito da eumelanina que deve apresentar uma ampla superfície de contato carregada negativamente, facilitando a orientação das porfirinas em uma disposição planar em relação ao polímero. A determinação das constantes de supressão estáticas aparentes (KEA) mostra que os substituintes alquílicos influem consideravelmente na formação destes complexos com a eumelanina. As diferentes interações são devidas aos fatores estruturais tais como dimensão da porfirina, polarização dos substituintes e formação de interações de natureza hidrofóbica. As zinco-porfirinas são de forma geral menos suprimidas que as bases livres. Este comportamento pode ser uma evidencia da aproximação planar em relação ao polímero da melanina, uma vez que zinco porfirinas apresentam moléculas de água ligadas axialmente, logo estas moléculas coordenadas axialmente impediriam uma aproximação mais efetiva. Foi realizado um estudo da formação de filmes baseados na técnica de auto-montagem eletrostática entre as porfirinas e a melanina utilizando como substrato o vidro. Observa-se que a adsorção das porfirinas em vidro é diferenciada sendo a TBzPyP a base livre que apresenta a maior adsorção. Pelos espectros de emissão dos filmes de porfirina em vidro foi possível verificar que alguns derivados interagem com uma participação mais efetiva dos piridínios que outros em que a interação é menos direcionada. Nos filmes porfirina melanina também é observada a supressão de fluorescência da porfirina. A diferença na magnitude de supressão nos filmes sugere que estes derivados possam ser utilizados em sistemas de diagnóstico relacionados à detecção de tumores melanóticos. Em um estudo paralelo, foram investigadas as propriedades de fotoisomerização de grupos azobenzênicos coordenados axialmente a uma ftalocianina de Silício(IV). Este sistema apresenta fotoisomerização E-Z e isomerização térmica e sensibilizada para o processo Z-E. As conversões E-Z e Z-E seguem uma cinética de primeira ordem, sendo o processo térmico Z-E cerca de dez vezes mais lento que o fotoquímico E-Z. A intensidade de fluorescência da ftalocianina é dependente do estado de isomerização dos grupos axiais, sendo que a forma E apresenta maior emissão de fluorescência que a forma Z. Portanto este sistema se constitui em um dispositivo molecular do tipo “on-off”, onde a intensidade de fluorescência pode ser controlada por um estímulo externo, no caso o comprimento de onda de excitação para a reação E-Z direta ou Z-E sensibilizada. / In this work we have investigated the interaction between a series of cationic porphyrins and zinc-porphyrins and the synthetic eumelanin polymer obtained by the auto-oxidation of L-DOPA (dihidroxy-phenylalanine) by means of UV-Vis and fluorescence emission techniques. Weak and strong porphyrin-melanin complexes are formed, and the evolution from weak to strong complexes can be monitored by the UV-Vis changes in the pophyrin spectra as the melanin concentration increases. The porphyrin fluorescence emission is quenched efficiently by eumelanin in a “quenching sphere of action” mechanism. This quenching sphere of action process is mainly observed for the weak complexes, and can be rationalized considering the polyelectrolyte nature of the eumelanin polymer which provides a broad contact area coated negatively, that enables a planar approximation of the porphyrins. The apparent static quenching constants (KEA) show that the nature of the alkyl substiutents markedly influences the complex formation. Total porphyrin size, different polarization induced by substituents and specific hydrophobic interactions are probably responsible for the different porphyrin – melanin association, which in turn reflects in the quenching properties of each particular porphyrin - melanin complex. The corresponding Zinc-porphyrins are less efficiently quenched by eumelanin, probably due the fact this molecules are axially coordinated by a water molecule, precluding a more close approximation between zinc-porphyrin and the eumelanin polymer. Electrostatically self-assembled films of porphyrins and eumelanin on glass have been studied. Different porphyrin adsorption on glass were observed, and TBzPyP derivative shown the highest adsorption in the investigated porphyrin series. Fluorescence emission suggests different interaction properties of the adsorbed pophyrin on glass, with specific pyridinium participation for some porphyrin derivatives. Fluorescence quenching of the porphyrins is observed in porphyrin – melanin films. The differences observed in the quenching for each derivative suggest a possible application of these compounds for diagnostic procedures related to melanotic tumors. In a complementary study, have been investigated the photoisomerization properties of a Si(IV)-phthalocyanine axially coordinated by azobenzene groups. Photochemical E-Z and thermal and sensitized Z-E isomerization processes were observed. Both E-Z photochemical and Z-E thermal follow first-order kinetics. Z-E process as expected is considerably slower than E-Z. The pthalocyanine emission is dependent on the isomerization state of the apendent azobenze groups, and the E form is more emissive than the Z form. This system can be considered a molecular device since the emission properties of the phthalocyanine moiety can be modulated by the isomerization state of the axially coordinated azoarenes, creating an on-off (E-Z states) fluorescence signal, and differently from other reported systems the recovery of the initial state does not depend only on the rate of the thermal reaction, since it can be controlled by a sensitized mechanism. This system seems promising taking into account the stability of the axially coordinated moieties, the greater versatility in the achievement of the desired isomerization state and the broad spectral region considering both direct and sensitized excitation.

Submitted by Maria Lúcia Frade (marifrad@hotmail.com) on 2018-06-25T15:04:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação com artigo versão de arquivamento 25_06_2018.pdf: 5490840 bytes, checksum: 7f04a23e5fbc4a98d7cc0bd23f546892 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Irani Coito null (irani@fcfar.unesp.br) on 2018-06-25T19:35:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 frade_ml_me_arafcf_int.pdf: 5490840 bytes, checksum: 7f04a23e5fbc4a98d7cc0bd23f546892 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T19:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 frade_ml_me_arafcf_int.pdf: 5490840 bytes, checksum: 7f04a23e5fbc4a98d7cc0bd23f546892 (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A acne vulgar é uma das dermatoses mais frequentes em jovens e a infecção causada pela bactéria Cutibacterium acnes (antigo Propionibacterium acnes) tem importante papel na patogênese da acne. Existem várias opções de tratamento que variam de acordo com a gravidade da doença, porém são associados com reações indesejadas e resistência aos antimicrobianos. A terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFDa) então é proposta como tratamento alternativo para inativar C. acnes juntamente com a incorporação do fotossensibilizador (FS) em uma formulação tópica para otimizar a terapia. Este trabalho objetivou avaliar a eficácia in vitro da TFDa mediada pelo azul de metileno (AM) incorporado em hidrogel de quitosana e poloxamer (HG-AM) contra C. acnes em fase planctônica e biofilme. A viabilidade celular após TFDa foi avaliada através da quantificação das colônias formadas por mililitro de amostra (UFC/mL). Para caracterizar estruturalmente os HGs foram realizadas as análises oscilatórias e de comportamento de fluxo em reômetro de estresse controlado com geometria placa-cone e a bioadesão em pele de orelha de porco utilizando um texturômetro. A análise estatística dos dados feita foi a Análise de Variância (one way ANOVA) com pós-teste de Tukey. Os resultados deste estudo mostrou que a TFDa contra C. acnes foi eficaz utilizando HG-AM em fase plactônica. A concentração bactericida mínima foi de 12,5 µg/mL associada a uma fluência de 90 J/cm2. O biofilme de C. acnes não foi totalmente eliminado pela TFDa com HG-AM nas condições testadas. A máxima redução microbiana alcançada com o HG-AM foi de 1,9 log10 com 75 µg/mL do FS utilizando 150 J/cm2 e 30 minutos de pré-incubação do biofilme com o HG-AM. O HG a 0,25% de quitosana (HG1) mostrou-se adequado para aplicação na superfície da pele pois concentrações maiores de quitosana aumentam a elasticidade do hidrogel, podendo atrasar a liberação do FS. A incorporação do AM não afetou suas características reológicas e bioadesivas de forma significativa. Foi possível concluir que a TFDa mediada por HG-AM foi mais eficiente do que AM em solução para a redução total da carga microbiana em fase planctônica nas mesmas condições. / Acne vulgaris is one of the most frequent dermatosis in young people and the infection caused by the bacteria Cutibacterium acnes (formerly Propionibacterium acnes) plays an important role in the pathogenesis of acne. There are several treatments options that vary according to the severity of the disease, but are associated with unwanted reactions and antimicrobial resistance. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) is then proposed as an alternative treatment to inactivate C. acnes together with the incorporation of the photosensitizer (PS) into a topical formulation to optimize therapy. This work aimed to evaluate the in vitro efficacy of methylene blue (MB) mediated TFDa incorporated in chitosan and poloxamer (HG-MB) hydrogels against planktonic and biofilm C. acnes. Cell viability after aPDT was evaluated by quantifying the colonies formed per milliliter of sample (CFU / mL). To characterize structurally the HG were performed the oscillatory and behavior of flow in a controlled stress rheometer with cone-plate geometry and bioadhesion in pig ear skin using a texture analyser. The statistical analysis of the data was the Analysis of Variance (one way ANOVA) with post-test of Tukey. The results of this study showed that aPDT was effective using HG-MB in planktonic phase. The minimum bactericidal concentration was 12.5 μg/mL associated with a fluence of 90 J/cm2. The C. acnes biofilm was not totally eliminated by the aPDT with HG-MB under the conditions tested. The maximum microbial reduction achieved with HG-MB was 1.9 log10 with 75 μg/mL of the PS using 150 J/cm2 and 30 minutes biofilm incubation with HG-MB. HG at 0.25% of chitosan (HG1) was adequate for application to the skin surface because higher concentrations of chitosan increase the elasticity of the hydrogel and may delay PS release. The incorporation of MB did not significantly affect its rheological and bioadhesive characteristics. It was possible to conclude that HG-MB mediated aPDT was more efficient than MB solution for the total reduction of planktonic microbial load under the same conditions. / 133456/2016-1

Photodynamic therapy (PDT) is an alternative technique for treatment of tumors and other lesions. It results from the combination of three factors: a photosensitizer (PS), molecular oxygen and light. This combination triggers photochemical reactions that result in the destruction of cells and their neighborhoods. Because the FS presents preferential retention in tumors, its effect becomes localized, selectively destroying the tumor parenchyma and stroma only. However, the penetration of light during PDT is limited due to attenuation of the possible excitation wavelengths by the biological tissue itself. Thus, the depth of treatment is not sufficient to ensure the treatment of extensive lesions. To overcome this difficulty, one strategy is to surgically remove the bulk of the lesion, and then applying the PDT on the surgical bed. However, it is unknown how the alterations caused by surgical techniques (bleeding, coagulation, inflammatory processes, etc.) influence the optical properties of biological tissues as to compromise a subsequent PDT protocol. This work aims to study the influence of using surgical techniques prior to a PDT protocol in an animal model. It was applied four surgical tools (electrocautery, ultrasonic scalpel, long-pulsed Er:YAG laser and ultrashort-pulsed Ti: Sapphire laser) in order to verify the most recommended for a surgery + PDT combined protocol, using Photogem ® as the photosensitizer. Surface and subsurface changes were performed to simulate the remaining tissue properties treated with such techniques. The order of application between photosensitization and surgery was one of the study variables. In vivo fluorescence spectroscopy, confocal fluorescence microscopy of the necrotic tissue (ex vivo) and histopathology were used as analysis techniques of the tissue response. The analysis of ex vivo necrosis fluorescence made possible to assess the damage to biological tissues, supporting the histopathological analysis. Analyzing the depth of necrosis was important to confirm the generation of photodynamic effect in tissues previously modified by the use of surgery. Testing a surgical excision protocol, the same success was obtained. Through in vivo fluorescence it was possible to detect the concentration of the PS in all steps of the protocols. A hypothesis of increased electrical conductivity of photosensitized tissue is proposed to explain the decrease in thermal damage observed during excision. Finally, the full feasibility of the combination between surgery and PDT was verified, with space to suggest guidelines for the implementation of future protocols involving combined use of the studied techniques. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma técnica alternativa para o tratamento de tumores e outras lesões. Ela é fruto da combinação de três fatores: um fotossensibilizador (FS), o oxigênio molecular e luz. Esta junção desencadeia reações fotoquímicas que resultam na destruição de células e suas vizinhanças. Pelo fato de o FS apresentar retenção preferencial em tumores, seu efeito torna-se localizado, destruindo seletivamente apenas o parênquima e o estroma tumorais. Contudo, a penetração de luz durante a TFD é limitada, devido à atenuação dos possíveis comprimentos de onda de excitação pelo próprio tecido biológico. Assim, a profundidade de tratamento não é suficiente para garantir o tratamento de lesões extensas. Para superar esta dificuldade, uma estratégia é remover cirurgicamente a maior parte da lesão, aplicando a TFD em seguida no leito cirúrgico. No entanto, desconhecem-se como as alterações provocadas por técnicas cirúrgicas (hemorragia, coagulação, processos inflamatórios, etc.) influenciam nas propriedades ópticas dos tecidos biológicos a ponto de comprometer um subsequente protocolo de TFD. O presente trabalho se propõe a estudar a influência do uso de cirurgia anterior ao protocolo de TFD em um modelo animal. Foram aplicadas quatro ferramentas cirúrgicas (bisturi elétrico, bisturi ultrassônico, laser de Er: YAG de pulsos longos e laser de Ti: Safira de pulsos ultracurtos) com o fim de verificar a mais recomendável para o protocolo combinado de cirurgia + TFD, utilizando o Photogem® como fotossensibilizador. Simularam-se alterações de superfície e sub-superfície no tecido remanescente tratado com tais técnicas. A ordem de aplicação cirurgia-fotossensibilização foi uma das variáveis do estudo. Como técnicas de análise da resposta tecidual foram utilizadas: espectroscopia de fluorescência in vivo, microscopia confocal de fluorescência do tecido necrosado (ex vivo) e histopatologia. A análise da fluorescência da necrose ex vivo tornou possível avaliar os danos provocados nos tecidos biológicos, corroborando com a análise histopatológica. A análise da profundidade de necrose foi determinante para confirmar a geração de efeito fotodinâmico em tecidos anteriormente alterados pelo uso de cirurgia. Testando um protocolo de excisão cirúrgica propriamente dita, verificou-se o mesmo sucesso. Através da fluorescência in vivo foi possível detectar a concentração do FS em todas as etapas dos protocolos. Uma hipótese de aumento da condutividade elétrica do tecido fotossensibilizado é proposta para explicar a diminuição do dano térmico observado na excisão. Por fim, foi verificada a viabilidade total da combinação entre cirurgia e TFD, com espaço para sugerir diretrizes para a execução de futuros protocolos que envolvam uso combinado das técnicas estudadas.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a ação do laser de baixa intensidade associado ao corante azul de toluidina, como agente bactericida durante a fase de instrumentação dos canais radiculares, comparando sua utilização associada ou não ao hipoclorito de sódio 0,5%. Para tal, 90 caninos humanos foram instrumentados, autoclavados e 88 imersos em caldo TSB(Tryptcase Soy Broth). Em seguida foram inoculados com suspensão de E. faecalis e incubados em estufa a 37C, por 72 horas, para permitir a formação do biofilme. As amostras foram randomicamente divididas em 4 grupos de 22 dentes cada e 1 grupo controle negativo com 2 dentes. Grupo I: reinstrumentados e irrigados com soro fisiológico com posterior aplicação de terapia fotodinâmica (PDT); Grupo II: reinstrumentados e irrigados com hipoclorito de sódio a 0,5% com posterior aplicação de PDT; Grupo III: reinstrumentados e irrigados com hipoclorito de sódio a 0,5%; Grupo IV controle positivo: não foi realizado nenhum tipo de tratamento antes da coleta do material e Grupo V controle negativo:não foram contaminados. Para a coleta da dentina intracanal utilizou-se uma broca Gates Glidden número 6. A atividade antimicrobiana foi avaliada por meio da contagem de UFCs (unidades formadoras de colônias). Os dentes foram então imersos em meio seletivo para enterococos, incubados em estufa a 37 C por 72 horas e avaliados quanto à alteração de coloração do meio. Todas as amostras, exceto o controle negativo, apresentaram-se positivas. Com a finalidade de certificar-se da formação do biofilme e da confirmação dos resultados das contagens das UFCs, 9 amostras foram avaliadas ao MEV (microscopia eletrônica de varredura). Para a análise dos resultados utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis e o teste de comparações múltiplas de Tukey, ambos com o nível de significância de 5%. Baseado nos resultados obtidos parece-nos lícito concluir que não houve diferença estatística significante entre o grupo hipoclorito e o hipoclorito com laser e que PDT associada à instrumentação com soro fisiológico não foi capaz de eliminar o E. faecalis de forma significativa. / This current paper aims to assess the action of low-intensity laser together with toluidine blue as a bactericidal agent during the instrumentation phase of radicular canals, comparing its associated or non-associated use with sodium hypochlorite 0.5%. To do so, 90 human canines were instrumented, autoclaved, and 88 were immersed into TSB, and were then inoculated with an E. faecalis suspension and brought into an incubator at 37 degrees Celsius for 72 hours in order to allow the formation of biofilm. The samples were randomly divided into 5 groups, 4 of which composed of 22 samples each plus 1 negative control. Group I: reinstrumented and irrigated with saline solution and subsequent application of photodynamic therapy (PDT); Group II: reinstrumented and irrigated with sodium hypochlorite 0.5% and subsequent PDT application; Group III: reinstrumented and irrigated with sodium hypochlorite 0.5%; Group IV: positive control (no previous treatment before material collection); Group V: negative control (2 samples) with no contamination. The collection of intracanal dentin was obtained by using a Gates Glidden drill #6. The antimicrobial activity was assessed by CFUs counting. The teeth were then immersed in a selected medium for Enterococcus, incubated at 37 degrees Celsius for 72 hours. They were then assessed for medium turbidity. All samples, with the exception of the negative control, showed positive. In order to make sure of the formation of biofilm and the confirmation of the CFUs counting, 9 samples were scavenged under the electron microscope. For result assessment, the Kruskal-Wallis test and the Tukeys multiple comparison test were utilized, presenting both tests a rate and significance of 5%. Based on the results obtained, we may licitly conclude that there was no significant statistical difference between the hypochlorite group and the hypochlorite group with laser. We may still conclude that PDT associated with saline solution instrumentation was not possible to significantly eliminate E. faecalis.

Orientador: Prof. Dr. Ronei Miotto / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / Neste trabalho, estudamos o processo de interação de fotossensibilizadores com modelos de membranas lipídicas com o intuito de contribuir para a compreensão dos processos dinâmicos e das mudanças físicas e estruturais em nível microscópico. Em particular, nossa análise está voltada para o desenvolvimento de fotossensibi- lizadores mais eficientes para aplicação em terapia fotodinâmica (TFD). Nossos estudos baseiam-se principalmente em simulações atomísticas de dinâmica molecu- lar (MD). A topologia do fotossensibilizador alvo, azul de metileno (AM), é obtido através de um modelamento quântico, baseado na teoria do funcional da densidade (DFT). Todas as simulações MD iniciam-se com o AM disperso em fase aquosa em diferentes configurações. Independente da configuração inicial, o AM interage com as membranas modelo estudadas em aproximadamente 2 ns. O processo de intera- ção é mediado principalmente por interações eletrostáticas entre membrana e AM. Nossos cálculos indicam que todas as membranas modelos estudadas apresentam modificações na presença de AM, mesmo na ausência de irradiação, sugerindo que algumas das mudanças morfológicas da membrana observadas experimentalmente acontecem antes do processo de iluminação. De acordo com nossas simulações, as membranas estudadas apresentam um aumento de área por lipídeo e uma diminui- ção da espessura, indicando um aumento da permeabilidade da membrana o que implica em uma maior facilidade para trocas entre os meios interno e externo. A análise da estrutura atômica derivada de nossas simulações sugerem que o átomo de enxofre da molécula de azul de metileno interage principalmente com os fosfatos presentes nas cabeças polares dos fosfolipídeos que compõem as membranas mo- delo. Nossas simulações indicam que o grau de superposição do AM com o oxigênio dissolvido no meio é similar para todas as membranas modelo consideradas. Isso nos leva a inferir que a eficiência do AM como agente em TFD nos diferentes mode- los de membrana considerados depende muito mais da afinidade entre membrana e fotossensibilizador do que das características estruturais ou modificações provo- cadas pela internalização do AM. Finalmente, cabe destacar que nossos cálculos indicam que a presença de íons no solvente provocam mudanças nas características de penetração do AM dificultando a passagem da molécula nos casos da DPPC, POPC e POPG. / In this work, we study the photosensitizers interaction process with model lipid membranes in order to contribute to the understanding of the dynamic processes with physical and structural changes at the microscopic level. In particular, our analysis is focused on the development of more efficient photosensitizers for use in photodynamic therapy (PDT). Our studies are mainly based on atomistic simu- lations of molecular dynamics (MD). The topology of the target photosensitizer, methylene blue (MB), is obtained by a quantum modeling based on Density Func- tional Theory (DFT). All MD simulations begin with MB in the dispersed aqueous phase in different configurations. Regardless of the initial configuration, the MB interacts with model membranes studied in approximately 2 ns. The process of interaction is primarily mediated by electrostatic interactions between membrane and MB. Our calculations indicate that all membranes studied models show chan- ges in the presence of MB, even in the absence of irradiation, suggesting that some of the experimentally observed morphological changes occur before the membrane illumination process. According to our simulations, we studied the membranes have an area of increased lipid and a thinning, indicating an increased permea- bility of the membrane which implies a greater ability to exchange between the internal and external means. The analysis of atomic structure derived from our simulations suggest that the sulfur atom the methylene blue molecule interacts mainly with phosphates in the polar heads of the phospholipids that makes up the model membranes. Our simulations indicate that the MB degree of overlap with the dissolved oxygen in the medium is similar for all the considered model membranes. This leads us to infer that the MB efficiency as an agent in PDT in different models of membrane considered depends much more on affinity between membrane and photosensitizer that the structural characteristics or modifications caused by internalization of MB. Finally, it is noteworthy that our calculations indicate that the presence of ions in the solvent causes changes on MB penetra- tion characteristics obstructing the passage of the molecule in the case of DPPC, POPC and POPG.

Orientador: Prof. Dr. Anderson Orzari Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / O cancer e uma doenca caracterizada pelo crescimento desordenado de celulas com potencial invasivo. Diversos tratamentos podem ser empregados para a doenca, dentre eles, a terapia fotodinamica, pela qual se utiliza, como agentes terapeuticos, um fotossensibilizador (FS), luz em comprimento de onda especifico e oxigenio. Este projeto tem como principal objetivo o estudo biologico de novos derivados de ftalocianinas para o emprego como fotossensibilizadores em Terapia Fotodinamica. Foram estudados macrociclos com ligantes perifericos derivados do acido glicolico ou do acido latico, e que contem zinco ou rutenio como atomo central sintetizados pelo grupo sobre uma linhagem de adenocarcinoma mamario humano (MCF7). Nos estudos com irradiacao de luz verificamos uma diminuicao da porcentagem de celulas viaveis, sendo os compostos pouco toxicos no escuro, podendo-se utilizar desde concentracoes baixas como 1 ¿ÊM ate concentracoes altas como 100 ¿ÊM. Observamos que quanto maior o tempo de contato entre os compostos e as celulas (no escuro), mais toxico se torna o composto, sendo o melhor tempo de incubacao de 2 horas, isto se deve aos efeitos agudos ocasionados por esta exposicao. Comparando as quatro ftalocianinas estudadas, concluimos que a estrutura que contem acido glicolico e zinco como metal central foi a que apresentou resultados mais promissores em todos os aspectos, principalmente nas analises de fototoxicidade que se relacionam a Terapia Fotodinamica, sendo que a viabilidade em relacao ao controle decaiu aproximadamente 50%. Pelos dados obtidos, pode-se inferir que, em uma unica sessao de irradiacao de luz, a morte celular foi de aproximadamente 20 a 30% para todas as ftalocianinas estudadas. / Cancer is a disease characterized by uncontrolled growth of cells. Some treatments are actually employed for the disease, including photodynamic therapy, which uses, as therapeutic agents, a photosensitizer (PS), light at a specific wavelength and the oxygen molecule near or inside the cells. In this project, the main objective is to study new phthalocyanine derivatives for their use as photosensitizers in photodynamic therapy. We studied phthalocyanines modified with glycolic or lactic acid in their peripheral positions, and with zinc or ruthenium as a central metal synthesized by our group on a human mammary adenocarcinoma line (MCF7). Our results revealed a good phototoxicity under irradiation and a low toxicity in the dark for all the studied compounds, from low concentrations such as 1 uM to the higher ones such as 100 uM. Comparing the studied phthalocyanines, we conclude that the structure containing glycolic acid and zinc as the central metal showed the most promising results in all aspects, especially in phototoxicity tests, where we observed a decrease in about 50% of cell viability after irradiation. According with our results, a single light irradiation session can promote approximately 20 to 30% of cell death for all studied phthalocyanines.

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Takeo Omori / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / Nos últimos anos tem havido intensa pesquisa sobre novos compostos que possam ser empregados como fotossensibilizadores para uso em Terapia Fotodinâmica. Foram sintetizadas e caracterizadas duas ftalocianinas funcionalizadas com o grupo 4- hidroxibenziloxi (A3B e AAAA) para serem avaliadas como suporte na síntese de peptídeos em fase sólida como equivalente à resina Wang. A ideia foi aproveitar a baixa solubilidade das ftalocianinas em determinados solventes a fim de facilitar o processo de precipitação. Assim, um dos métodos desenvolvidos foi incorporar um aminoácido ao macrociclo em fase líquida e, através da adição de um segundo solvente precipitar a ftalocianina substituída facilitando o work-up e a purificação. Somente com a ftalocianina A3B foi possível à reação de acoplamento com os aminoácidos Boc-Glicina-OH e Fmoc- Alanina-OH. Os compostos sintetizados foram caracterizados por RMN, HRMS e IR. As caracterizações fotoquímicas e fotofísicas foram determinadas por análise de espectros de absorção, excitação e emissão na região do UV-Vis e o rendimento quântico de geração de oxigênio singlete. / In recent years there has been intensive research on novel compounds which can be employed as photosensitizers for use in photodynamic therapy. Two functionalised phthalocyanines 4-hydroxybenzyloxy group (A3B and AAAA) were synthesized and characterized to be evaluated as a support in peptide solid phase synthesis (equivalent to Wang resin). The idea is to take advantage of low solubility of phthalocyanines in certain solvents in order to facilitate the precipitation process. Thus, a tentative protocol was developed to incorporate one amino acid to the macrocycle in liquid phase followed by adding a second solvent to precipitate the reacted support facilitating the work-up and purification. The coupling reaction was only succeeded with the phthalocyanine A3B. Thus, two new phthalocyanine derivatives were synthesized from the coupling with Boc-Glycine- OH and Fmoc-Alanine-OH amino acids. The compounds were characterized by NMR, IR and HRMS. The photochemical and photophysical characterization were determined by analysis of absorption spectra, excitation and emission in the UV-Vis region and the quantum yield of singlet oxygen generation.

Orientador: Prof. Dr. Anderson Orzari Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / Considerando o histórico de fármacos enantiomericamente puros e suas interações específicas com células alvos, nesse trabalho foram sintetizadas e caracterizadas quinze ftalocianinas com substituintes opticamente ativos e analisada suas propriedades fotoquímicas para possível aplicação como fármaco fotossensibilizador. Todas as ftalocianinas foram caracterizadas por RMN 1H, espectroscopia de massas, absorção na região do UV-vis, rendimentos quânticos de fluorescência e geração de espécies reativas de oxigênio sob irradiação. Resultados evidenciam que os diferentes grupos inseridos na periferia do anel ftalocianínico influenciam na solubilidade e na agregação do macrociclo, porém não influenciam significativamente nos rendimentos quânticos de geração de espécies reativas nas condições empregadas. Em relação a atividade óptica dos grupos e seus pares enantioméricos, pode-se concluir que não há relação direta entre configuração espacial e características fotoquímicas e fotofísicas, visto que não houve nenhuma relação que possa ser estabelecida como "regra" para esses compostos. Posteriores testes biológicos devem ser realizados par determinar interação entre células e as diferentes ftalocianinas sintetizadas. / Considering the history of enantiomerically pure drugs and their specific interaction with target cells, in this study were synthesized and characterized fifteen phthalocyanines with optically active substituents to be applied as photosensitizers in photodynamic therapy.. All phthalocyanines were characterized by 1H NMR, mass spectrometry, absorption and fluorescence emission, quantum yields of fluorescence and the quantum yield of generation of oxygen reactive species under irradiation. Results show that the different groups inserted on the phthalocyanine peripheral ring have influence on the solubility and the aggregation of the macrocycle in solution. With respect to optical characteristics, analyzing the groups and their enantiomeric pairs, it can be concluded that there is no direct link between configuration and photochemical and photophysical characteristics, as no relationship could be established as "rule" for these compounds. Further analyses should be taken to understand the influence of chiral ligands in the interaction of these phthalocyanines with target cells.

Submitted by MIRIAN MARCOLAN DE MELLO null (marcolanmirian@yahoo.com.br) on 2016-02-16T08:13:42Z No. of bitstreams: 1 TESE Doutorado Mirian14_02_2016REPOSITÓRIO.pdf: 1649527 bytes, checksum: c26e5ed45e88f8a3889873caa917015a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-17T13:45:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_mm_dr_sjc.pdf: 1649527 bytes, checksum: c26e5ed45e88f8a3889873caa917015a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T13:45:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_mm_dr_sjc.pdf: 1649527 bytes, checksum: c26e5ed45e88f8a3889873caa917015a (MD5) Previous issue date: 2015-12-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido ao rápido aumento dos micro-organismos resistentes aos antibióticos e ao desenvolvimento limitado de novos agentes antimicrobianos, as infecções por bactérias Gram-negativas estão se tornando um desafio para os profissionais da saúde e uma ameaça para a saúde pública internacional. O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito sinérgico dos antibióticos convencionais associados a terapia fotodinâmica antimicrobiana (PDT) no controle de Acinetobacter baumannii. Para realização desse trabalho, foram obtidos isolados clínicos de A. baumannii do Laboratório de Análises Clínicas Valeclin da cidade de São José dos Campos/SP, identificados pelo método de bioquimismo e submetidos ao teste de difusão em disco para verificar a sensibilidade antimicrobiana. Os isolados selecionados foram transferidos para o ICT/UNESP, onde foi realizado testes para determinação da Concentração Inibitória Mínima aos antibióticos Imipenem e Meropenem seguindo as normas da CLSI. Cepas sensíveis e resistentes aos antibióticos foram avaliadas quanto a sensibilidade in vitro à terapia fotodinâmica antimicrobiana. Além disso, foram testados os efeitos dos antibióticos convencionais, da PDT e da terapia combinada de antibióticos e PDT nas infecções experimentais induzidas em G. mellonella por isolados clínicos de A. baumannii resistentes aos antibióticos. Os resultados das terapias na infecção experimental foram avaliados por meio da curva de sobrevivência das lagartas de G. mellonella. Os dados dos testes in vitro foram submetidos à Análise de Variância e teste de Tukey. Os dados obtidos na curva de sobrevivência de G. mellonella foram analisados pelo método de Log-rank. Em todos os testes, foi considerado nível de significância de 5%. Nos resultados desse estudo, observou-se que o Laboratório Valeclin identificou 1,54% de amostras positivas para A. baumannii entre as 13.715 amostras clínicas analisadas em um período de 8 meses. Entre os isolados de A. baumannii, 58% demonstraram resistência aos antibióticos imipenem e meropenem por meio de teste de difusão em disco. A seguir 3 isolados clínicos sensíveis e 18 isolados resistentes a esses antibióticos foram selecionados para o presente estudo. O valor de CIM para os isolados sensíveis variou de ˂ 0,5 a 1µg/mL e para os isolados resistentes de 64 a >128µg/mL. A PDT in vitro reduziu o número de células de A. baumannii em todos os isolados testados, mas o percentual de redução foi dependente dos isolados analisados. Além disso, verificou-se nos testes in vivo, que o tratamento com PDT, antibióticos (Imipenem e Meropenem) e associação de PDT+Antibióticos resultaram na sobrevivência das lagartas de G. mellonella, porém sem efeito sinérgico. Conclui-se que a PDT teve ação antimicrobiana contra isolados clínicos de A. baumannii sensíveis e resistentes aos carbapenêmicos, mas não apresentou efeito sinérgico quando associada com antibióticos. / Due to the rapid growth of microorganisms resistant to antibiotics and the limited development of new antimicrobial agents, infections by Gram-negative bacteria are becoming a challenge for health professionals and a threat to international public health. The aim of this study was to evaluate the synergistic effect of conventional antibiotics associated with antimicrobial photodynamic therapy (PDT) in control of Acinetobacter baumannii. In order to conduct this project were obtained clinical isolates of A. baumannii at the Clinical Laboratory Valeclin situated in the city of São José dos Campos / SP, identified by bioquimismo method and submitted to disk diffusion test to verify the antimicrobial sensitivity. The selected isolates were transferred to the ICT / UNESP, which were conducted tests to determine the Minimum Inhibitory Concentration to Imipenem and Meropenem antibiotics following the rules of the CLSI. Sensitive and resistant strains to antibiotics were evaluated in vitro sensitivity to antimicrobial photodynamic therapy. Besides, the effects of conventional antibiotics, and combined PDT, and PDT of antibiotics in experimental infections induced in G. mellonella by clinical isolates of A. baumannii resistant to antibiotic therapy were tested. The results of therapies in experimental infection were evaluated by survival curve of worms G. mellonella. Data from in vitro tests were submitted to ANOVA and Tukey test. The data obtained in G. mellonella survival curve were analyzed by log-rank method. In all tests it was considered 5% significance level. The results of this study, it was observed that the Valeclin Laboratory identified 1.54% of positive samples for A. baumannii between the 13,715 clinical specimens analyzed in a period of 8 months. Among the isolates of A. baumannii, 58% were resistant to antibiotic imipenem and meropenem by disk diffusion test. Next, 3 isolates clinical sensitive and 18 isolates resistant to those antibiotics were selected for this study. The MIC value for sensitive isolates ranged from 0.5 to ˂ 1μg / mL and resistant isolates from 64 to> 128μg / mL. The PDT in vitro reduced the number of A. baumannii cells in all isolates tested, but the percentage of reduction was dependent on the analyzed isolates. Furthermore, it was found in in vivo tests, treatment with PDT, antibiotic (Imipenem and Meropenem) and PDT + Antibiotics association resulted in the survival of G. mellonella caterpillars, but no synergistic effect. It was concluded that PDT has antimicrobial activity against clinical isolates of A. baumannii sensitive and resistant to carbapenems, but it had no synergistic effect when combined with antibiotics.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sporotrichosis is a subcutaneous mycosis that affects humans and animals, and it is caused by dimorphic melanized fungi belonging to the genus Sporothrix. Sporotrichosis is mainly acquired by traumatic implantation of the fungus into the dermis through scratches inflicted by domestic animals or by handling plants. This study approaches: a) the in vitro susceptibility of Sporothrix schenckii complex species to photodynamic inactivation using methylene blue as a photosensitizer and laser as the light source; b) the combination of amphotericin B plus posaconazole in a murine model of systemic infection by S. brasiliensis and S. schenckii sensu stricto, seeking to enhance the treatment of disseminated sporotrichosis; c) the interference of fungal melanin in the in vitro susceptibility of S. brasiliensis and S. schenckii sensu stricto to amphotericin B and itraconazole. In the photodynamic therapy study we have applied methylene blue as a photosensitizing agent and Light emitting diode (InGaAlP) against Sporothrix schenckii complex species in an in vitro assay. The viability of the conidia was determined through the counting of colony forming units. The activity of amphotericin B and posaconazole alone or in combination was evaluated by using a microdilution checkerboard method. For the in vivo study, OF-1 mice were intravenously (i.v.) infected with a lethal inoculum of 2 x 107 CFU/animal. Two strains of S. brasiliensis and two of S. schenckii were tested. Animals received amphotericin i.v. at suboptimal dose i.e., 0.3 mg/kg, in combination with oral posaconazole at 2.5 mg/kg, 5 mg/kg or 10 mg/kg BID. Results were compared with their respective monotherapies and efficacy was evaluated by prolongation of survival and reduction of tissue burden in spleen and liver. In the study of the interference of melanin in the susceptibility of S. brasiliensis and S. schenckii sensu stricto, yeast cells were cultivated in minimal medium with or without L-DOPA in order to induce the production of melanin. Microdilution and time-kill methods were used to determine the antifungal activity against yeast cells with different amounts of melanin. The laser light (InGaAlP) together with a methylene blue photosensitizer were able to significantly reduce the growth of all the tested Sporothrix strains. In vitro data demonstrated a synergistic effect of the combination and although posaconazole alone was effective against sporotrichosis, efficacy was increased when combined with amphotericin B. The maximum efficacy of the combinations was obtained with posaconazole 5 mg/kg. The killing assay showed that melanization protected isolates within the Sporothrix schenckii complex from amphotericin B, particularly in the lower concentrations tested. The conclusions of the present study are: a) the in vitro inhibition of Sporothrix spp. isolates by laser light deserves in vivo experimental and clinical studies since it may be a promising treatment for cutaneous and subcutaneous sporotrichosis; b) posaconazole in combination with suboptimal doses of amphotericin B could be an option in the treatment of disseminated sporotrichosis especially when itraconazole or amphotericin B at optimal doses are contraindicated; c) combination studies of amphotericin B with inhibitors of melanin are required in order to avoid this effect. / A esporotricose é uma micose subcutânea que afeta homens e animais, e é causada por fungos dimórficos melanizados pertencentes ao gênero Sporothrix. Pode ser principalmente adquirida por implantação traumática do fungo na derme através da arranhadura de animais domésticos ou manipulação de plantas contaminadas. O presente estudo investigou: a) a suscetibilidade in vitro de espécies do Complexo Sporothrix schenckii à inativação fotodinâmica; b) a combinação de anfotericina B e posaconazol em modelo murino de infecção sistêmica por S. brasiliensis e S. schenckii stricto sensu, buscando melhorar o tratamento da esporotricosse disseminada; c) a interferência da melanina fúngica na suscetibilidade in vitro de S. brasiliensis e S. schenckii stricto sensu à anfotericina B e itraconazol. No estudo da terapia fotodinâmica foi aplicado azul de metileno como fotossensibilizador e emissão de luz diiodo (InGaAlP) frente espécies do complexo Sporothrix schenckii em ensaio in vitro. A viabilidade dos conídios foi determinada através de contagem de unidades formadoras de colônia (UFC). A atividade da anfotericina B e posaconazol sozinhos ou combinados foi avaliada segundo a técnica de microdiluição em caldo e técnica de checkerboard. No estudo in vivo, camundongos OF-1 foram infectados com um inóculo de 2 x 107 UFC/animal. Foram utilizadas duas cepas de S. brasiliensis e duas cepas de S. schenckii. Os animais receberam doses de 0.3 mg/kg de anfotericina B em combinação com 2.5 mg/kg e 5 mg/kg de posaconazol. Os resultados foram comparados com as respectivas monoterapias e a eficácia foi avaliada através do prolongamento da sobrevivência e redução da carga fúngica no fígado e baço. No estudo da interferência da melanina na suscetibilidade de S. brasiliensis e S. schenckii stricto sensu à anfotericina B e itraconazol, células leveduriformes foram cultivadas em meio mínimo com e sem L-DOPA. Métodos de microdiluição e tempo de morte foram utilizados para determinar a atividade dos antifúngicos frente às células com diferentes quantidades de melanina. A luz laser (InGaAlP) em conjunto com o azul de metileno foram capazes de reduzir significativamente o crescimento de todas as cepas de Sporothrix testadas. Os dados in vitro demonstraram um efeito sinérgico da combinação de posaconazol e anfotericina B, e, apesar de o posaconazol 5 mg/kg sozinho apresentar eficácia contra a esporotricose, teve sua eficiência aumentada quando combinado com anfotericina B 0,3 mg/kg. A técnica de tempo de morte mostrou que a melanização protegeu os isolados do complexo Sporothrix schenckii da anfotericina B, particularmente na concentração mais baixa testada. Desta forma, as conclusões do presente estudo são: a) a inibição fotodinâmica in vitro de isolados de Sporothrix merece estudos experimentais e clínicos, uma vez que pode ser um tratamento promissor para a esporotricose cutânea e subcutânea; b) o posaconazol em combinação com dose baixa de anfotericina B pode ser uma opção para o tratamento de esporotricose disseminada, especialmente quando itraconazol e anfotericina B são contraindicados; c) estudos de combinação de anfotericina B com inibidores de melanina são necessários a fim de evitar o efeito protetor da melanina contra as defesas do organismo e contra antifúngicos.