A cápsula endoscópica é um instrumento revolucionário, que permite a realização de um exame livre de desconfortos para o paciente e possibilitou a técnica de endoscopia chegar a partes do sistema gastrointestinal que antes não era possível, como grande parte do intestino delgado. Este trabalho apresenta um módulo fotônico para realizar Terapia Fotodinâmica (PDT, Photodynamic Therapy) em cápsulas endoscópicas. A PDT é uma forma de tratamento para lesões que envolve a administração prévia de um medicamento fotossensível (PS, Photosensitizer) e posterior ativação com irradiação de luz em um comprimento de onda (λ) específico. Geralmente para a ativação do PS utiliza-se λ na região vermelha do espectro visível, pois a penetração nos tecidos é elevada. Células de adenocarcinoma gástrico humano (AGS, Adenocarcinoma Gastric of Stomach) foram preparadas com ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) que é um Pró-fármaco precursor do agente fotossensível Protoporfirina IX (PpIX) com máximo de absorção nos 635 nm. Para realizar a irradiação com luz vermelha nas células, 16 LEDs do modelo LRQ396-P1Q2-1 da Osram Opto Semiconductors com dimensões muito reduzidas foram selecionados, caracterizados, montados em uma PCB (Printed Circuit Board) e alimentados por um Arduino Mega 2560. Este sistema de iluminação foi eficaz em seu propósito e causou morte celular nas células submetidas ao tratamento com o ALA em uma concentração de 2 milimol por litro e dose de luz em 5 Joules por centímetro quadrado que resulta em uma exposição de 49 minutos. Com o objetivo de se construir um módulo para controle de iluminação em cápsulas endoscópicas, foi desenvolvido em tecnologia CMOS 0.7 μm da ON Semiconductor um dispositivo capaz de controlar a intensidade dos LEDs utilizando PWM (Pulse Width Modulation). Unindo este componente com os LEDs selecionados é perfeitamente possível construir o módulo e inseri-lo CEs para realizar PDT em locais do trato gastrointestinal (GI) não acessíveis pela endoscopia convencional. / The endoscopic capsule is a revolutionary instrument that gives a free examination of discomforts for patient and allows the endoscopic technique to reach parts of the gastrointestinal system that were previously not possible, such as a large part of the small intestine. This work presents a photonic module to perform Photodynamic Therapy (PDT) in endoscopic capsules. PDT is a form of treatment for injuries involving prior administration of a photosensitive drug (PS, Photosensitizer) and subsequent activation with light irradiation at a specific wavelength (λ). Usually for PS activation, λ is used in the red region of the visible spectrum, because the tissue penetration is high. Human gastric adenocarcinoma cells (AGS) were prepared with 5-aminolevulinic Acid (5-ALA) which is a Pro-drug precursor of the photosensitive agent Protoporphyrin IX (PpIX) with maximum absorption at 635 nm. To perform red light irradiation on the cells, 16 LEDs, model LRQ396-P1Q2-1 of the Osram Opto Semiconductors with very small dimensions were selected, characterized, mounted on a PCB (Printed Circuit Board) and powered by an Arduino Mega 2560. This system was effective in its purpose and caused cell death in cells treated with ALA at a concentration of 2 mMol/L and dose of light at 5 J/cm² resulting in a 49 minutes exposure. With the objective of build a module for control of lighting in endoscopic capsules, a device able to controlling the intensity of the LEDs using PWM (Pulse Width Modulation) was developed in CMOS technology 0.7 μm of the ON Semiconductor. Combining this component with the selected LEDs, it is perfectly possible to construct the module and insert in CEs to perform PDT at sites of the gastrointestinal tract (GI) not accessible by conventional endoscopy.

A adesão celular está ligada à formação e disseminação de metástases, a principal causa de óbito de pacientes diagnosticados com câncer. O objetivo deste trabalho foi investigar in vitro o efeito de fotossensibilizadores na adesão celular. Foram utilizadas porfirinas comerciais (PpIX, CPpI, TSPP, TMPyP e Zn(II)TMPyP) e um fotossensibilizador sintetizado através da ligação de poli-L-lisina à protoporfirina IX (PLLPpIX). A adesão celular foi estudada por RICM, técnica que permite quantificar a área de contato entre uma célula e um substrato por binarização das imagens digitais utilizando limiares apropriados. A técnica foi padronizada e revelou dois regimes de adesão celular: um limitado e outro não limitado pela quantidade de proteína de adesão adsorvida na superfície. Neste último foi observada lise celular. Todos os fotossensibilizadores estudados foram capazes de aumentar a adesão celular na ausência de irradiação comparados ao controle sem fotossensibilizador, o que não havia sido observado nos ensaios de resistência à tripsinização normalmente utilizados para estudar o efeito de fotossensibilizadores na adesão celular. Quanto maior a anfifilicidade do fotossensibilizador, maior foi o efeito na adesão, o que é explicado pela capacidade das moléculas em se intercalarem na membrana, mudando a sua rigidez. Este aumento da adesão no escuro correlaciona com a diminuição da migração segundo ensaios de ferida. A análise do padrão de expressão de integrinas na superfície celular revela que o aumento da adesão correlaciona com o aumento na expressão de αV. Quando os fotossensibilizadores estão concentrados na região perimembranar (1 minuto de incubação) e as células são irradiadas, há um aumento da adesão em relação ao controle sem fotossensibilizador, mas uma diminuição em relação ao controle tratado com o fotossensibilizador e não irradiado, o que implica que a PDT leva a uma diminuição da adesão celular e não a um aumento como reportado na literatura. Com 3h de incubação, PLLPpIX impede a adesão celular, enquanto PpIX praticamente não muda a adesão comparado ao controle não irradiado. Esta ausência do efeito da irradiação sugere que a PpIX afeta a adesão celular principalmente devido a sua intercalação na membrana e não devido à formação de espécies reativas. Com 3h de incubação os fotossensibilizadores não se encontram na membrana e, portanto, o efeito na adesão celular é indireto e também não está relacionado à diferenças na eficiência de internalização. O comportamento observado deve ter relação com diferenças de citolocalização. Outro processo que pode alterar a adesão celular é a oxidação das proteínas do soro fetal bovino. Como observado nos estudos de fotossensibilização de células, PLLPpIX foi capaz de impedir a adesão celular, diferentemente da PpIX. A maior eficiência da PLLPpIX foi associada a presença do polímero, o qual força por questões estéricas que a interação da PLLPpIX com a albumina, o componente majoritário do soro, fique restrita à superfície da proteína, deixando o fotossensibilizador disponível para interagir com o oxigênio molecular e gerar oxigênio singlete. Assim, a funcionalização com um polímero tornou a PpIX capaz de modular a adesão celular tanto agindo dentro da célula quanto na matriz extracelular. / Cell adhesion is associated to the formation and spread of metastasis, the leading cause of death in cancer patients. The aim of this study was to investigate, in vitro, the effect of photosensitizers in cell adhesion. Five commercial porphyrins (PpIX, CPpI, TSPP, TMPyP e Zn(II)TMPyP) and Protoporphyrin IX covalently tethered to poli-L-lysine (PLLPpIX) were used. Cell adhesion was mainly studied by RICM, a technique that allows quantifying the contact area between a cell and a substrate for binarization of digital images using appropriate thresholds. The technique was standardized and disclosed two systems for cell adhesion: a system limited by the amount of adhesion proteina adsorbed on the surface and another one no limited, in which cell lysis was observed. All photosensitizers were able to enhance cell adhesion in the absence of irradiation compared to control without photosensitizer, which had not been observed in the trypsinization resistance tests usually used to study the effect of photosensitizers in cell adhesion. The greater the amphiphilicity of the photosensitizer, the greater was the effect on cell adhesion. This is explained by the ability of molecules to fit in the membrane, changing its tension. This increased adhesion correlates with the decrease in migration according to wound healing assays. Analysis of the integrin expression pattern on cell surface reveals that increased adhesion correlates with increased expression of alpha V. When photosensitizers are concentrated in the perimembranar region (1 minute of incubation) and cells are irradiated, there is an increase in adhesion when compared to control without photosensitizer, but a decrease relative to controls treated with the photosensitizer without irradiation, implying that PDT leads to a reduction of cell adhesion and not to an increase as reported in the literature. With 3h of incubation PLLPpIX prevents cell adhesion, while PpIX practically does not change the adhesion compared to dark control. This lack of effect of irradiation suggests that PpIX affects cell adhesion primarily because of its intercalation into the membrane and not due to the formation of reactive species. With 3h of incubation the photosensitizers are not on the membrane and therefore the effect on cell adhesion is indirect and it is not also related to differences in uptake efficiency. The observed behavior must be related to differences in subcellular localization arising from differences in molecular structure. Another process that can alter the cell adhesion is serum protein oxidation. As noted in the studies with cells, photosensitization of serum with PLLPpIX (but not with PpIX) was capable of preventing cell adhesion. The greater efficiency of PLLPpIX was associated with the presence of the polymer, which, by the steric hindrance, forces that interaction of PLLPpIX with albumin, the major serum component, is restricted to the protein surface, leaving the photosensitizer available to interact with molecular oxygen and generate singlet oxygen. Thus, the functionalization of a polymer has turned PpIX capable of modulating cell adhesion by acting both within and outside (in extracellular matrix) the cell

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-16T12:31:22Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fábio de Castro Bezerra - 2015.pdf: 1134192 bytes, checksum: 61d0dd74a6363dfdeccf24d48ee39e2d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-16T12:32:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fábio de Castro Bezerra - 2015.pdf: 1134192 bytes, checksum: 61d0dd74a6363dfdeccf24d48ee39e2d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-16T12:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fábio de Castro Bezerra - 2015.pdf: 1134192 bytes, checksum: 61d0dd74a6363dfdeccf24d48ee39e2d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / (Sem resumo em outra língua) / Este trabalho teve por objetivo estudar a interação entre moléculas orgânicas e anticorpos visando seu uso em sistemas de entrega de fármacos e diagnóstico fluorescente. Foram investigadas moléculas orgânicas de porfirinas e anticorpos reativos a Herpesvírus bovino, micro-organismo amplamente disseminado em rebanhos de corte e leite. Para o desenvolvimento deste projeto foram empregadas técnicas espectroscópicas de absorção UV/Vis, emissão fluorescente e espalhamento ressonante. Os resultados obtidos apresentaram indícios de que a ligação entre as porfirinas e os anticorpos ocorre. As constantes de ligação associadas à essa interação sugeriram alta afinidade das porfirinas pelos anticorpos. As investigações da conformação dos anticorpos indicaram que a sua estrutura enovelada não é significativamente afetada pelas porfirinas e os estudos de Transferência de Energia Ressonante de Förster sugeriram que esse mecanismo pode ser o principal responsável pela supressão da fluorescência dos anticorpos pelas porfirinas.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 THIAGO MACIEL CAVALCANTI.pdf: 1062270 bytes, checksum: 27c54a41e663f3e10d627bb93d161d7f (MD5) Previous issue date: 2011-07-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increased resistance of bacteria to antibiotic drugs creats the need to develop new bacteriostatics ways and bactericidals to cooperate with the treatment of infected individuals. Among those tools are the complementary and alternative therapies involving laser therapy and photodynamic therapy. Lasers are being used isolated or associated with photosensitizing substances to work as helpers in the inactivation of bacterias, fungis and viruses. Photodynamic therapy (PDT) based on the activation of photosensitizers for visible light in low doses, with appropriate wavelength, has become an alternative to conventional treatments in the fight against oral micro-organisms, leading to death the organism by disorders in cell wall and DNA. IN VITRO study two therapies were used, Photodynamic therapy (PDT) and Low-Level Laser (LBP). For PDT we used the dye (methylene blue) to the bacteria in various concentrations, using the disk diffusion technique stimulated by laser light, wavelength 660nm, red light, InGaAlP active medium (Aluminum Indium Gallium Phosphorus). For use in the LBP isolated in micro-organisms several dosages were used with two parameters: medium active InGaAlP (Aluminum Indium Gallium Phosphorus), wavelength 660 nm, red laser and continuous emission and the active medium AsGaAl (Gallium Arsenide and Aluminum), 808 nm infrared laser and continuous emission. The bacteria used in this experiment were the standard strains American Type Culture Coletion - ATCC: Staphylococcus aureus ATCC 25922, Escherichia coli ATCC 25923 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 covering the spectrum Gram-negative bacteria, Gram-positive, aerobic and facultative anaerobic. The antibacterial effect IN VITRO of PDT in different bacteria was quantified in millimeters by observing the diameter of inhibition halos measured with the aid of a halometer. Were considered present antibacterial activities of therapy with diameter of inhibition halos greater than or equal to 8mm. Observed antibacterial effects of PDT for Staphylococcus aureus and Escherichia coli with the presence of inhibition halos with an average of 12mm, as well as for the individual use of methylene blue dye. For Pseudomonas aeruginosa was not observed anyantibacterial effect as well as for the individual use of low power laser. / O aumento da resistência das bactérias às drogas antibióticas gera a necessidade de desenvolver novos meios bacteriostáticos e bactericidas que colaborem com a terapêutica de indivíduos infectados. Dentre esses meios estão as terapias complementares, envolvendo a laserterapia e a terapia fotodinâmica. Os laseres estão sendo utilizados isolados ou associados a substâncias fotossensibilizadoras para serem auxiliares na inativação de bactérias, fungos e vírus. A terapia fotodinâmica (TFD) baseada na ativação de fotossensibilizadores por luz visível em baixas doses, com comprimento de onda apropriado, tem se tornado uma alternativa aos tratamentos convencionais no combate aos micro-organimos bucais, levando à morte do micro-organismo através de desordens na sua parede celular e no seu DNA. Nesse estudo, IN VITRO, duas terapias foram empregadas, a terapia fotodinâmica (TFD) e o Laser de Baixa Potência (LBP). Para TFD empregou-se o corante azul de metileno frente às bactérias em várias concentrações, utilizando-se da técnica disco-difusão estimulado através da luz Laser, comprimento de onda 660nm, luz vermelha, 320J/cm 2 , meio ativo InGaAlP (Índio Gálio Alumínio Fósforo). Para o uso do LBP,isoladamente, sobre o crescimento bacteriano utilizou-se várias dosimetrias com dois parâmetros: meio ativo InGaAlP (Índio Gálio Alumínio Fósforo), comprimento de onda 660 nm, laser vermelho e emissão contínua e o meio ativo AsGaAl (Arseneto de Gálio e Alúminio) 808 nm, laser infravermelho e emissão contínua. As bactérias utilizadas nesse experimento foram as cepas padrão American Type Culture Coletion ATCC: Staphylococcus aureus ATCC 25922, Escherichia coli ATCC 25923 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 abrangendo o espectro bacteriano Gram-negativo, Gram-positivo, aeróbias e anaeróbias facultativas. O efeito antibacteriano, IN VITRO, da TFD em diferentes bactérias foi quantificado em milímetros através da observação do diâmetro dos halos de inibição de crescimento medidos com o auxílio de um halômetro. Foram consideradas como presentes as atividades antibacterianas das terapias com resultados de diâmetro de halos de inibição de crescimento maiores ou iguais a 8mm. Observou-se efeitos antibacterianos da TFD para Staphylococcus aureus e Escherichia coli com a presença de halos de inibição com média de 12mm, assim como para o uso isolado do corante azul de metileno. Para Pseudomonas aeruginosa não foi observado qualquer efeito antibacteriano assim como para o uso isolado do laser de baixa potência.

A leishmaniose pertence à classe de doenças infecciosas e é causada por parasitas do gênero Leishmania. Essa enfermidade se manifesta nas formas visceral ou cutânea e o tratamento de ambas consiste em quimioterapia utilizando fármacos à base de antimônio. A aplicação desses medicamentos, no entanto, apresenta diversas desvantagens, como o surgimento de efeitos colaterais severos e a disseminação de parasitas resistentes aos fármacos convencionais. Dessa forma, há uma grande necessidade de se desenvolver novos medicamentos, bem como, novas técnicas de tratamento e diagnostico. Neste trabalho foram sintetizados novos fotossensibilizadores derivados da riboflavina (vitamina B2) com potencial aplicação no tratamento de leishmaniose cutânea (através de terapia fotodinâmica) e foram sintetizados novos complexos de Ru (II) com potencial uso como sensores luminescentes de antimônio. Os derivados da riboflavina foram obtidos utilizando a vitamina B2 como material de partida e as transformações químicas estudadas fizeram uso de reações de acilação das hidroxilas da cadeia ribitil e de alquilações do nitrogênio 3 do sistema de anéis isoaloxazina. Essas modificações estruturais permitiram a construção de uma biblioteca de fotossensibilizadores que contém partes hidrofílicas, hidrofóbicas, anfifílicas e iônicas, que possibilitaram estudos da relação estrutura atividade. Com a otimização dessas rotas sintéticas foram obtidos dois derivados flavínicos-catiônicos inéditos na literatura com rendimentos de até 68%. Foi mostrado que as transformações químicas estudadas não afetaram significantemente as propriedades fotofísicas dos derivados flavínicos, sendo todos eles fluorescentes e capazes de fotossensibilizar a produção de oxigênio singlete com rendimento quântico semelhante ao da riboflavina (Φ&#916. ≈ 0,5). Por outro lado, as modificações estruturais na riboflavina alteraram as propriedades físico-químicas em termos de solubilidade e coeficiente de partição. Os derivados sintetizados foram testados contra promastigotas de Leishmania major utilizando LED azul (470 nm). Os fotossensibilizadores apresentaram baixa toxicicidade no escuro (CE50 (concentração efetiva 50%)> 100 µM para todos os compostos) e todos os derivados testados apresentaram maior fototoxicidade (CE50 de até 5 µM) que a riboflavina (CE50 de 50 µM). Foi observado que a fototoxicidade dos derivados da riboflavina está fortemente associada à lipofilicidade do fotossensibilizador. Um complexo de Ru (II) que responde à presença de antimônio foi preparado a partir do bis-complexo Ru(bpz)2Cl2 e do ligante derivado da fenantrolina contendo o grupo bitiofeno (bitiofeno-imidazo-fen). Esse complexo apresenta potencial na construção de sensores luminescentes de antimônio. Foi mostrado que o novo complexo sintetizado [Ru(bpz)2(bitiofeno-imidazo-fen)2+] apresenta baixa luminescência na região do vermelho devido à auto-supressão causada pelo grupo bitiofeno. No entanto, estudos preliminares mostraram que a adição de SbCl3 ou tartarato de antimônio ao meio intensifica significativamente a emissão nessa região do espectro. Devido à formação do complexo Sb-bitiofeno, ocorre o aumento percentual da espécie eletronicamente excitada e a mesma é auto-suprimida com menos eficiência. / The leishmaniases belong to a group of infectious diseases caused by a parasite of the genus Leishmania. This disease manifests as the visceral or the cutaneous forms and the treatment of both types is based on chemotherapies with antimony drugs. The application of these drugs, however, presents drawbacks like several side effects and dissemination of parasites resistant to this conventional treatment. Thus, there is a growing need to develop new drugs, as well as new modalities of treatment and diagnosis. In this work, novel photosensitizers derived from riboflavin (vitamin B2) with potential application in the treatment of cutaneous leishmaniasis (by photodynamic therapy) were synthesized. Also, novel Ru (II) complexes with potential usage as luminescent sensors of antimony were synthesized. The riboflavin derivatives were obtained by using vitamin B2 as the starting material, and the chemical transformations were based on acylation of the hydroxyl groups from the ribityl side chain and alkylation of nitrogen 3 of the isoalloxazine ring system.These structural modifications yielded a library of photosensitizers containing hydrophilic, hydrophobic, amphiphilic or ionic moieties, which provide molecules for a study of the structure-activity relationship. By optimizing these synthetic routes, two novel cationic riboflavin derivatives were obtained in good yield (up to 68%). It has been shown that the chemical modifications performed have not significantly affected the photophysical properties of the riboflavin derivatives. All compounds are fluorescent and able to photosensitize singlet oxygen in yields similar to riboflavin itself (Φ&#916 ≈ 0,5). On the other hand, these structural modifications varied the physic-chemical properties related to solubility and partition coefficient of the derivatives. The obtained derivatives were tested against promastigotes of Leishmania major using blue LED (470 nm). The photosensitizers displayed low dark toxicity (EC50 (Effective Concentration 50%) > 100 µM for all the studied compounds) and all derivatives showed greater phototoxicity (EC50 up to 5µM) when compared to riboflavin (EC50 = 50µM). It was observed that the phototoxicity of the riboflavin derivatives is strongly associated with the lipophilicity of photosensitizer. A Ru (II) complex that responds in the presence of antimony was prepared from Ru(bpz)2Cl2 and a phenanthroline ligand containing a bithiophene group (bithiophen-imidazo-phen). This complex can be potentially applied in the construction of luminescent sensors of antimony. It has been demonstrated that the novel complex [Ru(bpz)2(bitiofeno-imidazo-fen)2+] displays low red luminescence due to the self-quenching promoted by the bithiophen moiety. However, preliminary studies have evidenced that, upon addition of SbCl3 or antimony tartrate to the media, the emission intensifies in the red region of the spectrum. Due to the formation of the chelate Sb-bithiophene, the elf-quenching of the electronic excited species occurs less efficiently.

O grande interesse no estudo de materiais fotoluminescentes em solução aquosa é devido à possibilidade de aplicação destes sistemas em imunoensaios, na produção de lasers líquidos e como sondas estruturais de biomoléculas. Neste contexto, íons de Terras Raras (TR) e as ciclodextrinas são muito importantes, já que algumas TRs – como o európio e o térbio – apresentam a propriedade da luminescência, enquanto que as ciclodextrinas possuem uma cavidade apolar que pode incorporar moléculas (ou partes delas) em seu interior e protegê-las das moléculas do solvente. Neste projeto desenvolvemos principalmente a síntese de novos complexos luminescentes de európio e térbio com β-dicetonas, e o estudo de seus compostos de inclusão em α-ciclodextrina em solução aquosa. Foram estudados também compostos obtidos através da ligação covalente entre derivados da tetrakis(pentafluorofenil)porfirina e a β-ciclodextrina. Derivados de macrocíclos porfirínicos fotossensíveis vêm sendo empregados com muito sucesso no tratamento do câncer através terapia fotodinâmica. A ligação destes agentes em β-ciclodextrina propicia uma melhor solubilidade no meio fisiológico, característica esta que é um dos requisitos para uma melhor eficiência do tratamento. Todos os materiais obtidos foram caracterizados química e foto-fisicamente, relacionando-se a eficiência destes novos sistemas com outros já relatados na literatura. / In recent years, there has been considerable research on the study of energy transfer process by active optically ions due to their great importance in solid state devices, e.g., lasers and optic-electronic materials. These luminescent materials in aqueous solution can also be very useful as sensors or probe in biomaterials analysis. In this context, the interest on rare earth ion (RE) and cyclodextrins (CD) in the same systems are increasing, due to their compatibility with solid state and aqueous media. Some RE, like europium and terbium, present luminescent properties, while the CD’s have an apolar hydrophobic cavity that can incorporate molecules, protecting them from solvent entities and resulting in a rigid hydrophobic matrix in solution. In a part of this present work, it was performed the study of the RE complexes in aqueous solution incorporated into α-CD hydrophobic cavity. Rare Earth complexes with β-diketones were synthesized and characterized, and their solubilization in water was achieved by incorporation in α-CD. We also studied the porphyrin-type macrocycles linked to β-CD. Macrocycle tetrapyrroles are very promising molecules to be used as photosensitizer in Photodynamic Therapy. This therapy is an emergent treatment for cancer that requires a combination of oxygen, visible light and a photosensitizer, which causes damage to living tissue. The linkage of porphyrins in cyclodextrins can increase their solubility in water, making them suitable for intravenous administration and widens the possibilities of their use in medicine. Chemical and photochemical properties of all prepared compounds were performed and compared with similar results recorded for well know commercial products.

Ftalocianina de alumínio-cloro (AlClPc) é um fotossensibilizador de segunda geração em terapia fotodinâmica (TFD) caracterizado por seu caráter anfifílico e tendência de auto-agregação em meio aquoso, o que prejudica seu potencial de aplicação. O aCHC é um substrato de transportadores de monocarboxilato (MCT) superexpresso em células de MCF-7. Objetivando a solubilização da AlClPc e aumento de internalização em tecidos neoplásicos nos propomos aqui o uso de DSPC e DOPC em diferentes proporções para formar vesículas lipidicas mistas (LV) na presença de aCHC como sistemas veiculadores de fármaco. Lv foi preparado pelo método de injeção etanólica e formou vesículas de dimensões nanométricas (aproximadamente 100 nm) com bom índice de polidispersão, valores negativos de potencial zeta e estáveis em meio aquoso por mais de 50 dias. AlClPc se complexou com o fosfato das LV o que conferiu uma localização interfacial às moléculas de AlClPc como demonstrado pelos resultados de supressão de fluorescência. Medidas de anisotropia, fluorescência estática e resolvida no tempo corroboram com estes resultados e demonstram que a auto-agregação da AlClPc ocorre mesmo em lipossomas. Entretanto, a veiculação da AlClPc por LV em carcinoma de células escamosas oral (OSCC) levou a um processo de desagregação demonstrado por (FLIM). Este incrível comportamento é novo e aumenta o conhecimento científico sobre o mecanismo intracelular de ação de fotossensibilizadores em TFD. Em TFD, ambos os sistemas LVIII+AlClPc e LVIII+AlClPc+aCHC não apresentaram toxicidade no escuro no período de incubação de 3 h com as concentrações de lipídios, AlClPc e aCHC iguais a 0,15 mmol/L, 0,5 umol/L e 10,0 umol/L, respectivamente. De maneira inesperada, o sistema LVIII+AlClPc foi mais eficiente em TFD que o sistema LVIII+AlClPc+aCHC, devido ao caráter antioxidante do aCHC. Estes resultados abrem uma nova perspectiva do potencial uso de LV-AlClPc para o tratamento fotodinâmico. / Aluminum phthalocyanine chloride (AlClPc) is a second-generation photodynamic therapy (PDT) photosensitizer characterized for its high hydrophobicity and self-aggregation tendency in aqueous media, which hampers its potential application. The aCHC is a monocarboxylate transporter substrate (MCT) overexpressed in MCF-7 line cell. Aiming at AlClPc solubilization and uptake increase we proposed here the use of 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) and 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DOPC) at different proportions to form mixed lipid vesicles (LV) in presence of aCHC as a drug delivery system. LV were prepared by ethanol injection method and formed nano-sized vesicles (about 100 nm) with suitable polydispersity index, negative zeta potential, and stable in aqueous medium for at least 50 days. AlClPc strongly interacts with LV (high binding constant values), especially due to aluminum-phosphate specific interactions, which gives a surface localization to AlClPc molecules as demonstrated by fluorescence quenching data. Anisotropy, static and time-resolved fluorescence measurements corroborated with these results and demonstrated that AlClPc self-aggregation occurred even in the liposomes. However, formulation uptake by oral squamous cell carcinoma (OSCC) the AlClPc suffered a disaggregation process demonstrated by fluorescence life-time imaging microscopy. This amazing behavior is new and increases the scientific knowledge about the intracellular mechanism of action of PDT photosensitizers. In PDT, both systems LVIII+AlClPc e LVIII+AlClPc+aCHC did not show toxicity in the dark at 3 h incubation period with lipid, AlClPc, and aCHC concentrations equal at 0,15 mmol/L, 0,5 umol/L, and 10,0 umol/L, respectively. Unexpectedly, the system LVIII+AlClPc was more effective in PDT that the LVIII+AlClPc+aCHC, devido ao caráter antioxidante do aCHC due to the antioxidant character of aCHC. These results open a new perspective to the potential use of ALClPc-LV formulations for photodynamic treatment.

Estudos têm demonstrado o potencial da terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) na inativação de diferentes células microbianas. No geral, são três as fases de crescimento dos microrganismos: fase lag, exponencial e estacionária. Os objetivos deste estudo foram avaliar a susceptibilidade de células de Candida albicans em diferentes fases de crescimento, submetidas à aPDT, associando azul de metileno (50 μM) e luz de emissão vermelha (λ= 660 nm) e investigar alterações morfológicas, mecânicas e bioquímicas, antes e depois da aPDT, por microscopia eletrônica de varredura, de força atômica e por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier. Os resultados obtidos sugerem que, em parâmetros letais, células em fase estacionária de crescimento (48 h) são menos susceptíveis à aPDT, quando comparadas àquelas em fases lag (6 h) e ex-ponencial (24 h) de crescimento. Entretanto, em parâmetros subletais, células de 6 h e 48 h mostraram a mesma susceptibilidade à aPDT. Em sequência, os experimentos foram realizados em parâmetros considerados subletais para células crescidas por 6 e 48 h. A avaliação morfológica mostrou menor quantidade de matriz extracelular em células de 6 h comparada àquelas de 48 h. A espectroscopia de força atômica mostrou que células em fase lag perderam a rigidez após a aPDT, enquanto que células em fase estacionária mostraram comportamento in-verso. Ainda, células de 48 h diminuíram sua adesividade após a aPDT, enquanto que células de 6 h e 24 h tornaram-se mais adesivas. Os resultados bioquímicos revelaram que as diferenças mais significativas entre as células fúngicas de 6 h e 48 h ocorreram na região de DNA e carboidratos. A aPDT promoveu mais alterações bioquímicas na região de DNA e carboidratos em células de 6 h e em lipídios e ácidos graxos em células de 48 h. Nossos resultados indicam que a fase de crescimento celular desempenha papel importante no sítio de ação da aPDT em células de C. albicans. / Studies have demonstrated the potential of antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) on the inactivation of different microbial cells. Overall, there are three phases of cell growth: lag phase, exponential phase and stationary phase. The objectives of this study were to evaluate the susceptibility of Candida albicans in different growth stages submitted to aPDT, with methylene blue (50μM) and red light (λ = 660 nm) and to investigate morphological, mechanical and biochemical changes before and after aPDT, by scanning electron microscopy, atomic force microscopy and by Fourier transform infrared spectroscopy. The results suggested that with lethal parameters, cells in stationary phase (48 h) are less susceptible to aPDT, compared to those in lag phase (6 h) and exponential phase (24 h). However, in sub-lethal parameters 6 h and 48 h cells showed the same susceptibility to aPDT. The following results were obtained in sub-lethal parameters. The morphological evaluation showed lower amount of extra-cellular matrix at 6 h compared to cells growth for 48 h. The atomic force spectroscopy showed that cells in lag phase lost cell wall rigidity after aPDT, while cells in stationary phase showed a reverse behavior. Furthermore, 48 h cells presented a decrease in their adhesiveness after aPDT, whereas cells growth for 6 h and 24 h become more adhesive. The biochemical evaluation showed that the most significant differences among the fungal cells growth for 6 h and 48 h in DNA and carbohydrates. The aPDT caused more expressive alterations on DNA and carbohydrates in cells growth for 6 h, while cells growth for 48 h presented significant alterations on lipids and fatty acids. Our results indicate that cell growth phase play an important role on the target sites affected by aPDT in C. albicans cells.

Neste estudo foi proposto um modelo de formação de biofilme fúngico formado por Candida albicans em dois diferentes substratos associado ou não à glicose para o estudo dos efeitos da terapia fotodinâmica (PDT) utilizando o azul de metileno (AM) como fotossensibilizador, avaliando os efeitos de dois comprimentos de onda distintos incluindo a investigação na captação do AM quando sensibilizados previamente com a glicose. Foi avaliada a susceptibilidade da levedura em suspensão de células crescidas por 24 h (início da fase estacionária) com e sem a adição prévia da glicose. Foram investigadas duas linhagens de C. albicans para a padronização do biofilme, ATCC 90028 e ATCC 10231. Com os biofilmes formados, avaliamos a captação de AM para determinarmos a mais eficiente concentração e tempo de pré-irradiação (PIT). Por último, avaliamos sua sensibilidade à PDT em dois comprimentos de onda distintos (λ = 645 nm e λ = 660 nm) em função do tempo de irradiação (potência = 16 mW, taxa de fluência = 127,3 mW/cm2). A linhagem de célula que possibilitou a formação de biofilme foi a ATCC 10231 em discos de hidrogel. A menor concentração que possibilitou uma melhor captação do AM foi de 500 μM com um PIT de 30 min e em contato prévio com a glicose 50 mM por 90 min. O comprimento de onda mais eficiente, que promoveu redução em leveduras e biofilmes foi o de λ = 660 nm, reduzindo melhor no estudo de leveduras quando sensibilizados com glicose. Nos biofilmes, a redução foi iniciada mais precocemente sem a adição de glicose (com 6 min de irradiação e fluência = 46 J/cm2), porém, em 12 min (fluência = 92 J/cm2) o grupo com glicose passou a ter maior eficiência. / In this study we propose a fungal biofilm model of Candida albicans developed on different substrates for photodynamic effect of photodynamic therapy (PDT) study, using the methylene blue (MB) as photosensitizer, evaluating the effects on two wavelengths distinct, including investigating the difference in uptake of MB when sensitized with glucose. Susceptibility was evaluated in the yeast cell suspension with or without the prior addition of glucose to cells grown for 24 h (early stationary phase). Two strains of C. albicans were investigated for the standardization of the biofilm, ATCC 90028 and ATCC 10231. In biofilms, we evaluated the uptake of MB including cell suspension to determine the most efficient concentration and pre-irradiation time (PIT). Finally, we assess its sensitivity to PDT in two distinct wavelengths (λ = 645 nm and λ = 660 nm) as a function of irradiation time (power = 16 mW, fluence rate = 127,3 mW/cm2). The ATCC strain that allowed the biofilm formation was ATCC 10231 on hydrogel disks. The lowest concentration that enabled better uptake of MB was 500 μM with a PIT 30 min and prior contact with 50 mM glucose f or 90 min. The most effective wavelength, which promoted a reduction in biofilms and yeasts was λ = 660 nm, reducing yeast best when primed with glucose and reduction in biofilms started earlier without the addition of glucose (6 min irradiation, fluence = 46 J/cm2), but at 12 min (fluence = 46 J/cm2) the glucose group now has greater efficiency.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é um tratamento alternativo de câncer que vem tendo grandes avanços ao longo dos anos e consiste na interação entre luz e uma substância fotossensibilizadora, levando à transformação do oxigênio molecular em oxigênio singleto, altamente reativo e tóxico para a célula. Nesse contexto, o uso do modelo de Membrana Corioalantóica (CAM, do inglês Chorioallantoic Membrane) fornece acesso direto aos vasos sanguíneos, possibilitando o estudo dos efeitos vasculares envolvidos nessa terapia. O desenvolvimento de um tumor nesse ambiente previamente vascularizado permite o estudo e o entendimento dos mecanismos que envolvem o crescimento e destruição do tumor, levando ao aperfeiçoamento de diferentes modalidades terapêuticas. As células tumorais empregadas para o desenvolvimento do tumor podem ser de diversas linhagens e formas de aplicação, desde culturas celulares a biópsias tumorais. O objetivo principal foi investigar a terapia fotodinâmica nos vasos e nas células neoplásicas em um modelo de tumor em CAM. Com esse modelo estudado para células tumorais de melanoma e Ehrlich, foi escolhido trabalhar com tumor de Erlich pela facilidade de manuseio laboratorial. Por meio da microscopia confocal de fluorescência, foi observada a interação entre os vasos sanguíneos e as células tumorais. Com imagens por fluorescência, foi possível entender e quantificar o efeito individualizado dos fotossensibilizadores, incluindo a farmacodinâmica do Photogem® e da formação da protoporfirina IX a partir do ALA, tanto com aplicação tópica como intravenosa. A partir disso, o tumor foi irradiado e os efeitos da terapia fotodinâmica foram analisados tanto no tumor quanto nos vasos sanguíneos que o alimentam. Usando ainda a curcumina, um fotossensibilizador derivado do açafrão, que sozinho possui um efeito vascular, foi aplicada a Terapia Fotodinâmica para análise na membrana corioalantóica e efeito nos vasos sanguíneos. O entendimento desse efeito da curcumina permite a ampliação de seu uso como fotossensibilizador no tratamento de câncer e doenças vasculares. Portanto, com o modelo estabelecido foi possível acompanhar os fotossensibilizadores estudados tanto nos vasos sanguíneos e sua ação, como a diferente atuação no ambiente tumoral, causando dano às células do tumor e aos vasos sanguíneos do mesmo ambiente. / Photodynamic Therapy (PDT) is a cancer treatment that has had great advances over the years and consists in the interaction between light and a photosensitizer compound, transforming the molecular oxygen in singlet oxygen, highly reactive and toxic to the cell. In this context, the use of Chorioallantoic Membrane (CAM) enables direct access to blood vessels, making possible to study the vascular effects involved in this therapy. The development of a tumor in this environment previously vascularized allows the study and the understanding of mechanisms that involves the growing and the destruction of tumor, improving different therapeutic modalities. The tumor cells used to develop the tumor in this model can be from several lines and ways of application, since cell culture to biopsy of some tumor. The main objective was investigating PDT in blood vessels and neoplasic cells in the tumor model in CAM. With this model studied for melanoma cells and Ehrlich, it was chosen to work with Ehrlich tumor because its facility of laboratory manipulation. After the observation the interaction between blood vessels and tumor cells, with confocal microscopy analysis, it was possible to understand and quantify the individualized effect of photosensitizers, including the pharmacodynamic of Photogem® and the Protoporphyrin IX from Aminolevulinic acid, both topic and intravenous application. From this, the tumor was illuminated and the Photdynamic Therapy effects was analyzed both tumor and blood vessels that feeds it. Still using the curcumin, photosensitizer derivated of saffron which has alone a vascular effect, was applied PDT to analysis on the Chorioallantoic Membrane and the blood vessels effect. The understanding of this effect of curcumin enables the extension of its useful as photosensitizer in the cancer treatment and vascular diseases. Therefore, with the model established, it was possible to follow all PS studying both their action in blood vessels and in the tumor region, causing damage.