A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma modalidade terapêutica que vem atuar no tratamento de diversos tipos de câncer, com interesse crescente nas últimas décadas. Atuando de forma pouco invasiva e complementar as terapias tradicionais, a TFD consiste basicamente na administração sistêmica ou tópica de um fármaco fotossensibilizador (FS) seguido pela exposição da lesão à luz visível resultando na regressão tumoral caracterizada por processos de morte celular, sendo que, o fármaco fotossensibilizador e a radiação luminosa separadamente não induzem nenhum tipo de dano aos tecidos. A radiação monocromática utilizada na maioria dos casos é do tipo LASER sendo direcionada sobre a lesão por um conjunto de fibras ópticas. A maioria dos estudos até o presente momento sugerem um mecanismo comum de ação para a TFD. Após a excitação do fotossensibilizador para os estados excitados singlete e triplete, e por transferência de energia para o oxigênio molecular (O2) leva a morte tumoral ocasionada por espécies reativas de oxigênio definidas como EROS (1O2, O2_ ,OH, H2O2) além de outras formas radicalares (CH3, NO2, R-CO2, etc.) que atacam centros específicos dentro dos sistemas celulares, desencadeando a morte de tais tecidos por processos de necrose e/ou apoptose celular. Neste trabalho de pesquisa avaliamos a interação do fármaco fotossensibilizador Foscan® com Nanoemulsões biodegradáveis como sistemas de liberação em TFD-tópica. Na primeira etapa do trabalho foram realizados estudos físico-químicos para avaliação da estabilidade termodinâmica e determinação de alguns parâmetros morfológicos. Consecutivamente, determinamos a caracterização fotofísica do fotossensibilizador em ambiente coloidal empregando-se técnicas de espectroscopia no estado estacionário e resolvida no tempo. Foi possível determinar importantes parâmetros que elucidaram o potencial fotodinâmico do sistema fármaco/veículo, confirmando sua viabilidade para aplicação em Terapia Fotodinâmica. A última parte do trabalho de dissertação consiste na determinação do perfil de interação cutânea do sistema a partir de estudos in vitro em modelo animal. Empregando-se protocolos de permeação e retenção cutânea, foram determinados os fluxos difusionais para, a taxa de retenção tecidual e o tempo de latência. Portanto, com estes estudos concluímos que o sistema Foscan®/NE apresenta caracterísiticas favoráveis que lhe conferem grande potencial para aplicação em TFD, dando margem para estudos in vivo e em fase clínica. / Photodynamic Therapy (PDT) is the therapeutics that comes to act in the treatment of several cancer types, with growing interest in the last decades. Acting in way a complemental the traditional therapies, PDT consists basically of the administration systemic or topical of a photosensitizer drug (FS) following for the exhibition of the lesion to the visible light resulting in the regression tumoral characterized by processes of cellular death, and, the photosensitizer drug and the luminous radiation separately don\'t induce any damage type to the lesion. The monochrome radiation used in most of the cases is of the type LASER being addressed on the lesion by a group of fiber optic. Most of the studies to the present moment they suggest a mechanism common of action for PDT. After the excitement of the PS for the states excited singlet and triplet, and for transfer of energy for the molecular oxygen (O2) it takes the death tumoral caused by species reactivate of oxygen defined like ROS (1O2, O2_ ,OH, H2O2) besides other forms radicalares (CH3, NO2, R-CO2, etc.) that attack specific centers inside of the cellular systems, unchaining the death of such woven by necrosis processes and/or cellular apoptosis. In this research work we evaluated the interaction of the photosensitizer drug Foscan® with biodegradable nanoemulsion (NE) as drug delivery system (DDS) in PDT-topical. In the first step of the work physiochemical studies were accomplished for evaluation of the thermodynamic stability and determination of some morphologic parameters. Consecutively, we determined the photophysical characterization of the drug in colloidal medium being used spectroscope techniques in the stationary state and in the time function. It was possible to determine important parameters that elucidated the photodynamic potential of the system (DDS), confirming its viability for application in PDT. The last step of the dissertation work consists of the determination of the profile of cutaneous interaction of the system starting from studies in vitro in animal model. Being used permeation protocols and cutaneous retention, they were certain the diffusion flux, the index of retention, skin up-take and the time-lag. Therefore, with these studies we ended that the system Foscan®/NE showed characteristics favorable and great potential for application in PDT-topical giving sequence to futures studies in vivo and in clinical phase.

O câncer de pele é uma doença com grande incidência mundial. O tratamento tópico do câncer de pele é uma estratégia desejada uma vez que pode diminuir os efeitos adversos graves causados pelo tratamento cirúrgico e quimioterapia sistêmica. No entanto, os tratamentos tópicos atuais são limitados pela baixa efetividade das formulações em carrear o fármaco até as camadas mais profundas da pele. Desta forma, o ultrassom de baixa frequência (LFU) apresenta-se como um método atrativo, mas ainda pouco estudado, para aumentar a permeabilidade da pele. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estudar modificações na composição dos meios de acoplamento do LFU visando aumentar as regiões de transporte localizadas (LTRs) da pele e a permeabilidade do quimioterápico doxorrubicina (DOX) para o tratamento tópico do câncer de pele. Para isso, um hidrogel de Poloxamer (nanogel) enriquecido com nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo DOX foi preparado e caracterizado; diferentes meios de acoplamento, dentre eles os tradicionais, contendo tensoativo, e os inovadores, contendo as NLS ou hidrogéis com diferentes potenciais zeta e viscosidades semelhantes, foram avaliados associados ao LFU para verificar sua influência na formação das LTRs e penetração cutânea de dois fármacos, calceína e DOX; a penetração cutânea da DOX livre e encapsulada em NLS foi quantificada nas diferentes camadas da pele pré-tratada com LFU; e, finalmente, o pré-tratamento mais promissor, LFU associado ao nanogel, seguido da aplicação passiva da DOX incorporada no nanogel foi avaliada in vivo em tumores cutâneos induzidos em camundongos imunossuprimidos. As NLS apresentaram tamanho e PdI de aproximadamente 200 nm e 0,3 respectivamente, com alto potencial zeta catiônico e pH de 3. A incorporação das NLS no nanogel não alterou o tamanho e PdI, no entanto, diminuiu o potencial zeta da formulação e elevou o pH para 5,5. Verificou-se por difração de raios X a baixo ângulo que as NLS continham fases cristalinas lamelares, enquanto o nanogel, fases cristalinas cúbicas, que foram mantidas quando as formulações foram associadas. O uso das NLS e dos hidrogéis, incluindo o nanogel, como meio de acoplamento do LFU modificou consideravelmente a distribuição e número de LTRs na pele em relação aos meios tradicionais. Tanto o número de LTRs quanto a sua distribuição parecem estar relacionados à tensão interfacial e a viscosidade do meio hidrofílico, sendo que a maior viscosidade dos géis gerou maior área de LTRs. O uso do nanogel originou LTRs em 50% da área da pele tratada, área esta 24 vezes maior do que a área de LTRs formada quando o meio de acoplamento convencional, com lauril sulfato de sódio, foi utilizado. Observou-se que a influência das LTRs na penetração de fármacos aniônicos (calceína) e catiônicos (DOX) depende do potencial zeta do hidrogel usado como meio de acoplamento e da dissociação do fármaco. Desta forma, a permeação cutânea da calceína foi menor quando gel aniônico foi utilizado como meio de acoplamento e o inverso ocorreu para a DOX. A penetração da DOX através do estrato córneo da pele pré-tratada com LFU/nanogel aumentou mais de 4 vezes, mas a encapsulação da DOX nas NLS dificultou a passagem da DOX para as camadas mais profundas da pele após o pré-tratamento da mesma com LFU, sugerindo um recuperação da pele desestruturada pelas partículas lipídicas administradas após o pré-tratamento. Nos estudos in vivo, o pré-tratamento da pele com LFU/nanogel seguido da aplicação diárias do nanogel contendo DOX resultou em diminuição de 6 vezes do volume do tumor após 21 dias de tratamento e apenas 5 aplicações do LFU/nanogel. No entanto, a diminuição do volume do tumor só ocorreu quando a sonda do LFU foi posicionada a 10 mm da superfície do tumor. O posicionamento da sonda a uma distância mais próxima do tumor (5 mm) não diminuiu o tamanho do tumor. Conclui-se que a aplicação de LFU com hidrogéis como meio de acoplamento é uma alternativa simples e efetiva para aumentar a penetração de fármacos na pele. Esta penetração pode ser modulada em função do potencial zeta do meio de acoplamento e da posição da sonda do ultrassom em relação à superfície do tumor. Desta forma, o tratamento tópico do câncer de pele usando LFU/nanogel como pré-tratamento é uma estratégia promissora para o tratamento tópico do câncer de pele. / Skin cancer is a disease with high worldwide incidence. Topical treatment of skin cancer is a desired strategy since it can reduce the serious adverse effects caused by surgery and systemic chemotherapy. However, current topical treatments are limited by low effectiveness of the formulations delivery drug to the deeper layers of the skin. Thus, the low frequency ultrasound (LFU) presents itself as an attractive method, but still little studied, to increase skin permeability. Therefore, the objective of this work was to study changes in the LFU coupling medium composition to increase the transport localized region (LTRs) in the skin and the permeability of chemotherapeutic doxorubicin (DOX) for the topical skin cancer treatment. For this, a Poloxamer hydrogel (nanogel) supplemented with solid lipid nanoparticles (SLN) containing DOX was prepared and characterized; different coupling medium, including traditional, containing surfactant, and innovative, containing the NLS or hydrogels with different viscosities and zeta potential similar, were evaluated associated with the LFU to verify its influence in LTRs formation and skin penetration of two drugs, calcein and DOX; skin penetration of free and encapsulated DOX was quantified in the different layers of the LFU pretreated skin; and finally, the most promising pretreatment, LFU associated with nanogel, followed by the passive application of DOX incorporated into the nanogel was evaluated in vivo, in skin tumors induced in immunosuppressed mice. The NLS showed size and PDI of approximately 200 nm and 0.3, respectively, with high cationic zeta potential and pH 3 value. The incorporation of the NLS into the nanogel did not change the size and PDI, however, decreased the zeta potential of the formulation and increased pH value to 5.5. It was found by low angle X-ray diffraction that NLS-containing lamellar crystalline phase while the nanogel, cubic crystalline phases, which were maintained when the formulations were associated. The use of NLS and hydrogels, including nanogel, as coupling medium of LFU substantially modify the distribution and number of the LTRs in the skin compared to traditional medium. Both, LTRs number and distribution may be related to the interfacial tension and viscosity of the hydrophilic medium, hydrogel with higher viscosity produced greater LTRs area. The use of nanogel as coupling medium resulted in LTRs formation in 50% of treated skin area, this area is 24 times larger than the LTR area LTRs formed when conventional coupling medium sodium lauryl sulfate was used. It was observed that the influence of the LTRs in the penetration of anionic drugs (calcein) and cationic (DOX) depends on the zeta potential of the hydrogel used as coupling medium and drug. Thus, the permeation of calcein was lower when anionic gel was used as the coupling medium and the opposite occurred for DOX. DOX penetration through the stratum corneum of the skin pretreated with LFU / nanogel increased more than 4 times but the encapsulation of DOX in the NLS difficult the passage of DOX to the deeper layers of the skin after pre-treatment with LFU, suggesting the recovery of the skin by lipid particles administered after pretreatment. In the in vivo study, pretreatment of the skin with LFU / nanogel followed by the daily application of nanogel containing DOX resulted in a 6-fold decrease in tumor volume after 21 days of treatment with only 5 applications LFU / nanogel. However, the reduction of tumor volume occurred only when the LFU probe was positioned 10 mm from the tumor surface. The positioning of the probe at distance closer tumor (5 mm) has not decreased tumor size. It is concluded that the application of coupling medium hydrogels with LFU is a simple and effective alternative to enhance drug penetration into the skin. This penetration can be adjusted depending on the zeta potential of the coupling means and ultrasound probe position on the tumor surface. Therefore, topical treatment of skin cancer using LFU / nanogel as pre-treatment is a promising strategy for the topical treatment of skin cancer.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lilian dos Santos Castro.pdf: 960889 bytes, checksum: 7169384d60e2113b089f6e13a34dbdb8 (MD5) Previous issue date: 2009-09-10 / Some caffeine analogues present activity against skin cancer. In this work, chemometric methods were applied in the search for building discriminant models between active and inactive analogues, based on the correlations among their biological activities and electronic and geometric molecular descriptors. From 70 descriptors calculated with density functional theory (DFT) with the exchange correlation functional B3LYP and the basis set 6-31G* (Gaussian 03), 10 ones were pre-selected based on their Fisher weights, and finally five descriptors (dR1, dR3, LogPR1, LogPR3 and molar area) were selected for a principal component analysis. This analysis was able to discriminate the analogues in active and inactive by using only one principal component, accounting for 49 % of the total variance. The cluster hierarchical analysis, using the descriptors selected by principal component analysis, shows that the caffeine analogues can be grouped into two major groups: active and inactive. The results of this work suggest that the anticancer activity of those analogues is related with hydrophobic, steric, and electronic properties and can be used to help modeling new caffeine analogues with more pronounced anticancer activity. / Alguns derivados análogos da cafeína apresentam atividade contra o câncer de pele. Neste trabalho, métodos de estatística multivariada foram usados na construção de um modelo capaz de discriminar os derivados análogos da cafeína em ativos e inativos baseando-se na correlação da atividade biológica, descritores geométricos e eletrônicos. Dos 70 descritores calculados usando a teoria do funcional da densidade (DFT), com o funcional de troca e correlação B3LYP e o conjunto de base 6-31G* implementados no programa Gaussian 03, 10 foram préselecionados baseados no peso de Fischer e, finalmente, cinco descritores (dR1, dR3, LogPR1, LogPR3 e área molar) foram selecionados para a construção do modelo de componentes principais. Esse modelo foi capaz de discriminar os análogos em ativos e inativos usando apenas uma componente principal, sendo que esta componente responde sozinha por 49% da variância total dos dados. A análise hierárquica de cluster, usando os descritores selecionados pela análise de componentes principais, mostra que os derivados análogos da cafeína podem ser agrupados em dois grandes grupos: ativos e inativos. Os resultados deste trabalho sugerem que a atividade anticancerígena para o câncer de pele destes derivados está relacionada com as propriedades hidrofóbica, estérica e eletrônica e podem ser utilizados para auxiliar o planejamento de novos derivados de cafeína com atividade anticancerígena mais pronunciada.

O câncer de pele é uma doença com grande incidência mundial. O tratamento tópico do câncer de pele é uma estratégia desejada uma vez que pode diminuir os efeitos adversos graves causados pelo tratamento cirúrgico e quimioterapia sistêmica. No entanto, os tratamentos tópicos atuais são limitados pela baixa efetividade das formulações em carrear o fármaco até as camadas mais profundas da pele. Desta forma, o ultrassom de baixa frequência (LFU) apresenta-se como um método atrativo, mas ainda pouco estudado, para aumentar a permeabilidade da pele. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estudar modificações na composição dos meios de acoplamento do LFU visando aumentar as regiões de transporte localizadas (LTRs) da pele e a permeabilidade do quimioterápico doxorrubicina (DOX) para o tratamento tópico do câncer de pele. Para isso, um hidrogel de Poloxamer (nanogel) enriquecido com nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) contendo DOX foi preparado e caracterizado; diferentes meios de acoplamento, dentre eles os tradicionais, contendo tensoativo, e os inovadores, contendo as NLS ou hidrogéis com diferentes potenciais zeta e viscosidades semelhantes, foram avaliados associados ao LFU para verificar sua influência na formação das LTRs e penetração cutânea de dois fármacos, calceína e DOX; a penetração cutânea da DOX livre e encapsulada em NLS foi quantificada nas diferentes camadas da pele pré-tratada com LFU; e, finalmente, o pré-tratamento mais promissor, LFU associado ao nanogel, seguido da aplicação passiva da DOX incorporada no nanogel foi avaliada in vivo em tumores cutâneos induzidos em camundongos imunossuprimidos. As NLS apresentaram tamanho e PdI de aproximadamente 200 nm e 0,3 respectivamente, com alto potencial zeta catiônico e pH de 3. A incorporação das NLS no nanogel não alterou o tamanho e PdI, no entanto, diminuiu o potencial zeta da formulação e elevou o pH para 5,5. Verificou-se por difração de raios X a baixo ângulo que as NLS continham fases cristalinas lamelares, enquanto o nanogel, fases cristalinas cúbicas, que foram mantidas quando as formulações foram associadas. O uso das NLS e dos hidrogéis, incluindo o nanogel, como meio de acoplamento do LFU modificou consideravelmente a distribuição e número de LTRs na pele em relação aos meios tradicionais. Tanto o número de LTRs quanto a sua distribuição parecem estar relacionados à tensão interfacial e a viscosidade do meio hidrofílico, sendo que a maior viscosidade dos géis gerou maior área de LTRs. O uso do nanogel originou LTRs em 50% da área da pele tratada, área esta 24 vezes maior do que a área de LTRs formada quando o meio de acoplamento convencional, com lauril sulfato de sódio, foi utilizado. Observou-se que a influência das LTRs na penetração de fármacos aniônicos (calceína) e catiônicos (DOX) depende do potencial zeta do hidrogel usado como meio de acoplamento e da dissociação do fármaco. Desta forma, a permeação cutânea da calceína foi menor quando gel aniônico foi utilizado como meio de acoplamento e o inverso ocorreu para a DOX. A penetração da DOX através do estrato córneo da pele pré-tratada com LFU/nanogel aumentou mais de 4 vezes, mas a encapsulação da DOX nas NLS dificultou a passagem da DOX para as camadas mais profundas da pele após o pré-tratamento da mesma com LFU, sugerindo um recuperação da pele desestruturada pelas partículas lipídicas administradas após o pré-tratamento. Nos estudos in vivo, o pré-tratamento da pele com LFU/nanogel seguido da aplicação diárias do nanogel contendo DOX resultou em diminuição de 6 vezes do volume do tumor após 21 dias de tratamento e apenas 5 aplicações do LFU/nanogel. No entanto, a diminuição do volume do tumor só ocorreu quando a sonda do LFU foi posicionada a 10 mm da superfície do tumor. O posicionamento da sonda a uma distância mais próxima do tumor (5 mm) não diminuiu o tamanho do tumor. Conclui-se que a aplicação de LFU com hidrogéis como meio de acoplamento é uma alternativa simples e efetiva para aumentar a penetração de fármacos na pele. Esta penetração pode ser modulada em função do potencial zeta do meio de acoplamento e da posição da sonda do ultrassom em relação à superfície do tumor. Desta forma, o tratamento tópico do câncer de pele usando LFU/nanogel como pré-tratamento é uma estratégia promissora para o tratamento tópico do câncer de pele. / Skin cancer is a disease with high worldwide incidence. Topical treatment of skin cancer is a desired strategy since it can reduce the serious adverse effects caused by surgery and systemic chemotherapy. However, current topical treatments are limited by low effectiveness of the formulations delivery drug to the deeper layers of the skin. Thus, the low frequency ultrasound (LFU) presents itself as an attractive method, but still little studied, to increase skin permeability. Therefore, the objective of this work was to study changes in the LFU coupling medium composition to increase the transport localized region (LTRs) in the skin and the permeability of chemotherapeutic doxorubicin (DOX) for the topical skin cancer treatment. For this, a Poloxamer hydrogel (nanogel) supplemented with solid lipid nanoparticles (SLN) containing DOX was prepared and characterized; different coupling medium, including traditional, containing surfactant, and innovative, containing the NLS or hydrogels with different viscosities and zeta potential similar, were evaluated associated with the LFU to verify its influence in LTRs formation and skin penetration of two drugs, calcein and DOX; skin penetration of free and encapsulated DOX was quantified in the different layers of the LFU pretreated skin; and finally, the most promising pretreatment, LFU associated with nanogel, followed by the passive application of DOX incorporated into the nanogel was evaluated in vivo, in skin tumors induced in immunosuppressed mice. The NLS showed size and PDI of approximately 200 nm and 0.3, respectively, with high cationic zeta potential and pH 3 value. The incorporation of the NLS into the nanogel did not change the size and PDI, however, decreased the zeta potential of the formulation and increased pH value to 5.5. It was found by low angle X-ray diffraction that NLS-containing lamellar crystalline phase while the nanogel, cubic crystalline phases, which were maintained when the formulations were associated. The use of NLS and hydrogels, including nanogel, as coupling medium of LFU substantially modify the distribution and number of the LTRs in the skin compared to traditional medium. Both, LTRs number and distribution may be related to the interfacial tension and viscosity of the hydrophilic medium, hydrogel with higher viscosity produced greater LTRs area. The use of nanogel as coupling medium resulted in LTRs formation in 50% of treated skin area, this area is 24 times larger than the LTR area LTRs formed when conventional coupling medium sodium lauryl sulfate was used. It was observed that the influence of the LTRs in the penetration of anionic drugs (calcein) and cationic (DOX) depends on the zeta potential of the hydrogel used as coupling medium and drug. Thus, the permeation of calcein was lower when anionic gel was used as the coupling medium and the opposite occurred for DOX. DOX penetration through the stratum corneum of the skin pretreated with LFU / nanogel increased more than 4 times but the encapsulation of DOX in the NLS difficult the passage of DOX to the deeper layers of the skin after pre-treatment with LFU, suggesting the recovery of the skin by lipid particles administered after pretreatment. In the in vivo study, pretreatment of the skin with LFU / nanogel followed by the daily application of nanogel containing DOX resulted in a 6-fold decrease in tumor volume after 21 days of treatment with only 5 applications LFU / nanogel. However, the reduction of tumor volume occurred only when the LFU probe was positioned 10 mm from the tumor surface. The positioning of the probe at distance closer tumor (5 mm) has not decreased tumor size. It is concluded that the application of coupling medium hydrogels with LFU is a simple and effective alternative to enhance drug penetration into the skin. This penetration can be adjusted depending on the zeta potential of the coupling means and ultrasound probe position on the tumor surface. Therefore, topical treatment of skin cancer using LFU / nanogel as pre-treatment is a promising strategy for the topical treatment of skin cancer.

Uma série de porfirinas meso-substituídas tetracatiônicas foi sintetizada e caracterizada, com o objetivo de estudar o papel da anfifilicidade e a presença de zinco em propriedades que podem influenciar na eficácia dos mesmos como FSs na terapia fotodinâmica. Observamos que as propriedades fotofísicas dos compostos são semelhantes (máximos de absorção na mesma região, red. quantico fl0,02; rend. quantico ox. singlete ~0.8). O aumento na lipofilicidade e a presença de zinco no centro do anel porfirínico aumentam a incorporação dos FSs em vesículas e células, uma vez que a presença de zinco possibilita a coordenação pelos grupos fosfato dos fosfolipídeos (os resultados os estudos das monocamadas de Langmuir e dos filmes de Langmuir-Blodgett corroboram com esta afirmação). A incorporação em mitocôndrias é também dependente da lipofilicidade do FS e é influenciada pelo potencial eletroquímico de membrana. A presença do zinco mostrou diminuir a incorporação em mitocôndrias isoladas e em mitocôndrias nas células HeLa, devido às características particulares da membrana mitocondrial interna. A fototoxicidade aumenta proporcionalmente ao aumento da eficiência da incorporação em membranas, que é atribuída às interações favoráveis entre os FSs e as membranas, permitindo a fotooxidação mais eficiente das mesmas. Para esta série de compostos, a eficiência fotodinâmica é diretamente proporcional à ligação em membranas e incorporação em células, mas não está totalmente relacionada ao acúmulo seletivo em mitocôndrias. Os resultados preliminares de permeação e retenção cutâneos mostram que apesar destes FSs apresentarem baixa penetração e retenção na pele, quando adequadamente formuladas passam a apresentar penetração e retenção cutâneas adequadas de maneira que poderiam ser utilizados na TFD tópica no tratamento de câncer de pele. / A series of photosensitizers (PS), which are meso-substituted tetra-cationic porphyrins, was synthesized and characterized in order to study the role of amphiphilicity and zinc insertion in PDT efficacy. The photophysical properties of all compounds are quite similar (absorption maxima in the same region of the spectra, f 0.02; ~0.8). An increase in lipophilicity and the presence of zinc in the porphyrin ring result in higher vesicle and cell uptake, because zinc can be complexed by the phosphate groups of the phospholipids. The results from the study of Langmuir monolayers and Langmuir-Blodgett mixed films corroborate this affirmation. Binding in mitochondria is dependent on the PS lipophilicity and on the electrochemical membrane potential. Zinc insertion was also shown to decrease the interaction with isolated mitochondria and with the mitochondria of HeLa cells, an effect that has been explained by the particular characteristics of the mitochondrial internal membrane. Phototoxicity was shown to increase proportionally with membrane binding efficiency, which is attributed to favorable membrane interactions between FSs and membranes, which allow for more efficient membrane photooxidation. For this series of compounds, photodynamic efficiency is directly proportional to membrane binding and cell uptake, but it is not totally related to mitochondrial targeting. Preliminary results of skin permeation and retention show that besides presenting low permeation and retention when suitably formulated, FSs can cross the EC barrier and accumulate in deeper regions, thus being applicable to topical PDT in the treatment of skin cancer.

No Brasil, o câncer de pele não-melanoma é o tipo de câncer mais comum, corresponde a cerca de 95% de todos os tipos de câncer de pele e 25% de todo o tipo de tumor maligno. O diagnóstico precoce permite tratar lesões logo nos primeiros estágios da doença, melhorando as condições do paciente. Assim, é de grande importância desenvolver técnicas para auxiliar o diagnóstico, como a fluorescência marcada. Ela consiste em usar substâncias fotossensíveis como biomarcadores e analisar sua resposta de fluorescência à excitação por luz. O uso do ácido aminolevulínico (ALA) é de interesse para tal, pois apresenta seletividade para formação da protoporfirina IX (PpIX) em células alteradas, substância esta que apresenta boa resposta de fluorescência à excitação por luz (região do UV-Azul). Para um diagnóstico adequado, portanto, é necessário entender melhor o comportamento da luz em meios túrbidos, como a pele. Assim, o objetivo do estudo é investigar fenômenos envolvidos com esta técnica in vitro e in vivo. Para a análise in vitro foi usado um phantom de pele contendo 2% de nanquim, 1% de Lipofundin® e 5% BRIJ-35. Um derivado de porfirinas (Photogem®) foi inserido no interior dessa solução e excitado de formas diferentes para estudar o comportamento da fluorescência, da luz de excitação e de ambas. No ensaio clínico, soluções de ALA (5% e 10%) foram aplicadas em lesões de pele malignas e potencialmente malignizáveis, e em intervalos regulares de tempo (15, 30, 45 e 60 minutos), as imagens de fluorescência foram coletadas com o protótipo de um sistema de diagnóstico por imagem de fluorescência. A diferente atenuação dos comprimentos de onda envolvidos foi quantificada in vitro. Verificou-se que o limitante do diagnóstico é a luz de excitação, sua penetração limitada em meios túrbidos impede que esta chegue à camadas profundas do tecido com uma intensidade suficiente para excitar o centro fluorescente, de modo que a fluorescência emitida possa ser detectada na superfície do tecido. Na investigação in vivo, o ALA proporcionou uma fluorescência marcada que distinguiu significantemente a pele normal da tumoral e as lesões de pele pré-malignas foram identificadas através de sua autofluorescência. A técnica de diagnóstico contribuiu também para a identificação das bordas da lesão, o que é muito importante para um tratamento eficaz. / Non melanoma skin cancer is the most common cancer lesion in Brazil. It represents about 95% of all skin cancer lesions, and 25% of tumor types. Early diagnosis allows treatment of lesions in the initial stages of the disease, improving patient´s condition. Thus, it is of great importance the development of techniques to aid diagnosis, such as marked fluorescence. This technique consists in using photosensitive substances as biomarkers and analyzing their fluorescence response to light excitation. The use of aminolevulinic acid (ALA) as a biomarker precursor is interesting because it shows selectivity for protoporphyrin IX (PpIX) formation in abnormal cells. This substance shows high fluorescence yield when excited with UV-blue range of light spectrum. For an appropriate diagnosis, therefore, better understanding of light propagation in a turbid media, such as skin, is needed. This study aim is to investigate the phenomena involved with this technique in vitro and in vivo. For in vitro analysis, a skin phantom containing 2% India ink, 1% Lipofundin® and 5% BRIJ-35 was used. A haematoporphyrin derivative (Photogem®) was placed into this phantom and excited using different setups to study fluorescence propagation and the excitation light, both individually and simultaneously. In the clinical trial, ALA water solutions (in 5% and 10% concentration) were applied to malignant and pre malignant skin lesions. At regular time intervals (15, 30, 45 and 60 minutes), fluorescence images were collected with a prototype system for fluorescence imaging. Attenuation for different wavelengths was quantified in vitro. Results show that the limiting factor for diagnosis is the excitation light penetration in turbid media the short penetration of UV-blue light avoids it to reach deeper tissue layers with sufficient intensity to excite the fluorescence sources, so that the fluorescence detected on the tissue surface comes from a limited depth. For in vivo research, ALA has provided a marked fluorescence that allowed distinguishing, significantly, normal and tumor skin. Pre-malignant lesions were identified by own autofluorescence, not requiring biomarking. The diagnostic technique also helped to better determine lesion edges, which is very important for effective treatment of malignant/pre-malignant lesions.

O câncer de pele pode ser do tipo melanoma ou não melanoma, sendo comum em pessoas acima de 40 anos, de pele clara ou com doenças cutâneas prévias. A incidência do melanoma é baixa, porém, é considerado o mais agressivo e mortal devido ao seu alto poder metastático. A cirurgia ainda é a forma de tratamento mais empregada para a doença, sendo muito invasiva e, portanto, terapias coadjuvantes estão sendo empregadas a fim de melhorar a qualidade de vida dos pacientes, como o laser de baixa potência (LBP). Sabe-se que o LBP pode desencadear efeito bioestimulatório em culturas celulares crescidas sob déficit nutricional, porém em linhagens tumorais sua ação é controversa. Dessa forma, o objetivo desse estudo consiste em investigar os efeitos inibitórios do LBP no comportamento de células de melanoma murino B16F10 e humano SKMEL 37 utilizando um laser de emissão infravermelha (λ = 780 nm) com diferentes densidades de energia. Foram adotados 4 grupos experimentais: G0 (grupo controle), G30 (30 J.cm-2), G90 (90 J.cm-2) e G150 (150 J.cm-2) a fim de verificar a viabilidade celular, através do ensaio de MTT e vermelho neutro; o comportamento de invasão celular, obtido através do ensaio de invasão transwell; e o papel do LBP na expressão do fator de crescimento endotelial vascular (VEGF), verificado através do ensaio imunoenzimático ELISA. Os resultados mostraram que a densidade de energia de 30 J.cm-2 estimulou o comportamento de invasão da linhagem celular B16F10. Por outro lado, o LBP não exerceu influência na expressão do fator de crescimento endotelial vascular, na viabilidade celular, e na atividade mitocondrial de ambas as linhagens celulares, em nenhuma das densidades de energia utilizadas, em comparação ao controle. / Skin cancer can be melanoma or non-melanoma type, being usual in people over 40 years of age, caucasian and with previous skin diseases. Its incidence is low, however, it is considered the most aggressive and fatal due to its great capacity of metastasis. Surgery is the most commonly treatment, nonetheless is highly invasive and therefore coadjuvant therapies, such as low level light (LLL) are being employed to improve patients quality of life. It is known that LLL has a biostimulatory effect in cell cultures growing in nutritional deficit, however in tumor cell lines its effects remain controversial. Thus, the aim of this study is to evaluate the inhibitory effect of LLL on the behavior of murine and human melanoma cells using an infrared LLL (λ = 780nm) delivering different energy densities. For this purpose, four experimental groups were designed: G0 (control group), G30 (30J/cm2), G90 (90J/cm2), G150 (150J/cm2) to verify cell viability by MTT and neutral red assay; the cell invasion behavior, obtained through the transwell invasion assays; and the role of LLL in the vascular endothelial growth factor expression, as verified by the enzyme-linked immunosorbent assay. The results showed that the lowest energy density stimulated the invasion behavior of B16F10 cells. On the other hand, LLL had no influence in the vascular endothelial growth factor expression, cell viability or in the metabolic activity of both cell lines in any energy density used when compared to control group.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-06-22T19:23:21Z No. of bitstreams: 2 Tese - Marina França Dias - 2018.pdf: 4770115 bytes, checksum: 86e73a57e2ce0a02cb1666dfe5988ce3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-27T11:09:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Marina França Dias - 2018.pdf: 4770115 bytes, checksum: 86e73a57e2ce0a02cb1666dfe5988ce3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-27T11:09:43Z (GMT). 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Polymeric nanocapsules containing imiquimod, in the absence and presence of chitosan coating, were obtained by the precipitation of preformed polymer technique and characterized by encapsulation efficiency, size, zeta potential, pH, morphology (transmission electron microscopy and scanning), optical scanning spectrophotometry and in vitro release through dialysis membrane in pH 5.6 buffer. Presence of chemical interactions between formulation components was evaluated by thermogravimetric analysis and infrared spectroscopy. Detection of crystalline structures was performed by X-ray diffractometry. The nanocapsules and commercial imiquimod formulation antiagiogenic activity was determined in a chicken embryo chorioallantoic membrane model. Cutaneous permeation of nanocapsules imiquimod-loaded and commercial imiquimod was determined in Swiss albino mice. The chemopreventive activity of colloidal dispersions and the commercial imiquimod was evaluated through the tumoral inhibition promoted by these treatments in a multi- stage model of chemical carcinogenesis in Swiss mice. Encapsulation efficiency, mean diameter, zeta potential and pH of uncoated nanocapsules imiquimod-loaded were 92.5% ± 0.4; 249 ± 22.4 nm; -40.1 mV ± 3.7 and 5.4 ± 0.01 respectively, whereas for nanocapsules with cationic coating the parameters found were: 88.6 ± 2.3%; 287.0 ± 12.6 nm; + 11.3 ± 0.5 mV and 3.7 ± 0.0, respectively. The formulations morphology obtained by scanning and transmission electron microscopy images confirmed the presence of nanocapsules. In the stability analysis by optical scanning spectrophotometry (Turbiscan), all dispersions obtained a backscattering variation less than 2% over 5 weeks and were considered stable. In the in vitro release assay, imiquimod-loaded nanoparticles obtained slower release of the drug compared to free and commercial imiquimod. There were chemical interactions between chitosan and other formulation components evaluated by thermogravimetric and infrared studies. No crystalline structure was detected by the X-ray diffraction technique for the coated and uncoated imiquimod formulation. The dispersion of nanocapsules containing imiquimod presented antiangiogenic activity superior than commercial formulation in chicken embryo chorioallantoic membrane model. Nanocapsules containing imiquimod both uncoated and coated with chitosan presented cutaneous permeation in deep layers of the skin and inhibition in the chemically induced carcinogenicity process superior than tumor control group and groups treated with placebo nanoparticles while the commercial formulation presented retention of the drug in superficial layers of the skin and did not obtain a statistically significant reduction in the number of papillomas formed compared to the carcinogenic control. These results allow to conclude, therefore, that stable nanocarreadores were obtained and the chemopreventive activity and the antiangiogenic effect of these systems represent a promising alternative for the treatment of cutaneous neoplasias. / O câncer de pele é o de maior incidência dentre todos os tipos de neoplasias e a tendência é o aumento crescente do número de novos casos nas próximas décadas, tornando necessárias novas modalidades e opções de tratamento. O agente quimio-terápico imiquimode é utilizado no tratamento da doença, mas a elevada ocorrência de efeitos adversos locais e sistêmicos associados ao seu uso bem como sua baixa permeação cutânea prejudicam a adesão e a efetividade terapêutica, respectiva-mente. O objetivo do presente trabalho foi comparar a atividade quimiopreventiva do imiquimode veiculado em nanocápsulas com a da sua forma comercial, em modelo murino de câncer de pele. Nanocápsulas poliméricas contendo o imiquimode, na ausência e presença de revestimento de quitosana, foram obtidas pela técnica de precipitação do polímero pré-formado e caracterizadas quanto à eficiência de encap-sulação, ao tamanho, ao potencial zeta, ao pH, à morfologia (microscopia eletrônica de transição e varredura), à espectrofotometria de varredura óptica e à liberação in vitro através de membrana de diálise em tampão pH 5,6. A presença de interações entre componentes da formulação foi avaliada por meio de análises termogravimé- tricas e por espectroscopia na região do infravermelho. A detecção de estruturas cristalinas nas formulações foi realizada por difratometria de raios X. A atividade antiangiogênica das nanocápsulas obtidas, bem como da formulação comercial do imiquimode, foi determinada em modelo de membrana corioalantoica de embrião de galinha. A permeação cutânea das nanopartículas e do imiquimode comercial foi determinada em camundongos Swiss. A atividade quimiopreventiva das nanocápsulas obtidas e a do imiquimode comercial foi avaliada por meio da inibição tumoral promovida por esses tratamentos em modelo de carcinogênese química em camundongos Swiss. A eficiência de encapsulação, o diâmetro médio, o potencial zeta e o pH das nanocápsulas não revestidas contendo imiquimode foram respectivamente de 92,5% ± 0,4; 249 ± 22,4 nm; -40,1 mV ± 3,7 e 5,4 ± 0,01. Enquanto que, para as nanocápsulas com recobrimento catiônico os parâmetros encontrados foram 88,6 ± 2,3%; 287,0 ± 12,6 nm; +11,3 ± 0,5 mV e 3,7 ± 0,0, respectivamente. A morfologia das formulações, obtida pelas imagens de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, confirmou a presença de nanocápsulas. Nas análises de estabilidade por espectrofotometria de varredura óptica (Turbiscan), todas as dispersões obtiveram variação de retroespalhamento inferior a 2%, no período de cinco semanas, sendo consideradas estáveis. No ensaio de liberação in vitro, as nanopartículas contendo imiquimode obtiveram liberação mais lenta do fármaco comparativamente ao imiquimode livre (em solução) e ao imiquimode comercial. Foram verificadas interações entre a quitosana e os demais componentes das formulações nos estudos termogravimétricos e na espectroscopia na região do infravermelho. Não foi detectada presença de estrutura cristalina com emprego da técnica de difratometria de raios X para a formulações contendo imiquimode com e sem revestimento. A dispersão de nanocápsulas contendo imiquimode apresentou atividade antiangiogênica superior à da formulação comercial em modelo de membrana corioalantoica de embrião de galinha. As nanocápsulas contendo imi-quimode com e sem revestimento apresentaram permeação cutânea em camadas profundas da pele e inibição no processo de carcinogênese quimicamente induzido superior à do grupo-controle tumoral e à dos grupos tratados com nanopartículas placebo, enquanto a formulação comercial apresentou retenção do fármaco em camadas mais superficiais da pele e não obteve redução estatisticamente significativa no número de papilomas formados em relação ao controle cancerígeno. Esses resultados permitem concluir, portanto, que nanocarreadores estáveis foram obtidos e que a atividade quimiopreventiva e o efeito antiangiogênico desses sistemas representam uma alternativa promissora para o tratamento de neoplasias cutâneas.

O trabalho objetiva a análise espacial dos óbitos secundários ao câncer de pele na Região Sul do Brasil no período 1996 a 2005. Os dados foram obtidos do Ministério da Saúde do Brasil, Secretaria de Vigilância Sanitária/DASIS e Sistema de Informações sobre Mortalidade SIM, através do Portal DATASUS. O estudo é do tipo ecológico e exploratório, empregando a técnica de geoprocessamento. Os casos identificados foram inseridos na malha geográfica municipal digital do Brasil, versão 2005. Para a análise espacial foi utilizado o programa Terraview 3.3.1. Para medida de autocorrelação espacial, foi aplicado o coeficiente de Moran (I) global. A inferência bayesiana foi utilizada para atribuir um grau de certeza às premissas. Os dados obtidos também foram inseridos em mapas de dados quantitativos. No período de tempo analisado, foram registrados 3.295 óbitos secundários ao câncer de pele na Região Sul. O número de óbitos variou entre zero e 498, com média de 35,62 (dp = 64,12). A taxa média foi de 1,28/100.000 habitantes (dp = 0,66), variando entre zero e 3,45 óbitos/100.000. O Coeficiente de Moran (I) = 0,33 foi significativo (p= < 0,01), evidenciando autocorrelação espacial positiva. / This study aims at the spatial analysis of deaths due to skin cancer in the South Region of Brazil in a continuous periods of time: from 1996 to 2005. The data presented in this work were obtained from the Ministry of Health of Brazil, from the General Office of Sanitary Surveillance/DASIS and from the System of Information about Mortality-SIM through the DATASUS Portal. This study is one of ecological and exploratory character with the usage of geoprocessing technics. The acknowledge cases were inserted in the Brazilian digital geographical civic network, version 2005. The spatial analysis was made with the software Terraview 3.3.1. To measure the spatial autocorrelation it was applied the Global Moran coefficient. The Bayesian inference was applied in order to attribute a degree of certainty to the premises. The information obtained was inserted as well in maps of quantitative data. In the period of time that was analyzed there were 3.295 registered deaths caused by skin cancer in the South Region of Brazil. The number of deaths fluctuated between zero and 498, with an average of 35,1 (dp = 64,1 ). The crude rate of deaths for each group of 100.000 inhabitants was 1,28 (dp = 0,66) varying between zero and 3,45 deaths per group of 100.000 inhabitants. The Global Moran Index (I) = 0,33 was significant (p = <0,001) giving proof of positive spatial autocorrelation.

Made available in DSpace on 2015-04-11T13:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanair Soares Vasconcelos.pdf: 2858178 bytes, checksum: 6b26a0905110117fcff488bcc6f386c1 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Malignant melanoma is one of the few cancers has been increasing in prevalence and mortality worldwide. It affects mainly white populations, however, all ethnic groups are affected to some extent. Increased understanding of the causes, progression, and in particular, genes that affect the development of cancer enable improvements in tools for detecting and treating cancer, however, despite significant advances in understanding the biology of melanoma, no changes in practices involved in both approaches and therapies to treat advanced disease. Thus, malignant melanoma has been intensively investigated due to its high metastatic potential. Many patients, when diagnosed with metastatic melanoma have already, which is the leading cause of death among them. This tumor is almost insensitive to standard regimens of chemotherapy, and the chemotherapeutic agents available are limited. Some mutations are known in cutaneous melanomas and N-Ras, Tp16 and Tp53, however, changes in B-Raf significantly exceed the frequency of the other mutations (40-50%). In this context, this project explored the possible mechanisms of action of the derivative benzotiazólico (E)-2-((2-(Benzo[d] thiazole-2-ila)hydrazono) methyl)-4-nitrophenol on cell viability, the activity clonogenic, motility and invasiveness in melanoma cell lines SK-Mel-19, SK-Mel-28 and SK-Mel-103 that have different characteristics from mutations in the genes responsible for the control of cellular homeostasis, as Tp53 and B-Raf. The results of tests performed showed an IC50 at 72hours between (4.87and>10 um) and a possible selective toxicity to the gene mutated B-Raf. Other tests showed induction of cell death by apoptosis, impaired motility and invasiveness of cells treated with SK-Mel benzotiazolic derivative (E)-2-((2-(Benzo[d]thiazole-2-Ila)hydrazono)methyl)-4-nitrophenol. The obtained results make this target compound for more research to use against cancer. / O melanoma maligno é um dos poucos cânceres que vem aumentando em prevalência, bem como taxa de mortalidade em todo o mundo. Afeta principalmente populações brancas, no entanto, todos os grupos étnicos são afetados em alguma proporção. Os avanços na compreensão das causas, progressão e, em particular, dos genes que afetam o desenvolvimento do câncer possibilitam melhorias nas ferramentas para a detecção e tratamento câncer, no entanto, apesar dos avanços significativos na compreensão da biologia do melanoma e das abordagens para tratar a doença em estágio avançado agora se voltarem para inibidores de genes envolvidos nessa doença, houve poucas mudanças aprovadas nas terapias utilizadas. Assim, o melanoma maligno vem sendo intensamente investigado devido ao seu elevado potencial metastático. Muitos pacientes, ao serem diagnosticados com melanoma já tem metástases, o que é a principal causa de morte entre eles. Este tipo de tumor é quase insensível ao regime padrão de quimioterapia, e os agentes quimioterapêuticos disponíveis são limitados. Algumas mutações são conhecidas nos melanomas cutâneos como N-Ras, Tp16 e Tp53, entretanto, mutações em B-Raf excedem significativamente a frequência de outras mutações (40-50%). Nesse contexto, tratamentos mais eficazes são necessários e na constante busca por novos compostos, os derivados benzotiazólicos mostram-se como uma importante alternativa, já que tem sido apontados como possíveis agentes antitumorais. Nesse sentido, este projeto explorou os possíveis mecanismos de ação do derivado benzotiazólico (E)-2-((2-(Benzo[d]tiazo-2-ila)hidrazono)metil)-4-nitrofenol sobre a viabilidade celular, a atividade clonogênica, a motilidade e a capacidade invasiva em linhagens celulares de melanoma SK-Mel-19, SK-Mel-28 e SK-Mel-103 que possuem diferentes características de mutações nos genes responsáveis pelo controle da homeostasia celular, como Tp53 e B-Raf. Os resultados dos ensaios executados revelaram um CI50 em 72 horas entre (4,87 e >10 μM) e uma possível toxicidade seletiva para o gene B-Raf mutado. Outros testes evidenciaram indução de morte celular por apoptose, diminuição da motilidade e da capacidade invasiva das células SK-Mel tratadas com derivado benzotiazólico (E)-2-((2-(Benzo[d]tiazo-2-ila)hidrazono)metil)-4-nitrofenol. Os resultados obtidos tornam este composto alvo de mais pesquisas para sua utilização contra o câncer.