Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:20:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329867.pdf: 3227519 bytes, checksum: 3b26231f801439ad1649a6fc7170a135 (MD5) Previous issue date: 2014 / Em medicamentos administrados via oral, as características físico-químicas dos fármacos estão diretamente relacionadas à sua eficácia terapêutica. Desta forma, conhecer e controlar estas características é de fundamental importância na área farmacêutica. Neste contexto, o presente trabalho aplicou diferentes estratégias envolvendo as engenharias de cristais e partículas visando ao aperfeiçoamento das propriedades biofarmacêuticas dos fármacos cloridrato de terbinafina, carvedilol e nevirapina. Para o cloridrato de terbinafina, um novo hábito cristalino foi obtido a partir da técnica de evaporação lenta de solvente. A comparação entre os resultados de velocidade de dissolução intrínseca da matéria-prima e dos cristais aciculares do fármaco revelaram valores inferiores para o novo hábito. A estratégia aplicada ao carvedilol abrangeu ensaios de cristais multicomponentes com diversos coformers. O screening foi iniciado via moagem assistida por solvente e sistemas promissores foram obtidos com carvedilol: ácido benzoico e carvedilol: ácido oxálico. Estes sistemas foram então selecionados para a cristalização pelas técnicas de slurry e gel. Os resultados demonstraram que a técnica de slurry foi melhor sucedida no sistema carvedilol: ácido oxálico uma vez que permitiu a obtenção de uma única fase cristalina em oposição à mistura de fases obtida por moagem assistida por solvente. Por outro lado, a técnica de cristalização em gel permitiu o preparo de monocristais compostos por carvedilol: ácido oxálico que foram caracterizados por difração de raios X de monocristal, espectroscopia no infravermelho e calorimetria exploratória diferencial. As duas últimas técnicas mencionadas também foram aplicadas ao sistema carvedilol: ácido benzoico e resultados complementares permitiram a identificação destes sistemas como sais de carvedilol. Cocristais compostos por fármaco base fraca e coformer ácido utilizaram como fármaco modelo a nevirapina e demonstraram que a solubilidade destes cocristais é pH dependente e pode ser modelada pela seleção dos componentes do cocristal. Os modelos matemáticos que preveem a solubilidade destes sistemas demonstram a influência do pH, do pKa e da concentração do coformer. Os diagramas de solubilidade de fases gerados apresentaram um ponto de intersecção (pHmax) o qual estabeleceu regiões de solubilidade e estabilidade dos cocristais. Os resultados experimentais de solubilidade apresentaram excelente concordância com os valores calculados.<br> / Abstract: The physicochemical characteristics of a drug are directly related to its therapeutic efficacy in solid oral dosage forms. Thus, the knowledge and the control of these characteristics are of great importance in the pharmaceutical area. In this context, the present work applied different strategies involving the crystal and particle engineering aiming the enhancement of the biopharmaceutical properties of terbinafine hydrochloride, carvedilol and nevirapine. For terbinafine hydrochloride, a new crystal habit of needle-like shape was obtained through the slow solvent evaporation technique. A comparison between the results regarding the intrinsic dissolution rate of the raw material and the needle-like crystal revealed lower values for the new crystal habit. The strategy applied to carvedilol involved tests of multicomponent crystals with different coformers. Firstly, the screening was performed via solvent-assisted grinding and promising systems were achieved with carvedilol: benzoic acid and carvedilol: oxalic acid. These systems were then selected for assays with the slurry and gel crystallization techniques. The results demonstrated that the slurry technique was adequate to obtain a single crystalline phase of carvedilol: oxalic acid system. On the other hand, the gel crystallization allowed the preparation of single crystals composed of carvedilol:oxalic acid which were characterized through single crystal X-ray diffraction analysis, infrared spectroscopy and differential scanning calorimetry. The two last mentioned techniques were also applied to carvedilol: benzoic acid system and the complementary results contributed to identify both multicomponent systems as carvedilol salts. Cocrystals composed of basic drug and acidic coformer used nevirapine as a model drug. This system showed pH-dependent solubility which can be modeled by selecting the cocristal components. The mathematical models that predict the solubility of these systems displayed an influence based on pH, pKa and coformer concentration. The phase solubility diagrams exhibited an intersection point (pHmax) which establishes regions of cocrystal solubility and stability. The experimental measured solubility values were in excellent agreement with values predicted by the mathematical models.

Orientador: Jorge Fernando Brandão Pereira / Coorientador: Valéria de Carvalho dos Santos Ebinuma / Banca: João Vitor Dutra Molino / Banca: Marcel Otavio Cerri / Resumo: A proteína verde fluorescente (GFP, do inglês Green Fluorescent Protein) é um biomarcador utilizado na produção de proteínas de fusão, amplamente empregado in vivo e in vitro. Este trabalho avaliou a produção da GFP expressa em Escherichia coli BL21 (DE3) [pLysS; pET28(a)] em mesa incubadora rotativa e biorreator, e sua posterior extração utilizando Sistemas Micelares de Duas Fases Aquosas (SMDFA). Na etapa de produção em mesa incubadora rotativa, estudou-se a influência da taxa de agitação, tempo de indução e concentração do composto indutor, isopropil-β-1-D-tiogalactopiranosídeo (IPTG), sobre a produção da GFP, e apenas a variação da taxa de agitação e o tempo de indução alteraram a produção de GFP. A melhor produção de GFP (314,59 mg/L) foi obtida a 30°C após 22 h de cultivo a uma agitação de 150 rpm, induzindo com 0,5 mM de IPTG realizada 10 h após o início do cultivo (meio da fase exponencial de crescimento). Posteriormente, avaliou-se menores concentrações de IPTG (0,25; 0,125 mM) na produção de GFP e observou-se que os níveis de produção foram mantidos. Estes estudos iniciais, foram a base para as condições empregadas em biorreator tanque agitado, que operou no modo batelada a uma agitação de 200 rpm, aeração de 2 vvm (volume de ar/ volume de meio) e indução com 0,125 mM de IPTG após 6 h de cultivo. Nas condições citadas, obteve-se apenas uma produção de 128,13 mg/L de GFP, desse modo, apesar da potencialidade da ampliação de escala na produção desta biomolécula, estud... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Green Fluorescent Protein (GFP) is a in vivo and in vitro biomarker widely used in the production of fusion proteins. This work evaluated the production of GFP expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) [pLysS; pET28 (a)] in shaker and bioreactor, and its subsequent extraction using Aqueous Micellar Two-Phase Systems (AMTPS). The influence of the agitation rate, induction time and concentration of the inductor, isopropyl-β-1-D-thiogalactopyranoside (IPTG), on GFP production, was studied using a shaker. The results shown that only the agitation rate and the induction time have affect the GFP production. The best GFP production (314.59 mg/L) was obtained at 30°C after 22 h of culture at 150 rpm, induced with 0.5 mM IPTG after 10 h after of the start of cultivation (at half of exponential growth). Subsequently, lower IPTG concentrations (0.25, 0.125 mM) were evaluated for the GFP production, being maintained the production levels. From these conditions, a cultivation using agitated tank bioreactor was then carried out. The bioreactor operated in batch mode at 200 rpm with a 2 vvm aeration (air volume / volume of medium), being the GFP production induced with 0.125 mM IPTG after 6 h of microorganism' growth. Under that conditions, a production of 128.13 mg/L of GFP was obtained. Thus, despite the potential of scale-up in the production of this biomolecule, further studies are still required. After the GFP production studies, the bacterial cells were disrupted using continuous freezing / thawing cycles. GFP recovered from the cell lysate was then used to perform stability studies at different pHs (3 - 12) and temperatures (25°, 37° and 50°C). The stability studies shown that GFP was stable between pHs 7 to 11 and at temperatures of 25°C and 37°C, but not stable at a temperature of 50°C. Afterwards, liquid-liquid extraction... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcos Antônio de Oliveira / Coorientador: Wagner Vilegas / Resumo: O Instituto Nacional do Câncer (INCA) estima que em 2016 sejam registrados cerca de 12.600 novos casos pediátricos de câncer, sendo que 25% devem ser representados pela leucemia linfoide aguda (LLA). Todos os quimioterápicos utilizados no tratamento da LLA levam a diversos efeitos colaterais como: mutagenicidade, teratogenicidade, efeitos citotóxicos e alergias, sendo premente a necessidade da descoberta de novas drogas com efeitos indesejados reduzidos ou ausentes. Já foi demonstrado que em células tumorais a expressão de peroxidases é aumentada de modo a manter níveis adequados para o crescimento e evitar a apoptose. Em mamíferos, a peroxidase denominada de peroxirredoxina II (PrxII) aparenta ter papel fundamental na progressão e manutenção das células tumorais e e estudos recentes indicam que esta enzima possui altos níveis de expressão em células neoplásicas ao passo que sua inibição é capaz de tornar células neoplásicas mais suscetíveis ao tratamento com radioterapia ou mesmo induzir a diferenciação celular das células tumorais. Foi descoberto que o diterpenóide natural, adenantina (Adn), é capaz de inibir de forma bastante eficaz o crescimento celular in vitro e in vivo de células de LLA atuando sobre PrxII. Entretanto, não se tem informações de seus efeitos na leucemia linfoide aguda. O projeto tem como objetivos avaliar efeitos inibitórios em PrxII humana de moléculas isoladas em projetos anteriores, incluindo aquelas similares a Adn, oriundas da biota brasileira e t... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Not available / Mestre

Orientador: Jorge Fernando Brandão Pereira / Banca: Carlota de Oliveira Rangel Yagui / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Ariela Veloso de Paula / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Resumo: A L-asparaginase destaca-se como um importante biofármaco utilizado no tratamento de leucemia, além da sua utilização na indústria alimentícia. Seu alto custo de produção se deve principalmente às etapas de purificação, que correspondem em geral a mais de 70% do valor do produto final. Assim, novos processos de extração líquido-líquido, como a aplicação de Sistemas Aquosos Bifásicos (SABs), surgem como técnicas alternativas de extração/purificação mais econômica e biocompatível. Nesse sentido, este trabalho avaliou um processo alternativo para a purificação de baixa resolução da enzima L-asparaginase (ASNase) utilizando-se SABs com polímeros e sais ou líquidos iônicos (LIs). Inicialmente, foi realizado um estudo comparativo de diferentes metodologias de quantificação da atividade da ASNase comercial, a fim de compreender as interferências dos métodos em diferentes condições, e assim estabelecer um método de quantificação adequado para determinação da atividade de ASNase nos SABs. A seguir, a estabilidade da ASNase foi avaliada frente aos diferentes componentes de fases dos SABs. Dessa forma, LIs derivados de colinas e polímeros foram testados como solventes alternativos na biocatálise, e a fim de compreender o efeito do tamanho da cadeia do ânion dos LIs sob a estabilidade da enzima, foram testadas soluções aquosas contendo as colinas com os seguintes ânions: cloreto ([Ch]Cl); acetato ([Ch][Ac]); propanoato ([Ch][Pro]); butanoato ([Ch][But]) e hexanoato ([Ch][Hex]). O aumento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: L-asparaginase (ASNase) is an important biopharmaceutical used in the treatment of leukemia, as well in industrial food processes. Its high production costs are mainly due to purification steps, in general, up to 70% of the final product value. Therefore, new liquid-liquid extraction processes, such as Aqueous Biphasic Systems (ABS), have appeared as more economical and biocompatible extraction/purification alternatives. In this work an alternative process for the purification of the enzyme L-asparaginase (ASNase) using ABS composed of polymers and salts or ionic liquids (ILs) was evaluated. In the first stage, a comparative study of different activity quantification methods of the commercial ASNase was carried out. This study intended to determine the interferences of the quantification methods and to establish the most adequate method for the quantification of ASNase activity after the extraction with different ABS. Further, the stability of the ASNase in the presence of different type and concentration of phase-forming agents, namely cholinium based-ILs ([Ch]+ -ILs) and polymers, was evaluated. Thus, in order to understand the effect of the increase of anion alkyl chain length of the ILs in the enzyme stability, aqueous solutions of [Ch]+ -ILs, with the following anions, were tested: chloride ([Ch]Cl), acetate ([Ch][Ac]), propanoate ([Ch][Pro]), butanoate ([Ch][But]) and hexanoate ([Ch][Hex]). The increase of the anion alkyl chain length had a negative effect on the enzymatic activity due to the affinity of these compounds to the protein structure. [Ch]Cl and [Ch][Ac] were selected as the best alternative solvents, because of their ASNase stability aptitude, as well enzymatic activity enhancing effect. The stability and activity of ASNase in aqueous solutions of polyethylene glycol... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Wagner Vilegas / Resumo: As espécies vegetais contendo substâncias bioativas são, cada vez mais, objeto de pesquisas, levando a alternativas para tratamentos terapêuticos ou revelando substâncias que posteriormente possam ser exploradas com o intuito de produzir fármacos. Estudos de plantas são de grande importância, em razão do vasto número de metabólitos secundários que podem ser encontrados. Eles têm cada vez mais atraído a atenção da sociedade, mostrando-se uma fonte alternativa aos altos custos dos medicamentos alopáticos. Mas, para que as plantas sejam usadas com eficácia e segurança, são necessários estudos multidisciplinares. A Agência Nacional de Vigilância Sanitária e o Ministério da Saúde aprovaram o uso de 71 plantas medicinais no tratamento contra diabetes, úlceras, inflamações e outras doenças crônicas. Contudo, essa é uma lista ainda limitada, pois várias espécies não são disponíveis o ano todo e/ou nas várias regiões do Brasil. Em contrapartida, Rhizophora mangle (Rhizophoraceae, popularmente conhecida como mangue vermelho) é uma espécie que ocorre no Brasil desde o Pará até Santa Catarina. É comumente utilizada pelas populações tradicionais costeiras, principalmente para o tratamento de diabetes, hemorroidas, analgesia e dores estomacais. Recentemente, nosso grupo de pesquisa verificou que o extrato acetônico das cascas de R. mangle possui atividades antioxidante e antiulcerogênica, e é eficaz no tratamento da colite experimental. Contudo, foi realizada apenas uma avaliação prelimina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plant species containing bioactive compounds are continuously being investigated, in order to search for alternative therapeutic treatments. These studies can reveal substances that can be explored in order to produce new drugs. Investigation of plants are of great importance, because of the large amounts of secondary metabolites that can be found. They have increasingly attracted the attention of the society, proving to be an alternative source to the high costs of allopathic medicines. However, multidisciplinary studies are necessary to ensure that plants are used with effectively and safety. The National Sanitary Surveillance Agency and the Ministry of Health have approved 71 medicinal plants to be used against diabetes, ulcers, inflammation and other chronic diseases. However, this list is still limited because several species are not available year-round and/or in the various regions of Brazil. In contrast, Rhizophora mangle (Rhizophoraceae, popularly known as red mangrove) is a Brazilian species that occurs from Pará to Santa Catarina. It is commonly used by traditional coastal populations, mainly for the treatment of diabetes, hemorrhoids, analgesia and stomach pains. Recently, our research group verified that the acetone extract of R. mangle barks has antioxidant and antiulcerogenic activities and it is also effective in the treatment of the experimental colitis. However, only a preliminary evaluation of the chemical composition of the barks was previously carried out... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre