Com o objetivo de se investigar o efeito da suplementação de coenzima Q10 sobre o desempenho de equinos em treinamento aeróbio, foram utilizados dez equinos do sexo masculino, castrados, da raça Puro Sangue Árabe, com idade de 48±8,15 meses e peso 473±34,75 kg, divididos em grupo controle (GC) e grupo suplementado (GS). O experimento foi conduzido no Laboratório de Pesquisa em Alimentação e Fisiologia do Exercício de Equinos (LABEQUI), pertencente à FMVZ-USP, no Campus Administrativo de Pirassununga, São Paulo, adotando-se o consumo diário individual de 2% do peso corpóreo, com base na matéria seca, sendo 50% de volumoso composto por feno de gramínea e 50% de concentrado comercial. Os animais inseridos no grupo suplementado (GS) receberam individualmente a inclusão diária de 800mg de coenzima Q10 adicionado à dieta de concentrado durante os 90 dias de experimento. Todos os animais foram exercitados cinco vezes por semana, durante sessenta minutos, na velocidade máxima de 15 km/h, em exercitador circular mecânico para cavalos, controlado eletronicamente. Durante o experimento foram realizados análise hematológica e bioquímica (AST, CK e LDH), mensuração da curva de glicose e de lactato, monitoramento da frequência cardíaca e sudorese dos equinos. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com medidas repetidas no tempo, com dados estatisticamente significantes sendo submetidos à análise de regressão. Através das análises hematológicas, bioquímicas, da curva glicose e de lactato, pode-se observar a higidez e a adaptação dos animais frente ao protocolo de treinamento. O grupo suplementado apresentou efeito de tratamento para a enzima creatinaquinase, e apresentou menor oscilação da frequência cardíaca e da taxa de sudação. Conclui-se que a suplementação de equinos atletas com coenzima Q10 submetidos a exercício aeróbio influenciou no desempenho atlético dos cavalos / With the goal of investigating the effect of Coenzyme Q10 supplementation on the performance of equines subject to aerobic exercise, ten pure Arabian geldings, aged 48±8,15 months and weighing 473±34,75 kg were divided into control group (GC) and supplemented group (GS). The experiment was performed at LABEQUI - Equine Nutrition and Exercise Physiology Research Laboratory, which belongs to FMVZ - USP, School of Veterinary Medicine and Animal Science of USP (São Paulo University), which belongs to Campus Pirassununga. Individual intake of food was considered 2% of body weight, of which 50% corresponded to grass hay and 50% to commercial pelleted concentrate. The horses in the supplemented group (GS) received a daily inclusion of 800 mg of coenzyme Q10, added to the concentrated food during the 80 days of the experiment. All animals were exercised five days per week, during sixty minutes, at a top speed of 15 km/h, in a electronically controlled circular mechanical walker. During the experiment, blood tests and biochemical analysis (AST, CK, and LDH) were conducted, as well as measurements of glucose and lactate curves and monitoring of heart frequency and perspiration. The method used was totally casual lineation with measures repeated in time, with statistically significant data being submitted to regression analysis. Animals’ healthiness and adaptation to the training protocol could be observed through hematological and biochemical analysis and glycemic and lactate curves. The supplemented group showed a treatment effect for the enzyme creatinekinase, and showed less fluctuation in heart rate and sweating rate.. It was concluded that supplementation with coenzyme Q10 of equine athletes submitted to aerobic exercise had a positive effect on the athletic performance of the horses

Com o objetivo de se investigar o efeito da suplementação de coenzima Q10 sobre o desempenho de equinos em treinamento aeróbio, foram utilizados dez equinos do sexo masculino, castrados, da raça Puro Sangue Árabe, com idade de 48±8,15 meses e peso 473±34,75 kg, divididos em grupo controle (GC) e grupo suplementado (GS). O experimento foi conduzido no Laboratório de Pesquisa em Alimentação e Fisiologia do Exercício de Equinos (LABEQUI), pertencente à FMVZ-USP, no Campus Administrativo de Pirassununga, São Paulo, adotando-se o consumo diário individual de 2% do peso corpóreo, com base na matéria seca, sendo 50% de volumoso composto por feno de gramínea e 50% de concentrado comercial. Os animais inseridos no grupo suplementado (GS) receberam individualmente a inclusão diária de 800mg de coenzima Q10 adicionado à dieta de concentrado durante os 90 dias de experimento. Todos os animais foram exercitados cinco vezes por semana, durante sessenta minutos, na velocidade máxima de 15 km/h, em exercitador circular mecânico para cavalos, controlado eletronicamente. Durante o experimento foram realizados análise hematológica e bioquímica (AST, CK e LDH), mensuração da curva de glicose e de lactato, monitoramento da frequência cardíaca e sudorese dos equinos. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com medidas repetidas no tempo, com dados estatisticamente significantes sendo submetidos à análise de regressão. Através das análises hematológicas, bioquímicas, da curva glicose e de lactato, pode-se observar a higidez e a adaptação dos animais frente ao protocolo de treinamento. O grupo suplementado apresentou efeito de tratamento para a enzima creatinaquinase, e apresentou menor oscilação da frequência cardíaca e da taxa de sudação. Conclui-se que a suplementação de equinos atletas com coenzima Q10 submetidos a exercício aeróbio influenciou no desempenho atlético dos cavalos / With the goal of investigating the effect of Coenzyme Q10 supplementation on the performance of equines subject to aerobic exercise, ten pure Arabian geldings, aged 48±8,15 months and weighing 473±34,75 kg were divided into control group (GC) and supplemented group (GS). The experiment was performed at LABEQUI - Equine Nutrition and Exercise Physiology Research Laboratory, which belongs to FMVZ - USP, School of Veterinary Medicine and Animal Science of USP (São Paulo University), which belongs to Campus Pirassununga. Individual intake of food was considered 2% of body weight, of which 50% corresponded to grass hay and 50% to commercial pelleted concentrate. The horses in the supplemented group (GS) received a daily inclusion of 800 mg of coenzyme Q10, added to the concentrated food during the 80 days of the experiment. All animals were exercised five days per week, during sixty minutes, at a top speed of 15 km/h, in a electronically controlled circular mechanical walker. During the experiment, blood tests and biochemical analysis (AST, CK, and LDH) were conducted, as well as measurements of glucose and lactate curves and monitoring of heart frequency and perspiration. The method used was totally casual lineation with measures repeated in time, with statistically significant data being submitted to regression analysis. Animals’ healthiness and adaptation to the training protocol could be observed through hematological and biochemical analysis and glycemic and lactate curves. The supplemented group showed a treatment effect for the enzyme creatinekinase, and showed less fluctuation in heart rate and sweating rate.. It was concluded that supplementation with coenzyme Q10 of equine athletes submitted to aerobic exercise had a positive effect on the athletic performance of the horses

Orientadores: Íscia Lopes-Cendes, Tiago Campos Pereira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-16T04:52:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_CamilaMiranda_M.pdf: 829941 bytes, checksum: 12321a46db80c3af2cd6c71e4d97fd00 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A ataxia espinocerebelar do tipo 3 (SCA3), também conhecida como doença de Machado-Joseph (DMJ), pertence ao grupo das doenças neurodegenerativas por expansão de poliglutamina e é o tipo de ataxia de herança autossômica dominante mais comum em muitos países. Os efeitos clínicos são variados, incluindo a coordenação motora anormal e morte precoce. O gene MJD1, responsável pela doença, codifica a proteína ataxina-3, uma ubiquitina protease do sistema ubiquitina-proteossomo. Esta proteína quando mutada contém uma expansão consecutiva de 51-86 glutaminas, em contraste com a ataxina-3 normal que apresenta 14-44 glutaminas. Os mecanismos envolvidos na doença estão principalmente relacionados ao mal enovelamento e consequente agregação da proteína mutada, disfunção neuronal e morte celular por apoptose nos neurônios afetados. A investigação de estratégias que interfiram diretamente nos efeitos citotóxicos da doença representa, portanto, um importante enfoque terapêutico. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo in vitro dos efeitos citotóxicos da ataxina-3 mutada a fim de avaliar diferentes estratégias terapêuticas para o controle desses efeitos. O modelo in vitro para a DMJ foi estabelecido com sucesso utilizando a sequência completa do cDNA da ataxina-3 expandida codificando 84 glutaminas. A análise fenotípica das culturas celulares mostrou que nosso modelo apresenta os principais efeitos fenotípicos e citotóxicos da doença, como a formação de agregados protéicos e indução de morte celular. Nós investigamos três estratégias terapêuticas com a finalidade de diminuir a morte celular no modelo in vitro. A primeira, utilizando uma chaperona química (glicerol) teve o intuito de estabilizar a conformação nativa da proteína, auxiliando no enovelamento correto da mesma. Os sais de lítio provavelmente atuam modulando a expressão gênica e poderiam reverter os efeitos citotóxicos causados pela ataxina-3 expandida que levam à disfunção neuronal e à morte celular. A terceira estratégia focou na atenuação da disfunção mitocondrial através de um cofator mitocondrial e antioxidante poderoso, a coenzima Q10. O glicerol, lítio e coenzima Q10 aumentaram a viabilidade das células expressando a ataxina-3 expandida em 16%, 17% e 11%, respectivamente. O aumento de viabilidade resultou da diminuição da população celular em apoptose. Atualmente não existem tratamentos eficazes contra a DMJ, daí a importância de se estudar compostos capazes de reduzirem os efeitos citotóxicos da doença. Esse trabalho estabeleceu um modelo in vitro para a DMJ, bem caracterizado, fácil de ser manipulado no laboratório e de análise fenotípica direta que poderá ser mais explorado futuramente quanto à investigação de novos alvos terapêuticos e à compreensão dos mecanismos moleculares envolvidos na patologia da doença. Nossos resultados indicam que o glicerol, o lítio e a coenzima Q10 são bons candidatos para prevenir a morte celular causada pela ataxina-3 expandida e, portanto, estudos adicionais utilizando esses 3 compostos devem ser considerados / Abstract: Spinocerebellar ataxia-3 (SCA3), also known as Machado-Joseph disease (MJD), belongs to a group of neurodegenerative disorders caused by expansion of a polyglutamine stretch, called polyglutamine diseases. MJD is the most frequent inherited autosomal dominant ataxia in many countries. Clinical manifestations are varied, including abnormal motor coordination and early death. The protein encoded by MJD1, ataxin-3, is an ubiquitin protease that belongs to the ubiquitin-proteasome system. The responsible for MJD is a trinucleotide repeat expansion (CAG), which leads to an elongated polyglutamine tract in the encoded ataxin-3 protein, varying from 51 to 86 glutamines. On the other hand, normal alleles range between 14 and 44. The mechanisms underlying the disease are mainly related to protein misfolding and aggregation, neuronal dysfunction followed by cell death within the affected neurons. Investigation of strategies that interfere directly with disease cytotoxic effects represents an important therapeutic approach. The objective of this study was to develop an in vitro model that presented the main expanded ataxin-3 cytotoxic effects in order to evaluate different therapeutic strategies to control these effects. The in vitro model for MJD was successfully established using the complete ataxin-3 cDNA coding 84 glutamines. We confirmed that the model presented the main phenotypic and cytotoxic effects of the disease, such as protein aggregates and induction of cell death. We investigated three therapeutic strategies aiming cell death reduction in our in vitro model. The first, using a chemical chaperone (glycerol), was designed to stabilize the native protein and help protein folding. Lithium probably acts by modulating gene expression, and it was used in order to reverse the cytotoxic effects resulted from the disease, such as neuronal dysfunction and cell death. The third strategy focused on attenuation of mitochondrial dysfunction via a mitochondrial cofactor and powerful antioxidant, coenzyme Q10. Glycerol, lithium and coenzyme Q10 increased the viability of cells expressing expanded ataxin-3 in 16%, 17% and 11%, respectively. This augmentation resulted from a decrease in cell population undergoing apoptosis. Currently, there are no effective treatments against MJD, hence the importance of studying compounds capable of reducing disease cytotoxic effects. This work established an in vitro model for MJD, well characterized, and easy to be manipulated and analyzed. This model can be further explored for therapeutic investigations and for better understanding of molecular mechanisms involved in disease pathology. Our results indicate that glycerol, lithium and coenzyme Q10 are good candidates for preventing cell death caused by expanded ataxin-3 and, therefore, further studies with these 3 compounds should be considered / Mestrado / Neurociencias / Mestre em Fisiopatologia Médica

Orientador: Elaine Minatel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:31:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Burgos_RafaelRamosde_M.pdf: 2000317 bytes, checksum: 3ec9bdb6204407b72a6bd5378a5656ae (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Tratamentos com antioxidantes e bloqueadores de canais de cálcio têm apresentado resultados positivos na diminuição da mionecrose nas fibras musculares distróficas. O objetivo do presente projeto foi verificar se o tratamento com o bloqueador de cálcio Nifedipina (Ni) e o antioxidante Coenzima Q10 (CoQ10), administrados isoladamente ou em associação antes que se iniciem os ciclos de degeneração/regeneração muscular, pode apresentar efeito benéfico sobre as fibras musculares distróficas de camundongos mdx, modelo experimental da distrofia muscular de Duchenne. Camundongos mdx com 14 dias de vida pós-natal foram divididos em 4 grupos experimentais: (1) tratados com álcool 20% e solução aquosa 1% de Tween 80; (2) tratados com a associação de Ni e CoQ10; (3) tratados com Ni isoladamente; (4) e tratados com somente CoQ10. Camundongos da linhagem C57BL/10 foram usados como controle. Os músculos tibial anterior (TA), diafragma (DIA) e esternomastóideo (STN) foram retirados e utilizados para quantificar: (1) o número de fibras em degeneração, regeneradas e normais; (2) o nível de TNF-?, NF-?B e 4-HNE; (3) o conteúdo de cálcio total; e (4) a área de inflamação muscular. Amostras de sangue foram utilizadas para determinação dos níveis creatina quinase (CK). Os animais tratados com Ni apresentaram: redução significativa de fibras em degeneração no músculo TA, redução nos níveis de TNF-? em todos os músculos analisados e no conteúdo de NF-?B e cálcio no músculo DIA. Animais mdx tratados com Coenzima Q10 mostrou redução: CK, TNF-? no músculo TA, no conteúdo de NF-?B nos músculos DIA e STN, na área de inflamação no músculo DIA e determinação do cálcio nos músculos DIA e STN. A associação dos tratamentos demonstrou redução significativa na análise de CK, no TNF-? do músculo TA, na área de inflamação, conteúdo do NF-?B e cálcio no músculo DIA. O conjunto dos resultados sugere que a Ni e a CoQ10 possam ser potencialmente úteis para o tratamento farmacológico da distrofinopatias. Entretanto, estudos futuros da dosagem e do tempo de tratamento serão necessários para obtenção de efeitos benéficos mais significativos sobre os músculos distróficos / Abstract: Treatment using antioxidant and calcium channel blockers have shown positive results for myonecrosis decrease in dystrophic muscle fibers. The aim of this study is to verify if treatment with Nifedipine (Ni) calcium channel blocker and Coenzyme Q10 (CoQ10) antioxidant, administered alone or in association before degeneration/regeneration cycles take place, may have a beneficial effect on dystrophic muscle fibers in mdx mice, which are the experimental model for Duchenne's dystrophy. Mdx mice at 14 days old were divided into 4 experimental groups: (1) treated with 20% alcohol and 1% Tween 80 water solution; (2) treated with an association of Ni and CoQ10; (3) treated with Ni alone; and (4) treated with CoQ10 alone. C57BL/10 mice were used as a control. The tibialis anterior (TA), diaphragm (DIA) and sternomastoid (STN) muscles were removed and used for quantification of: (1) number of degenerated, regenerated and wild-type fibers; (2) TNF-?, NF-?B and 4-HNE levels; (3) total amount of calcium; and (4) muscle inflammation area. Creatine kinase (CK) was analyzed from a blood sample. The animals treated with Ni showed: a significant decrease of degenerated muscle fibers in the TA muscle, a reduced TNF-? level in all muscles analyzed and lower levels of NF-?B and calcium in the DIA muscle. Mdx mice treated with Coenzyme Q10 presented a decrease of the following: CK expression, TNF-? level in the TA muscle, NF-?B level in the DIA and STN muscles, inflammation area in the DIA muscle and calcium content in the DIA and STN muscles. The association of both drugs showed a significant reduction of CK in the blood, TNF-? in the TA muscle, and also a reduction of the inflammation area, the NF-?B expression and the calcium content of the DIA muscle. Overall results suggest that Ni and CoQ10 may play a potential role as a pharmacological treatment for dystrophynopathies. However, further studies must be carried out for both dosage and treatment period to obtain more significant beneficial effects on dystrophic muscles / Mestrado / Anatomia / Mestre em Biologia Celular e Estrutural

Orientadores: Anibal E. Vercesi, Luciane Carla Alberici / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicaas / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:15:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guardia_PaoloGadioliLa_M.pdf: 2017398 bytes, checksum: 71295ad7aacb6f016fb0abb80fd36bf9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Inibidores da 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA redutase (estatinas) são fármacos utilizados para diminuir os níveis plasmáticos de colesterol e são, geralmente, seguros e bem tolerados. Ocasionalmente esses fármacos induzem miotoxicidade, como miopatia e rabdomiólise, e hepatotoxicidade. Neste trabalho investigou-se o mecanismo, in vitro e in vivo, pelo qual as estatinas atuam sobre a respiração mitocondrial de biópsias de músculo esquelético e de fígado de ratos. A incubação (1 hora) de biópsias permeabilizadas de músculo sóleo (2-3 mg) com doses crescentes de sinvastatina reduziu a velocidade de respiração mitocondrial estimulada por ADP ou FCCP de forma dose-dependente e significativa (p<0,05). A inibição causada por 1 |iM de sinvastatina nas velocidades de respiração estimuladas por ADP e FCCP foi de respectivamente cerca de 25% e 27%. Em contraste, não houve alteração significativa na velocidade de respiração de repouso. O efeito de 1|iM de sinvastatina foi inibido pela incubação concomitante com 100 |uM de mevalonato (produto da enzima HMG-CoA redutase), ou 10 |JM de coenzima Q10 (um outro produto da via de síntese do colesterol). A redução na velocidade de respiração também foi inibida pela incubação concomitante com 1 mM de L-carnitina. A incubação com sinvastatina aumentou de forma significativa (p<0,05) a produção de lactato pelas biópsias musculares em cerca de 26%, efeito protegido pela incubação concomitante com mevalonato ou coenzima Q10 ou L-carnitina na mesma concentração descrita anteriormente. Por outro lado, esta mesma concentração de sinvastatina não provocou efeito algum sobre as velocidades de respiração de mitocôndrias isoladas de músculo de ratos. A incubação (1 hora) de biópsias hepáticas (2-3 mg) com doses crescentes de sinvastatina reduziu a respiração mitocondrial estimulada por ADP ou FCCP, sem alterar a respiração de repouso. Sinvastatina (5 uM) inibiu significativamente (p<0,05) a respiração estimulada por ADP e FCCP em cerca de 24% e 29% respectivamente. Esta inibição não foi sensível a 100 |iM de mevalonato ou 10 |iM de coenzima Q10 ou 1 mM de L-carnitina. Biópsias de músculo sóleo de ratos tratados durante 15 dias com 100 mg / kg (gavagem) de sinvastatina apresentaram velocidades de consumo de oxigênio reduzidas em todos os estados respiratórios. Este efeito foi inibido pela administração concomitante de L-carnitina 200 mg / kg (gavagem). / Abstract: 3-Hydroxy-3-methylglutaryl CoA reductase inhibitors (statins) are safe and well-tolerated therapeutic drugs, that occasionally induce myotoxicity such as myopathy and rhabdomyolysis, and hepatotocixity. Here, we investigated in vitro and in vivo the mechanisms of statin-induced toxicity on mitochondrial respiration of rat skeletal muscle and liver biopsies. One hour incubation of permeabilized soleus muscle biopsies (2-3 mg) with increasing doses of simvastatin (1 to 40 |iM) reduced ADP- or FCCP-stimulated mitochondrial respiration rate in a dose-dependent manner. The inhibition of ADP- or FCCP-stimulated mitochondrial respiration rate by simvastatin 1 |iM was 25% and 27%, respectively. No changes in rest respiration rate was observed. Simvastatin (1 |JM) inhibition of muscle respiration was prevented by coincubation with 100 |JM mevalonate, 10 |JM coenzyme Q10 or 1 mM L-carnitine. Simvastatin (1 |JM) also increased lactate production in muscle biopsies by 26%; this effect was prevented by the coincubation with mevalonate, coenzyme Q10 or L-carnitine. At the same concentration, simvastatin did not inhibit the respiration of isolated skeletal muscle mitochondria suggesting that simvastatin effect on mitochondrial respiration is not direct. Incubation (1 hour) of liver biopsies (2-3 mg) with increasing doses of simvastatin reduced ADP- or FCCP-stimulated mitochondrial respiration rate without changes in rest respiration rate. The lowest simvastatin concentration able to reduce liver biopsies respiration rates was 5 |JM, which promoted 24% and 29% inhibition in ADP- or FCCP-stimulated respiration rates, respectively. This was not modified by mevalonate, coenzyme Q10 or L-carnitine. Soleus muscle biopsies from rats treated during 15 days with simvastatin (100 mg/kg, p.o.) presented L-carnite sensitive inhibition of oxygen consumption rate in all respiratory states. / Mestrado / Medicina Experimental / Mestre em Fisiopatologia Médica

Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / This work aimed the preparation of novel nanocapsules and nanoemulsions based on pracaxy oil loaded with ubiquinone. For nanocapsules, poly(-caprolactone) (PCL) or Eudragit® EPO were employed in the preparation. For comparison purposes, nanospheres containing ubiquinone were prepared with both polymers. The methods employed to prepare these formulations were spontaneous emulsification (nanoemulsions), nanoprecipitation (nanospheres) and interfacial deposition of pre-formed polymer (nanocapsules). An analytical method was validated to the assay of ubiquinone-loaded systems and it was considered specific, linear, precise and accurate. After preparation, the nanostructured systems were characterized regarding particle size, polydispersity index, zeta potential, pH, as well as ubiquinone content and encapsulation efficiency. PCL-nanocapsules presented larger diameters (261 nm), which demonstrates the influence of both oil and polymer in the formulation. Nanocapsules containing the lowest amount of oil (0.15 g) presented polydispersity index more suitable. Zeta potential values of both nanoemulsions (-18 mV) and PCL-nanoparticles (-12 to -21 mV) were negatives, due to the presence of fatty acids in the pracaxy oil and due to the negative density of charge of PCL, respectively. Nanocapsules and nanospheres formulated with Eudragit ® EPO showed positives values of zeta potential (+25 to +45 mV), because of the cationic nature of this polymer. The pH values were slightly acidic for both nanoemulsions and PCL-nanostructures, while the Eudragit® EPO formulations presented pH close to the neutrality, about 7.5. Ubiquinone content of the nanostructured systems was close to the theoretical value, 1.0 mg/mL and the encapsulation efficiency was about 100%. Photodegradation studies showed that nanostructures were able to provide protection to the encapsulated ubiquinone in relation to free-ubiquinone (ethanolic solution), after 4h of exposition to UVC radiation and this protection was more pronounced for nanocapsules and nanoemulsions. The drug degradation followed a first order kinetic for all the systems studied, while the ethanolic solution of ubiquinone fitted better to the second order equation. The stability study of the formulations demonstrated that the systems were instable when stored for 90 days at 40 ± 2ºC e UR 75 ± 5%, especially Eudragit® EPO-nanocapsules, however, when they were stored at room temperature, the formulations appeared to be stable, keeping the initial physico-chemical characteristics. By performing a semi-quantitative hemolysis test, it was demonstrated the hemocompatibility of PCL nanocapsules. The MTT test was used to evaluate the cytotoxicity, and it was verified that free ubiquinone and pracaxi oil were capable to reduce cellular viability in rat glioma (C6) and breast cancer cells (MCF-7) after 48h of incubation, comparing to the control (DMEM). Besides, this cytotoxic potential was more pronounced when the cells were treated with PCL nanocapsules. In this way, the nanocarriers developed are promising systems for vectorization, stabilization and to study therapeutic potentials of ubiquinone. / Este trabalho objetivou a preparação inédita de nanocápsulas e nanoemulsões à base de óleo de pracaxi contendo ubiquinona. Para as nanocápsulas, a poli(-caprolactona) (PCL) ou o Eudragit® EPO foram usados na preparação. Comparativamente, nanoesferas contendo ubiquinona foram preparadas com ambos os polímeros. Como método de preparo utilizou-se a emulsificação espontânea (nanoemulsões), a nanoprecipitação (nanoesferas) e a deposição interfacial de polímero pré-formado (nanocápsulas). A metodologia analítica para quantificação da ubiquinona nos sistemas foi validada, sendo o método considerado seletivo, linear, preciso e exato. Após a preparação, os sistemas nanoestruturados foram caracterizados quanto ao diâmetro médio de gotícula/partícula, índice de polidispersão, potencial zeta e pH, bem como teor e eficiência de encapsulamento da ubiquinona. As nanocápsulas de PCL apresentaram os maiores diâmetros (261 nm), demonstrando a influência da presença do óleo e do polímero na formulação, sendo que índices de polidispersão mais adequados foram obtidos nas dispersões contendo menor concentração de óleo de pracaxi (0,15g). Os valores de potencial zeta tanto das nanoemulsões (-18 mV) quanto das nanopartículas (-12 a -21 mV) de PCL foram negativos, devido à presença de ácidos graxos no óleo de pracaxi e pela densidade de carga negativa da PCL, respectivamente. As nanocápsulas e nanoesferas de Eudragit® EPO apresentaram potencial zeta positivo (+25 a +45 mV), pois este polímero é catiônico. Tanto para as nanoemulsões quanto para as nanoestruturas à base de PCL os valores de pH foram levemente ácidos, enquanto que para as formulações de Eudragit® EPO as médias foram mais próximas da neutralidade, em torno de 7,5. O teor de ubiquinona nos sistemas nanoestruturados foi próximo ao teórico, 1,0 mg/mL (com exceção das nanoesferas de Eudragit® EPO) e a eficiência de encapsulamento do fármaco nos sistemas foi de aproximadamente 100%. Estudos de fotodegradação demonstraram que as nanoestruturas foram capazes de promover proteção à ubiquinona encapsulada em comparação ao fármaco livre (solução etanólica) após 4h de exposição à radiação UVC, sendo esta proteção mais acentuada nas nanocápsulas com ambos os polímeros e na nanoemulsão. A cinética de degradação do fármaco em todos os sistemas nanoestruturados estudados foi de primeira ordem, enquanto que para a solução etanólica de ubiquinona a reação de segunda ordem foi a que proporcionou o melhor ajuste. O estudo de estabilidade das formulações por 90 dias demonstrou que os sistemas foram instáveis quando armazenados a 40 ± 2ºC e UR 75 ± 5%, em especial a nanocápsula de Eudragit ®EPO. Entretanto, quando armazenados à temperatura ambiente, as formulações foram estáveis, conservando as características físico-químicas iniciais. Através de um teste de hemólise semi-quantitativo preliminar, foi demonstrada a compatibilidade das nanocápsulas de PCL com os eritrócitos humanos. Utilizando-se o método do MTT para avaliação da citotoxicidade, verificou-se que a ubiquinona livre e o óleo de pracaxi diminuíram o número de células viáveis das linhagens C6 e MCF-7, em comparação ao controle, sendo este potencial citotóxico ainda mais pronunciado quando se utilizou as nanocápsulas de PCL. Desta forma, os nanocarreadores desenvolvidos são sistemas promissores para a veiculação, estabilização e para se explorar as potencialidades terapêuticas da ubiquinona.

A perda da função das células beta acelera a deterioração do controle metabólico em pessoas com diabetes tipo 2. Além da lipo- e da glicotoxicidade, os AGEs parecem contribuir para esse processo, promovendo a apoptose das ilhotas pancreáticas. Em outros tecidos, os AGEs interagem com seu receptor específico (RAGE), produzindo espécies reativas de oxigênio (ROS) e ativando o NF-kB. Para investigar o efeito temporal dos AGEs sobre a apoptose de ilhotas, bem como o potencial de compostos antioxidantes para diminuir danos causados pelos AGEs, ilhotas pancreáticas de ratos foram tratadas durante 24, 48, 72, 96 e 120 h com AGEs gerados a partir de co-incubação de albumina de soro bovino (BSA) com Dgliceraldeído (GAD, 5 mg/mL) ou tampão fostato (controle). A apoptose foi avaliada pela quantificação do DNA fragmentado (ELISA), atividade de caspase 3 e detecção da permeabilidade da membrana mitocondrial (MitoProbe JC-1). O estresse oxidativo foi avaliado pela detecção de espécies de oxigênio (Image-iT LIVE Green) e a atividade da NADPH oxidase foi mensurada pelo método de quimioluminescência da lucigenina. A expressão dos genes Bax, Bcl2 e Nfkb1 foi avaliada por reação em cadeia da polimerase quantitativa após transcrição reversa (RT-qPCR). Em um dos tempos em que foi detectado o aumento da apoptose, o efeito de dois compostos antioxidantes foi avaliado: benfotiamina (350 M), uma vitamina B1 lipossolúvel, e Mito Q (1 M), um derivado da ubiquinona com alvo seletivo para a mitocôndria. Em 24 e 48 h, os AGES promoveram um aumento do índice de apoptose em relação ao controle, concomitantemente com o aumento na expresssão do gene Bcl2 (gene anti-apoptótico) e uma redução na expressão do gene Nfkb1. Em contraste, após 72, 96 h e 120 h, os AGEs promoveram um aumento do índice de apoptose em comparação com a condição de controle, concomitantemente com uma diminuição na expressão do gene Bcl2 e um aumento na expressão do gene Nfkb1. Em 24 h, os AGEs promoveram uma diminuição do conteúdo de ROS nas ilhotas, enquanto que nos tempos de 48 e 72 h, os AGEs promoveram um efeito oposto. A benfotiamina e o Mito Q foram capazes de diminuir o índice de apoptose e o estresse oxidativo de ilhotas expostas aos AGEs por 72 h. Em conclusão, os AGEs exerceram um duplo efeito em cultura de ilhotas pancreáticas, sendo de proteção contra a apoptose após exposição curta, mas pró-apoptótica após exposição prolongada. O Mito Q e e a benfotiamina merecem ser adicionalmente estudados como drogas com o potencial de oferecer proteção às ilhotas pancreáticas em condições de hiperglicemia crônica / Loss of beta cell function hastens the deterioration of metabolic control in people with type 2 diabetes. Besides lipo- and glucotoxicity, AGEs seem to contribute to this process by promoting islet apoptosis. In other tissues, AGEs interact with their specific receptors (RAGE) and elicit reactive oxygen species (ROS) generation and NF-kB activation. In order to investigate the temporal effect of AGEs on islet apoptosis as well as the potential of antioxidant compounds to decrease islet damage caused by AGEs, rat pancreatic islets were treated for 24, 48, 72, 96 and 120 h with either AGEs generated from co-incubation of bovine serum albumin (BSA) with D-glyceraldehyde (GAD, 5 mg/mL) or phosphate-buffered saline (PBS, control). Apoptosis was evaluated by quantification of DNA fragmentation (ELISA), caspase-3 enzyme activity and detection of mitochondrial permeability transition (MitoProbe JC-1). Oxidative stress was evaluated by oxygen species detection (Image-iT LIVE Green) and the activity of NADPH oxidase was measured by the lucigenin-enhanced chemiluminescence method. The expression of the genes Bax, Bcl2 and Nfkb1 was evaluated by reverse transcription real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). In one of the time points at which increased apoptosis was detected, the effect of two antioxidant compounds was evaluated: benfotiamine (350 M), a liposoluble vitamin B1, and Mito Q (1 M), a derivative of ubiquinone targeted to mitochondria. In 24 and 48 h, AGEs elicited a significant decrease in the apoptosis rate in comparison to the control condition concomitantly with a significant increase in the RNA expression of the antiapoptotic gene Bcl2 and a significant decrease in the Nfkb1 RNA expression. In contrast, after 72 and 96 h, AGEs promoted a significant increase in the apoptosis rate in comparison to the control condition concomitantly with a significant decrease in Bcl2 RNA expression and a significant increase in Nfkb1 RNA expression. In 24 h, AGEs elicited a significant decrease in the islet content of ROS while after 48 and 72 h, AGEs promoted an opposite effect. Benfotiamine and Mito Q were able to decrease the apoptosis rate and the ROS content in islets exposed to AGEs for 72 h. In conclusion, AGEs exerted a dual effect in cultured pancreatic islets, being protective against apoptosis after short exposition but proapoptotic after prolonged exposition. Mito Q and benfotiamine deserve further evaluation as drugs that could offer islet protection in conditions of chronic hyperglycemia

This work evaluated the influence of the composition on the physico-chemical characteristics, stability and photostability of nanostructures containing ubiquinone. Nanocapsules (NC) and nanoemulsions (NE) were prepared by interfacial deposition of preformed polymers and spontaneous emulsification, respectively. The formulations were characterized and compared in relation to the influence of the oil (argan or linseed oil) and its amount in the formulation (3% or 1.5%), the type of polymer (poli(ε-caprolactone), PCL or Eudragit® RL100, EUD), drug presence, besides the comparison between both nanostructures. To assay ubiquinone, the analytical method was validated and was considered linear, specific, precise and accurate. The formulations had adequate physico-chemical characteristics, with drug contents close to the theoretical value (1mg/mL), encapsulation efficiencies close to 100% and polydispersity index lower than 0.2 for formulations with 1.5% of oil. The reduction of oil concentration caused a decrease in the average diameter and polidispersity index of PCL NC of argan oil and EUD NC and NE of linseed oil. Furthermore, the addition of ubiquinone was able to modify the zeta potential of these formulations. Regarding the type of structure (NE or NC), the pH was influenced. EUD NC presented values lower than NE and PCL NC, regardless of the oil used. In addition, EUD NC with linseed oil had a higher zeta potential in module in relation to the NE and PCL NC. Concerning the type of oil used, particle diameter and polydispersity index were lower for EUD NC of linseed oil in relation to EUD NC of argan oil. Moreover, all formulations were able to photoprotect ubiquinone in comparison with free drug, occurring influence of the oil and the polymer. Regarding the stability, the formulations showed a reduced level of drug over 60 days, while the type of oil influenced this parameter. Nanostructures of argan oil showed higher levels. NC presented higher drug contents in relation to NE. The increase in particle size was only significant for NC of argan oil and PCL at 15 days, which showed a greater diameter than those of PCL NC of linseed oil and EUD NC of argan oil. An increase in zeta potential for NE was detected at 60 days, while EUD NC of argan oil showed a decrease in this parameter. The zeta potential was higher in module for NC of EUD in relation to the respective NE. / Este trabalho avaliou a influência da composição sobre as características físico-químicas, estabilidade e fotoestabilidade de nanoestruturas contendo ubiquinona. As nanocápsulas (NC) e nanoemulsões (NE) foram preparadas por deposição interfacial de polímero pré-formado e emulsificação espontânea, respectivamente. As formulações foram caracterizadas e comparadas quanto à influência do tipo de óleo (óleo de argan ou de linhaça) e de sua quantidade (3% ou 1,5%), quanto ao polímero poli(-caprolactona), PCL ou Eudragit® RL 100, EUD, quanto à presença do fármaco, além da comparação entre ambas as nanoestruturas. Para a quantificação da ubiquinona, o método foi validado, apresentando-se linear, específico, preciso e exato. As formulações apresentaram características físico-químicas adequadas, com teores próximos ao valor teórico de 1mg/mL, além de eficiências de encapsulamento próximas de 100% e de índices de polidispersão inferiores a 0,2 para as formulações com 1,5% de óleo. A redução na concentração de óleo causou diminuição do diâmetro médio e no índice de polidispersão das NC de óleo de argan e PCL e das NE e NC de EUD e óleo de linhaça. Além disso, a adição de ubiquinona foi capaz de alterar o potencial zeta destas formulações. Quanto ao tipo de estrutura, o pH sofreu influência, onde a NC de EUD apresentou valores inferiores à NE e NC de PCL, independente do óleo utilizado. Além disso, a NC de EUD e óleo de linhaça apresentou potencial zeta superior em módulo em relação à NE e NC de PCL. Quanto ao tipo de óleo empregado, o diâmetro de partícula e o índice de polidispersão foram menores para as NC de EUD e óleo de linhaça em relação às NC de EUD e óleo de argan. Além disso, todas as formulações foram capazes de fotoproteger a ubiquinona em comparação ao fármaco livre, havendo influência do óleo e do polímero. Quanto à estabilidade, as formulações apresentaram redução no teor de fármaco ao longo de 60 dias, sendo que as nanoestruturas de óleo de argan apresentaram teores maiores. As NC apresentaram teores maiores em relação às NE. O aumento no tamanho de partícula só foi significativo para a NC de óleo de argan e PCL aos 15 dias, onde apresentou diâmetro maior em relação às NC de PCL e óleo de linhaça e de EUD e óleo de argan. Um aumento no potencial zeta foi detectado para as NE aos 60 dias, enquanto que a NC de EUD e óleo de argan apresentou decréscimo neste parâmetro. O potencial zeta ainda apresentou-se maior em módulo para as NC de EUD em relação às respectivas NE.

A perda da função das células beta acelera a deterioração do controle metabólico em pessoas com diabetes tipo 2. Além da lipo- e da glicotoxicidade, os AGEs parecem contribuir para esse processo, promovendo a apoptose das ilhotas pancreáticas. Em outros tecidos, os AGEs interagem com seu receptor específico (RAGE), produzindo espécies reativas de oxigênio (ROS) e ativando o NF-kB. Para investigar o efeito temporal dos AGEs sobre a apoptose de ilhotas, bem como o potencial de compostos antioxidantes para diminuir danos causados pelos AGEs, ilhotas pancreáticas de ratos foram tratadas durante 24, 48, 72, 96 e 120 h com AGEs gerados a partir de co-incubação de albumina de soro bovino (BSA) com Dgliceraldeído (GAD, 5 mg/mL) ou tampão fostato (controle). A apoptose foi avaliada pela quantificação do DNA fragmentado (ELISA), atividade de caspase 3 e detecção da permeabilidade da membrana mitocondrial (MitoProbe JC-1). O estresse oxidativo foi avaliado pela detecção de espécies de oxigênio (Image-iT LIVE Green) e a atividade da NADPH oxidase foi mensurada pelo método de quimioluminescência da lucigenina. A expressão dos genes Bax, Bcl2 e Nfkb1 foi avaliada por reação em cadeia da polimerase quantitativa após transcrição reversa (RT-qPCR). Em um dos tempos em que foi detectado o aumento da apoptose, o efeito de dois compostos antioxidantes foi avaliado: benfotiamina (350 M), uma vitamina B1 lipossolúvel, e Mito Q (1 M), um derivado da ubiquinona com alvo seletivo para a mitocôndria. Em 24 e 48 h, os AGES promoveram um aumento do índice de apoptose em relação ao controle, concomitantemente com o aumento na expresssão do gene Bcl2 (gene anti-apoptótico) e uma redução na expressão do gene Nfkb1. Em contraste, após 72, 96 h e 120 h, os AGEs promoveram um aumento do índice de apoptose em comparação com a condição de controle, concomitantemente com uma diminuição na expressão do gene Bcl2 e um aumento na expressão do gene Nfkb1. Em 24 h, os AGEs promoveram uma diminuição do conteúdo de ROS nas ilhotas, enquanto que nos tempos de 48 e 72 h, os AGEs promoveram um efeito oposto. A benfotiamina e o Mito Q foram capazes de diminuir o índice de apoptose e o estresse oxidativo de ilhotas expostas aos AGEs por 72 h. Em conclusão, os AGEs exerceram um duplo efeito em cultura de ilhotas pancreáticas, sendo de proteção contra a apoptose após exposição curta, mas pró-apoptótica após exposição prolongada. O Mito Q e e a benfotiamina merecem ser adicionalmente estudados como drogas com o potencial de oferecer proteção às ilhotas pancreáticas em condições de hiperglicemia crônica / Loss of beta cell function hastens the deterioration of metabolic control in people with type 2 diabetes. Besides lipo- and glucotoxicity, AGEs seem to contribute to this process by promoting islet apoptosis. In other tissues, AGEs interact with their specific receptors (RAGE) and elicit reactive oxygen species (ROS) generation and NF-kB activation. In order to investigate the temporal effect of AGEs on islet apoptosis as well as the potential of antioxidant compounds to decrease islet damage caused by AGEs, rat pancreatic islets were treated for 24, 48, 72, 96 and 120 h with either AGEs generated from co-incubation of bovine serum albumin (BSA) with D-glyceraldehyde (GAD, 5 mg/mL) or phosphate-buffered saline (PBS, control). Apoptosis was evaluated by quantification of DNA fragmentation (ELISA), caspase-3 enzyme activity and detection of mitochondrial permeability transition (MitoProbe JC-1). Oxidative stress was evaluated by oxygen species detection (Image-iT LIVE Green) and the activity of NADPH oxidase was measured by the lucigenin-enhanced chemiluminescence method. The expression of the genes Bax, Bcl2 and Nfkb1 was evaluated by reverse transcription real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). In one of the time points at which increased apoptosis was detected, the effect of two antioxidant compounds was evaluated: benfotiamine (350 M), a liposoluble vitamin B1, and Mito Q (1 M), a derivative of ubiquinone targeted to mitochondria. In 24 and 48 h, AGEs elicited a significant decrease in the apoptosis rate in comparison to the control condition concomitantly with a significant increase in the RNA expression of the antiapoptotic gene Bcl2 and a significant decrease in the Nfkb1 RNA expression. In contrast, after 72 and 96 h, AGEs promoted a significant increase in the apoptosis rate in comparison to the control condition concomitantly with a significant decrease in Bcl2 RNA expression and a significant increase in Nfkb1 RNA expression. In 24 h, AGEs elicited a significant decrease in the islet content of ROS while after 48 and 72 h, AGEs promoted an opposite effect. Benfotiamine and Mito Q were able to decrease the apoptosis rate and the ROS content in islets exposed to AGEs for 72 h. In conclusion, AGEs exerted a dual effect in cultured pancreatic islets, being protective against apoptosis after short exposition but proapoptotic after prolonged exposition. Mito Q and benfotiamine deserve further evaluation as drugs that could offer islet protection in conditions of chronic hyperglycemia