A técnica de fluorescência óptica tem sido aplicada em diversas áreas médicas, como no acompanhamento da degradação de drogas e na detecção de câncer, por apresentar alta sensibilidade, simplicidade e rapidez na obtenção de dados. A avaliação não-invasiva e não-destrutiva é um grande atrativo que esta técnica oferece para o diagnóstico clínico. Assim, o objetivo deste projeto consistiu no desenvolvimento de um sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e avaliação do sistema no monitoramento da fotodegradação da Protoporfirina XI, utilizada na Terapia Fotodinâmica (TFD), e na visualização da presença de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido é constituído de um sistema óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é composto por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 3 filtros ópticos: 1. passa-banda: utilizado na excitação; 2. dicróico; e 3. passa-alta: utilizados para excitação e emissão da fluorescência. O sistema mecânico foi desenvolvido em alumínio, possuindo as funções de dissipação de calor do sistema de iluminação e estrutural. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação. O sistema de detecção é composto por uma câmera CCD e fotográfica, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Um dos principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência é a potência óptica obtida no sistema de iluminação, que neste caso foi de 200 mW. Outro fator é o comprimento de onda da iluminação; neste sistema foi obtida uma banda de iluminação muito eficaz entre 390 nm e 460 nm. O sistema de filtros proporcionou um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização das imagens de fluorescência. Com este sistema foi possível acompanhar a fotodegradação da Protoporfirina IX, em função do tempo de iluminação durante a TFD. Proporcionou-se, assim, uma nova ferramenta para o avanço na avaliação da dosimetria da TFD, podendo otimizar e personalizar a TFD para cada paciente, já que o sistema desenvolvido permite a visualização da presença do agente fotossensível na terapia. Outra contribuição relevante do trabalho alcançada foi a visualização da presença de microrganismos da microbiota bucal, já que estes são os grandes responsáveis pelas doenças bucais como é o caso da cárie dental. Desta forma, conclui-se que foi possível desenvolver um sistema para auxílio da dosimetria na TFD e na visualização de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido se mostrou compacto, agregando iluminação e visualização, tornando-o num protótipo com interface para uso clínico. O protótipo foi testado em pacientes para a visualização da microbiota bucal, tratamento de pré-câncer de pele e de vulva. / Optical fluorescence has been applied to several medical areas, as to monitor drug degradation and cancer detection, due to its high sensitivity, simplicity and fast response. Non-invasive and non-destructive assessment of tissues using this technique is very attractive for clinical diagnosis. Hence, the aim of was the development of an optical fluorescence wide-field imaging system, and the evaluation of its performance on monitoring protoporphyrin IX (PpIX) during Photodynamic Therapy (PDT), and one visualization of microrganisms present in oral microbiota. The developed device is composed by optical, mechanical, electronic, and detection systems. Optical system is composed by high-intensity light-emitting diodes (LED), with emission centered at 405 nm and 450 nm, and 3 optical filters: a bandpass filter for excitation; and set of dichroic and long wave pass filter, for fluorescence excitation and emission. The mechanical system was built in aluminum for structural and ilumination systems heat dissipation. The electronic system provides the control of the illumination system. The detection system is composed by a CCD and a conventional didgital camera, coupled to the developed device. One of the main factors for good fluorescence signals is the achieved optical power - in our case, it was of 200 mW. Another factor is excitation wavelength; for this system, a very efficient illumination band was achieved between 390-460 nm. The optical filters allowed a very satisfying fluorescence signal, with good contrast for fluorescence images visualization. The developed system enabled the monitoring of PpIX photobleaching as a function of illumination time during PDT. Therefore, a new tool to improve PDT dosimetry is offered by the use this system, allowing a more customized dosimetry each patient, since the device allows visualization of the photosensitive agent during the therapy. Visualization of oral microrganisms was also achieved, which was another relevant contribution of the developed instrumentation because they are the main cause of oral diseases such as caries. Thus the development of a system to both improve PDT dosimetry and oral microrganisms visualization was achieved as a compact device, joining illumination and visualization. These characteristics shows a good interface for clinical use. The prototype was tested in patients for oral microbiota visualization, and skin/vulva pre-cancer lesions treatment.

A administração tópica do ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) tem se destacado na Terapia Fotodinâmica (TFD) do câncer de pele pela eficiência no tratamento de tumores e pelos reduzidos efeitos colaterais fototóxicos. Entretanto, esta eficácia é limitada devido à baixa penetração do 5-ALA na pele. Uma proposta para aumentar a penetração do 5-ALA na pele é a utilização de promotores de absorção cutânea, que visam alterar a barreira cutânea para várias moléculas bioativas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento farmacotécnico de formulações contendo ácido oléico (AO) como promotor de absorção cutânea, visando o aumento da penetração cutânea do 5-ALA para a TFD do câncer de pele. O fluxo in vitro de 5-ALA das formulações contendo AO (10%) foi significativamente aumentado após 12 horas de experimento, em relação às formulações sem AO, principalmente para os grupos contendo 5% e 10% de 5-ALA. A retenção no estrato córneo (EC) e na[epiderme + derme] sem EC também aumentou significativamente, mostrando um efeito promotor do AO. Foram também realizados experimentos in vivo em camundongos, com o intuito de analisar o efeito da formulação sobre a produção e o acúmulo in vivo de protoporfirina IX (PpIX) na pele. Observou-se que a presença do promotor de absorção aumentou significativamente a quantidade de PpIX extraída da pele comparado às formulações sem este aditivo. Para visualizar a presença de PpIX no tecido, realizou-se microscopia confocal das peles de animais tratados com as formulações. As imagens foram condizentes com os experimentos in vivo, observando-se um aumento da intensidade de fluorescência nas amostras de pele que foram tratadas com as formulações contendo AO. Os resultados in vitro e in vivo mostraram a potencialidade das formulações contendo AO como promotor de absorção cutânea na liberação do 5-ALA na TFD do câncer de pele. / The topical administration of 5-ALA has been distinguished on skin cancer photodynamic therapy (PDT) because of its efficiency in the treatment of tumors and the reduced phototoxic collateral effects. However, this effectiveness is limited by its low penetration in the skin. A proposal to optimize the 5-ALA penetration in the skin is the use of cutaneous penetration enhancers, which seek to alter the cutaneous barrier for many bioactive molecules. The aim of this work was the pharmaceutical development of formulations containing oleic acid (OA) as a cutaneous penetration enhancer, seeking the increase of the cutaneous penetration of 5-ALA for skin cancer PDT. The in vitro flux of 5-ALA from formulations containing OA (10% w/w) was significantly increased after 12 hours of experiment, in comparison with formulations without OA, mainly for the groups containing 5% and 10% of 5-ALA. The stratum corneum (SC) and [epidermis + dermis] without SC retention were also significantly increased, showing an enhancer effect of the fatty acid. In addition, in vivo experiments were accomplished in mice, with the purpose of analyzing the formulation effect on the PpIX production and accumulation in the skin. It was observed that the penetration enhancer\'s presence significantly increased the amount of PpIX extracted from the skin, in contrast with formulations without this addition. To visualize the PpIX presence in the tissue, confocal microscopy of the treated animal skins was made. The images were suitable with the in vivo experiments, with increased intensity of fluorescence in the tissue samples that were treated with formulations containing OA. Both in vitro and in vivo results showed the potentiality of the formulations containing OA as a cutaneous penetration enhancer for 5-ALA delivery on the skin cancer PDT.

A técnica de fluorescência óptica tem sido aplicada em diversas áreas médicas, como no acompanhamento da degradação de drogas e na detecção de câncer, por apresentar alta sensibilidade, simplicidade e rapidez na obtenção de dados. A avaliação não-invasiva e não-destrutiva é um grande atrativo que esta técnica oferece para o diagnóstico clínico. Assim, o objetivo deste projeto consistiu no desenvolvimento de um sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e avaliação do sistema no monitoramento da fotodegradação da Protoporfirina XI, utilizada na Terapia Fotodinâmica (TFD), e na visualização da presença de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido é constituído de um sistema óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é composto por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 3 filtros ópticos: 1. passa-banda: utilizado na excitação; 2. dicróico; e 3. passa-alta: utilizados para excitação e emissão da fluorescência. O sistema mecânico foi desenvolvido em alumínio, possuindo as funções de dissipação de calor do sistema de iluminação e estrutural. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação. O sistema de detecção é composto por uma câmera CCD e fotográfica, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Um dos principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência é a potência óptica obtida no sistema de iluminação, que neste caso foi de 200 mW. Outro fator é o comprimento de onda da iluminação; neste sistema foi obtida uma banda de iluminação muito eficaz entre 390 nm e 460 nm. O sistema de filtros proporcionou um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização das imagens de fluorescência. Com este sistema foi possível acompanhar a fotodegradação da Protoporfirina IX, em função do tempo de iluminação durante a TFD. Proporcionou-se, assim, uma nova ferramenta para o avanço na avaliação da dosimetria da TFD, podendo otimizar e personalizar a TFD para cada paciente, já que o sistema desenvolvido permite a visualização da presença do agente fotossensível na terapia. Outra contribuição relevante do trabalho alcançada foi a visualização da presença de microrganismos da microbiota bucal, já que estes são os grandes responsáveis pelas doenças bucais como é o caso da cárie dental. Desta forma, conclui-se que foi possível desenvolver um sistema para auxílio da dosimetria na TFD e na visualização de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido se mostrou compacto, agregando iluminação e visualização, tornando-o num protótipo com interface para uso clínico. O protótipo foi testado em pacientes para a visualização da microbiota bucal, tratamento de pré-câncer de pele e de vulva. / Optical fluorescence has been applied to several medical areas, as to monitor drug degradation and cancer detection, due to its high sensitivity, simplicity and fast response. Non-invasive and non-destructive assessment of tissues using this technique is very attractive for clinical diagnosis. Hence, the aim of was the development of an optical fluorescence wide-field imaging system, and the evaluation of its performance on monitoring protoporphyrin IX (PpIX) during Photodynamic Therapy (PDT), and one visualization of microrganisms present in oral microbiota. The developed device is composed by optical, mechanical, electronic, and detection systems. Optical system is composed by high-intensity light-emitting diodes (LED), with emission centered at 405 nm and 450 nm, and 3 optical filters: a bandpass filter for excitation; and set of dichroic and long wave pass filter, for fluorescence excitation and emission. The mechanical system was built in aluminum for structural and ilumination systems heat dissipation. The electronic system provides the control of the illumination system. The detection system is composed by a CCD and a conventional didgital camera, coupled to the developed device. One of the main factors for good fluorescence signals is the achieved optical power - in our case, it was of 200 mW. Another factor is excitation wavelength; for this system, a very efficient illumination band was achieved between 390-460 nm. The optical filters allowed a very satisfying fluorescence signal, with good contrast for fluorescence images visualization. The developed system enabled the monitoring of PpIX photobleaching as a function of illumination time during PDT. Therefore, a new tool to improve PDT dosimetry is offered by the use this system, allowing a more customized dosimetry each patient, since the device allows visualization of the photosensitive agent during the therapy. Visualization of oral microrganisms was also achieved, which was another relevant contribution of the developed instrumentation because they are the main cause of oral diseases such as caries. Thus the development of a system to both improve PDT dosimetry and oral microrganisms visualization was achieved as a compact device, joining illumination and visualization. These characteristics shows a good interface for clinical use. The prototype was tested in patients for oral microbiota visualization, and skin/vulva pre-cancer lesions treatment.

O mecanismo de interferência por RNA (RNAi) é um evento de silenciamento gênico através da degradação do RNA mensageiro. Desta forma, a administração de siRNA (molécula efetora do RNAi) é uma terapia promissora para o tratamento de diversas doenças como o câncer. Porém, para a sua efetiva aplicação terapêutica é necessário o desenvolvimento de sistemas de liberação capazes de liberar o siRNA nas células alvo, promover a sua internalização celular e evitar a sua degradação. Dentre os sistemas de liberação, os de liberação localizada, como os sistemas de geleificação in situ, apresentam vantagens sobre administração sistêmica. Formulações fluidas precursoras (FFP) que formam sistemas líquido cristalinos viscosos in situ podem ser obtidas a partir de lipídeos anfifílicos que absorvem água do meio e se rearranjam. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o gel formado in situ a partir da FFP (G-FFP), composta por monoglicerídeos (MO), polietilenoimina (PEI), propilenoglicol (PG) e tampão tris, como sistema de liberação localizada de siRNA na terapia do câncer de pele. Os resultados mostraram que o G-FFP é uma mistura de fase cúbica e fase hexagonal. O G-FFP liberou o siRNA de maneira sustentada e complexado ao PEI. A FFP pode ser esterilizada por filtração em membrana e foi capaz de complexar altas concentrações de siRNA (15 mM) e de proteger o siRNA da degradação. A citotoxicidade foi dependente da concentração de FFP e esta quando complexada com siRNA teve a toxicidade diminuída. O siRNA liberado do G-FFP foi internalizado pelas células A431, FaDu, HeLa, A549, WM35/DLC2-GFP e MCF-7/DLC2-GFP. Além disto, siRNAs específicos liberados pelo G-FFP foram capazes de reduzir a expressão da proteína Firefly luciferase em células HeLa e FaDu, pórem não foram capazes de reduzir a expressão do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) nas células A431, HeLa, A549 e FaDu. A redução da expressão de EGFR em células A549 foi observado quando a terapia com siRNA foi combinada com internalização fotoquímica. Destes resultados, pode-se inferir que a transfecção celular do siRNA e o silenciamento gênico promovido por ele foi dependente tanto do tipo de linhagem celular como do alvo desejado. Os estudos in vivo mostraram que ocorre a formação de gel intratumoral e após 3 dias da administração intratumoral da FFP contendo siRNA específico para EGFR houve redução de 30% no tamanho dos tumores comparados aos tumores tratados com FFP sem siRNA. Diante destes resultados, pode-se concluir que o sistema desenvolvido tem potencial como sistema de liberação localizada de siRNA quando aplicado subcutaneamente ou intratumoral, uma vez que complexa o siRNA, promove a sua internalização celular e o siRNA liberado no citoplasma das células pode reduzir a expressão de proteínas de interesse. / RNA interference (RNAi) is a mechanism in which small interfering RNA molecules (siRNA) inhibit gene expression, by causing the messenger RNA degradation. Thus, siRNA is a promising therapy for the treatment of several diseases such as cancer. However, the development of delivery systems able to protect the siRNA from degradation and promote its cell uptake is essential for therapeutic use of siRNA. Among the delivery systems, the localized delivery system such as in situ gelling delivery system, have advantages over systemic administration. Precursor fluid formulations (FFP), which forms in situ viscous liquid crystalline systems, can be obtained from amphiphilic lipids that absorb water from the environment and self-assembling. In this context, the present study aimed to evaluate the in situ gel formed from the FFP (G-FFP), composed of monoglycerides (MO), polyethyleneimine (PEI), propylene glycol (PG) and Tris buffer, as localized delivery system for siRNA in skin cancer therapy. The results showed that the G-FFP is a mixture of cubic and hexagonal phase. The G-FFP sustained release of siRNA and the siRNA is released complexed with PEI. The FFP can be sterilized by membrane filtration at 0.22 ?m. FFP was able to complex high siRNA concentration (15 mM) and protect the siRNA from degradation. The cytotoxicity was dependent on the FFP concentration, when FFP was complexed with siRNA it was observed a decreased in toxicity. The siRNA released from G-FFP was uptake by A431, FaDu, HeLa, A549, WM35/DLC2-GFP and MCF-7/DLC2-GFP cells. In addition, specific siRNAs released from G-FFP were able to reduce the expression of Firefly luciferase in HeLa and FaDu cells, but they were unable to reduce the expression of the epidermal growth factor receptor (EGFR) in A431, HeLa, A549 and FaDu cells. The reduction of expression of EGFR in A549 cells was observed when siRNA therapy was combined with photochemical internalization. From these results, can be inferred that the efficiency of siRNA transfection and knockdown was dependent on both the type of cell line and the desired target protein. In vivo studies showed that the gel was formed in situ after intratumoral injection. 3 days after intratumoral administration of FFP containing EGFR specific siRNA, 30% of reduction in the tumors size compared to tumors treated with FFP without siRNA was observed. Based on these results, could be concluded that the developed system is a potential siRNA delivery system when administered subcutaneously and intratumoral, because it was able to complex siRNA, promoted its cell uptake and the siRNA released into the cytoplasm of the cell may reduce the expression of target proteins

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-01T11:50:31Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Daniela Cristina Vinhal.pdf: 4105984 bytes, checksum: f00413027a2eaed20e59defa2239af07 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-01T11:50:31Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Daniela Cristina Vinhal.pdf: 4105984 bytes, checksum: f00413027a2eaed20e59defa2239af07 (MD5) Previous issue date: 2012 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In Brazil, the estimates for the year 2012 point to approximately 134,000 new cases of skin cancer, being mostly related to exposure to ultraviolet radiation. According to current consensus, such damage can be minimized by prophylactic use of sunscreens, which aims to protect human skin against harmful effects of UV radiation. This way, this study proposed to plan, synthesize, characterize and evaluate a new compound to be a sunscreen (17). The structural planning is made from photoprotective triazona ethylhexyl prototypes (12) and cinnamate (4) having the compound 15 which was produced from vanillin, a natural abundant and low cost product. In addition, 17 compound has molecular weight above 800 Daltons, which is in accordance with the photoprotective recently launched on the market, because it minimizes or even prevents its absorption through the skin. The synthetic route proposal consisted of two stages, which after optimized lead to obtain the 17 compound in 78.6% overall yield. It is noteworthy that the 15 compound was obtained in quantitative yield and the 17 compound was purified by Soxhlet extractor, using amyl alcohol as solvent. These facts make its synthesis a bit laborious and inexpensive, fundamental characteristics of a technological product, from the financial point of view. All the synthesized compounds were characterized by spectrometric techniques of nuclear magnetic resonance of hydrogen-dimensional and two-dimensional, infrared, mass and ultraviolet, in equal ways. From the spectrophotometric absorption technique it was identified that 17 compound had two peaks of maximum absorption (λmax.) in the UV, and 306 nm in the region of UVB and 344 nm for UVA. It is also possible to calculate the parameters of the molar absorptivity (ε) and specific extinction coefficient (E), whose values were above 104 -1 cm-1 for ε and 5,843 4,337 for E. Moreover, the 15 and 17 compounds were also M evaluated on their redox profile using the technique of cyclic voltammetry which showed that the 17 compound keeps stable considering the applied potential. The thermogravimetric thermal analysis the 17 compound showed a weight loss of 47.88% in the range of 330 °C under an atmosphere of synthetic air, characterized as a stable compound at high temperatures. From the in vitro evaluation by the spectrophotometric method described by Mansur it presented SPF equal to 4.58, while under the same conditions the methoxycinnamato of octyl (4), sunscreen sold worldwide, presented SPF equal to 2.79. At the end of this work it is possible to observe that the proposed synthetic route to obtain the 17 compound was effective, given the obtained high yields, laborious and low cost steps. Finally, we conclude that the structural planning employee was ratified, since the described physical-chemicals organic evaluated had great similarities with the prototype sunscreen (12) and (4) used in its planning. / No Brasil, as estimativas para o ano de 2012 apontam para a ocorrência de, aproximadamente, 134 mil casos novos de câncer de pele, sendo em sua maioria relacionados com exposição à radiação ultravioleta. Segundo consenso atual, tais danos podem ser minimizados através do uso profilático de protetores solares, cujo objetivo é proteger a pele humana contra efeitos nocivos da radiação UV. Neste sentido, o presente trabalho se propôs planejar, sintetizar, caracterizar e avaliar um novo composto candidato a fotoprotetor (17). O planejamento estrutural se deu a partir dos protótipos fotoprotetores etilhexil triazona (12) e cinamato (4), tendo como partida o composto 15 que foi produzido a partir da vanilina, um produto natural abundante e de baixo custo. Ademais, o composto 17 apresenta peso molecular acima de 800 Daltons, o que está de acordo com os fotoprotetores lançados no mercado recentemente, pois minimiza ou mesmo impede sua absorção através da pele. A rota sintética proposta constituiu-se por duas etapas, que após otimizadas levaram a obtenção do composto 17 em rendimento global de 78,6%. Vale salientar que o composto 15 foi obtido em rendimento quantitativo e o composto 17 foi purificado através do extrator de Soxhlet, empregando álcool amílico como solvente. Tais fatos tornam sua síntese pouco laboriosa e pouco onerosa, características fundamentais a um produto tecnológico, sob o ponto de vista financeiro. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados através das técnicas espectrométricas de ressonância magnética nuclear de 1H unidimensional e 1H-13C bidimensional, infravermelho, massas e ultravioleta, de forma inambígua. A partir da técnica de absorção espectrofotométrica, indentificou-se para o composto 17 dois picos de absorção máxima (λmáx.) no UV, sendo 306 nm na região da UVB e 344 nm na UVA. Também pode-se calcular os parâmetros de absortividade molar (ε) e coeficiente de extinção específico (E), cujos valores foram acima de 104 para ε e 5.843 e 4.337 para E. Por conseguinte, os compostos 15 e 17 também foram avaliados quanto ao seu perfil redox através da técnica de voltametria cíclica, a qual ilustrou que o composto 17 mantém-se estável frente aos potenciais aplicados. Quanto a análise térmica termogravimétrica, o composto 17 apresentou uma perda de massa de 47,88% na faixa de 330 °C sob atmosfera de ar sintético, caracterizando-o como composto estável sob temperaturas elevadas, visto que seu ponto de fusão ocorre em 186 oC. A partir da avaliação in vitro pelo método espectrofotométrico descrito por Mansur o mesmo apresentou FPS igual a 4,58 ao passo que sob as mesmas condições o para-metoxicinamato de octila (4), filtro solar comercializado mundialmente, apresentou FPS de 2,79. Ao término deste trabalho podemos observar que a rota sintética proposta para a obtenção do composto 17 se mostrou eficaz, face aos altos rendimentos obtidos, etapas pouco laboriosas e de baixo custo. Por fim, podemos concluir que o planejamento estrutural empregado foi ratificado, uma vez que os descritos físico- químicos orgânicos avaliados apresentaram grandes similaridades com os protótipos fotoprotetores (12) e (4) empregados no seu planejamento.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-09-03T21:30:23Z No. of bitstreams: 2 DISSET Correção FINAL 03-07-14 FOLHA PDF.pdf: 1467526 bytes, checksum: 196b53fbd9a59de359b14f8fd82c2ee5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-03T21:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSET Correção FINAL 03-07-14 FOLHA PDF.pdf: 1467526 bytes, checksum: 196b53fbd9a59de359b14f8fd82c2ee5 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-01-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Paclitaxel (PTX) is a natural product extracted from the bark of the Pacific Yew and has numerous antitumor actions, including skin cancers. The topical treatment of skin and pre-cancerous lesions cancer is desired, since the systemic treatment has many side effects However, PTX to be incorporated into formulations suitable for it to penetrate the stratum corneum and skin tumors reached. Lipid nanoparticles have potential to increase drug retention in the stratum corneum, thus providing controlled release and great percutaneous absorption. Within this context, the aim of this study was to develop and characterize solid lipid nanoparticles (SLN) and nanostructured lipid carriers (NLC) containing the antineoplastic PTX and evaluate its permeation into the pig ear skin in vertical diffusion cells type "Franz". Quantification of PTX paclitaxel was performed by high performance liquid chromatography. The NLS and CLNs were obtained by the method of dilution of the microemulsion containingcetylpyridinium chloride, glyceryl behenate, triglycerides of caprylic / capric acid, polysorbate 80 and sorbitan trioleate 85. The particles were characterized by medium size, PdI, zeta potential, encapsulation efficiency, drug loading and recovery. Stability studies were carried out for a period of 30 days with storage at 4 °C (± 2 °C). Theskin permeation studies of the PTX nanoparticles were conducted in “Franz” type diffusion cells in pig ear skin. The NLS obtained showed average size of 314.1 ± 10.9 to 335.9 ± 0.9nm. The CLN obtained with more oil in the lipid matrix (CLN100)showed average size 270.6 ± 13.5 nm. The encapsulation efficiency of the systemsobtained was above 90% when 3.75% was added PTX formulations. The stability studies revealed a trend in increasing the size of the particles PdI along the storage period, but these differences are not statistically significant. The CLN100 increased about 3 times the amount of drug in the stratum corneum (SC) as compared to the administration of unencapsulated drug and also increased by 1.5 times the amount of PTX in the SC in relation to the topical application of other lipid particles. Thus, the lipid particles appear to be promising systems for topical application of PTX. / O paclitaxel (PTX) é um produto natural extraído da casca do Teixo do Pacífico e possui númeras ações antitumorais, inclusive em neoplasias cutâneas. O tratamento tópico do câncer de pele e de lesões pré-cancerígenas é almejado, visto que o tratamento sistêmico possui diversos efeitos colaterais. Entretanto, o PTX precisa ser incorporado em formulações adequadas para que o mesmo penetre no estrato córneo e atinja os tumores cutâneos. As nanopartículas lipídicas apresentampotencial para aumentar a retenção de fármacos no estrato córneo, proporcionandouma liberação controlada e um aumento na absorção percutânea. Dentro destecontexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar nanopartículaslipídicas sólidas (NLS) e carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) contendo o antineoplásico PTX e avaliar sua permeação cutânea em pele de orelha de suíno em células de difusão vertical tipo “Franz”. A quantificação do paclitaxel PTX foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência. As NLS e CLN foram obtidas pelo método de diluição da microemulsão contendo cloreto de cetilpiridínio, behenato de glicerila, triglicerídeos do ácido cáprico/ caprílico, polissorbato 80 e trioleato de sorbitano 85. As partículas foram caracterizadas quanto ao tamanho médio, PdI, potencial zeta, eficiência de encapsulação, carga de fármaco e recuperação. Os estudos de estabilidade foram realizados por um período de 30 dias com armazenamento a 4°C (± 2°C). Os estudos de permeação cutânea do PTX nas nanopartículas foram realizados em células de difusão tipo “Franz” em pele de orelha de suíno. As NLS obtidas apresentaram tamanho médio entre 314,1 ± 10,9 a 335,9 ± 0,9nm. Os CLN obtidos com mais óleo na matriz lipídica (CLN100), apresentaram tamanho médio 270,6 ± 13,5nm. A eficiência de encapsulação dos sistemas obtidos foi superior a 90% quando 3,75% de PTX foi adicionado as formulações. Nos estudos de estabilidade observou-se uma tendência no aumento do tamanho e PdI das partículas ao longo do período de armazenamento, porém estas diferenças não são estatisticamente significativas. Os CLN100 aumentaram aproximadamente 3 vezes a quantidade de fármaco no estrato córneo (EC) quando comparados com a administração do fármaco não encapsulado e, ainda ,aumentaram 1,5 vezes a quantidade de PTX no EC em relação à aplicação tópica das demais partículas lipídicas. Desta forma, as partículas lipídicas parecem ser sistemas promissores para aplicação tópica do PTX.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-10-13T15:45:24Z No. of bitstreams: 2 Tese - Daniela Cristina Vinhal - 2016.pdf: 4607774 bytes, checksum: 60991eb50ad135a43a5bb84902551bba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-10-14T19:58:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Daniela Cristina Vinhal - 2016.pdf: 4607774 bytes, checksum: 60991eb50ad135a43a5bb84902551bba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T19:58:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Daniela Cristina Vinhal - 2016.pdf: 4607774 bytes, checksum: 60991eb50ad135a43a5bb84902551bba (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / In Brazil, the estimates for the year 2016 point to approximately 596,000 new cases of skin cancer, being mostly related to exposure to ultraviolet radiation. According to current consensus, such damage can be minimized by prophylactic use of sunscreens. This way, this study proposes the planning, synthesis, structural characterization and toxicological assessment of a new candidate compound to organic sunscreen, LQFM184 (20). The structural planning was based both on molecular similarity in chemical action triazine derivatives (10, 11 and 13), cinnamic (4) and LQFM048 (14), with the starting compound (E)-2-cyano-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)acrylamide (18) which was produced from vanillin. In addition, LQFM184 (20) compound has molecular weight 729.65 Daltons and the synthetic route proposal consisted of two stages, 53% overall yield, which were performed under the scope of green chemistry. All the synthesized compounds were characterized by techniques of nuclear magnetic resonance, infrared, mass, ultraviolet and fluorescence. From the spectrophotometric absorption technique it was identified that LQFM184 (20) compound had two peaks of maximum absorption (λmax.) 306 nm in the region of UVB and 344 nm for UVA and molar absorptivity (ε) whose values were above 104 M-1 cm-1. As to the technique of cyclic voltammetry LQFM184 (20) compound was stable considering the applied potential and when under an atmosphere of synthetic air showed a weight loss of ~14% in the range of 250°C, characterized as a stable compound at high temperatures. From the in vitro evaluation by the spectrophotometric method described by Mansur it presented Solar Protection Factor (SPF) equal to 3.69 for the UVB. Moreover, the compound does not promote irritation or serious damage when in contact with rabbit cornea cells SIRC and was classified in category 4 of the GHS system as OECD 423, low toxicity. At the end of this work it is possible to observe that the proposed synthetic route to obtain the LQFM184 (20) compound was effective, given the obtained high yields, laborious and low cost steps as well as promising profile sunscreen. / No Brasil, as estimativas para o ano de 2016 apontam para a ocorrência de, aproximadamente, 596 mil casos novos de câncer de pele, sendo em sua maioria relacionados com a exposição à radiação ultravioleta. Segundo consenso atual, tais danos podem ser minimizados através do uso profilático de protetores solares. Neste sentido, o presente trabalho propôs o planejamento, a síntese, a caracterização estrutural e a avaliação toxicológica de um novo composto candidato a fotoprotetor orgânico, o LQFM184 (20). O planejamento estrutural baseou-se tanto na semelhança molecular quanto na ação química de derivados triazínicos (10, 11 e 13), cinâmicos (4) e do LQFM048 (14), tendo como partida o composto (E)-2-ciano-3-(4-hidroxi-3-metoxifenil)acrilamida (18) que foi produzido a partir da vanilina. O composto LQFM184 (20) apresentou peso molecular de 729,65 Daltons e a rota sintética proposta constituiu-se por três etapas com rendimento global de 53%, das quais foram realizadas sob o âmbito da química verde. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados através das técnicas de ressonância magnética nuclear, infravermelho, massas, ultravioleta e fluorescência. O composto LQFM184 (20) apresentou dois picos de absorção máxima (λmáx.), sendo 298 nm na região da UVB e 334 nm na UVA, além de coeficiente de absortividade molar (ε) acima de 104 M-1 cm-1. Quanto à voltametria cíclica o composto LQFM184 (20) manteve-se estável frente aos potenciais aplicados e quando exposto à atmosfera de ar sintético apresentou uma perda de massa de ~14% na faixa de 254°C, caracterizando-o estável sob temperaturas elevadas, visto que seu ponto de fusão ocorre em 147ºC. A partir da avaliação in vitro pelo método espectrofotométrico descrito por Mansur o mesmo apresentou Fator de Proteção Solar (FPS) igual a 3,69 para a UVB. Além disso, o composto não promove irritação ocular ou lesões oculares graves quando em contato com células de córnea de coelho SIRC e foi classificado na categoria 4 do sistema GHS conforme OECD 423, de baixa toxicidade. Ao término deste trabalho podemos observar que a rota sintética proposta para a obtenção do composto LQFM184 (20) se mostrou eficaz, face aos altos rendimentos obtidos, etapas pouco laboriosas e de baixo custo, bem como promissor perfil fotoprotetor.

O mecanismo de interferência por RNA (RNAi) é um evento de silenciamento gênico através da degradação do RNA mensageiro. Desta forma, a administração de siRNA (molécula efetora do RNAi) é uma terapia promissora para o tratamento de diversas doenças como o câncer. Porém, para a sua efetiva aplicação terapêutica é necessário o desenvolvimento de sistemas de liberação capazes de liberar o siRNA nas células alvo, promover a sua internalização celular e evitar a sua degradação. Dentre os sistemas de liberação, os de liberação localizada, como os sistemas de geleificação in situ, apresentam vantagens sobre administração sistêmica. Formulações fluidas precursoras (FFP) que formam sistemas líquido cristalinos viscosos in situ podem ser obtidas a partir de lipídeos anfifílicos que absorvem água do meio e se rearranjam. Neste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar o gel formado in situ a partir da FFP (G-FFP), composta por monoglicerídeos (MO), polietilenoimina (PEI), propilenoglicol (PG) e tampão tris, como sistema de liberação localizada de siRNA na terapia do câncer de pele. Os resultados mostraram que o G-FFP é uma mistura de fase cúbica e fase hexagonal. O G-FFP liberou o siRNA de maneira sustentada e complexado ao PEI. A FFP pode ser esterilizada por filtração em membrana e foi capaz de complexar altas concentrações de siRNA (15 mM) e de proteger o siRNA da degradação. A citotoxicidade foi dependente da concentração de FFP e esta quando complexada com siRNA teve a toxicidade diminuída. O siRNA liberado do G-FFP foi internalizado pelas células A431, FaDu, HeLa, A549, WM35/DLC2-GFP e MCF-7/DLC2-GFP. Além disto, siRNAs específicos liberados pelo G-FFP foram capazes de reduzir a expressão da proteína Firefly luciferase em células HeLa e FaDu, pórem não foram capazes de reduzir a expressão do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) nas células A431, HeLa, A549 e FaDu. A redução da expressão de EGFR em células A549 foi observado quando a terapia com siRNA foi combinada com internalização fotoquímica. Destes resultados, pode-se inferir que a transfecção celular do siRNA e o silenciamento gênico promovido por ele foi dependente tanto do tipo de linhagem celular como do alvo desejado. Os estudos in vivo mostraram que ocorre a formação de gel intratumoral e após 3 dias da administração intratumoral da FFP contendo siRNA específico para EGFR houve redução de 30% no tamanho dos tumores comparados aos tumores tratados com FFP sem siRNA. Diante destes resultados, pode-se concluir que o sistema desenvolvido tem potencial como sistema de liberação localizada de siRNA quando aplicado subcutaneamente ou intratumoral, uma vez que complexa o siRNA, promove a sua internalização celular e o siRNA liberado no citoplasma das células pode reduzir a expressão de proteínas de interesse. / RNA interference (RNAi) is a mechanism in which small interfering RNA molecules (siRNA) inhibit gene expression, by causing the messenger RNA degradation. Thus, siRNA is a promising therapy for the treatment of several diseases such as cancer. However, the development of delivery systems able to protect the siRNA from degradation and promote its cell uptake is essential for therapeutic use of siRNA. Among the delivery systems, the localized delivery system such as in situ gelling delivery system, have advantages over systemic administration. Precursor fluid formulations (FFP), which forms in situ viscous liquid crystalline systems, can be obtained from amphiphilic lipids that absorb water from the environment and self-assembling. In this context, the present study aimed to evaluate the in situ gel formed from the FFP (G-FFP), composed of monoglycerides (MO), polyethyleneimine (PEI), propylene glycol (PG) and Tris buffer, as localized delivery system for siRNA in skin cancer therapy. The results showed that the G-FFP is a mixture of cubic and hexagonal phase. The G-FFP sustained release of siRNA and the siRNA is released complexed with PEI. The FFP can be sterilized by membrane filtration at 0.22 ?m. FFP was able to complex high siRNA concentration (15 mM) and protect the siRNA from degradation. The cytotoxicity was dependent on the FFP concentration, when FFP was complexed with siRNA it was observed a decreased in toxicity. The siRNA released from G-FFP was uptake by A431, FaDu, HeLa, A549, WM35/DLC2-GFP and MCF-7/DLC2-GFP cells. In addition, specific siRNAs released from G-FFP were able to reduce the expression of Firefly luciferase in HeLa and FaDu cells, but they were unable to reduce the expression of the epidermal growth factor receptor (EGFR) in A431, HeLa, A549 and FaDu cells. The reduction of expression of EGFR in A549 cells was observed when siRNA therapy was combined with photochemical internalization. From these results, can be inferred that the efficiency of siRNA transfection and knockdown was dependent on both the type of cell line and the desired target protein. In vivo studies showed that the gel was formed in situ after intratumoral injection. 3 days after intratumoral administration of FFP containing EGFR specific siRNA, 30% of reduction in the tumors size compared to tumors treated with FFP without siRNA was observed. Based on these results, could be concluded that the developed system is a potential siRNA delivery system when administered subcutaneously and intratumoral, because it was able to complex siRNA, promoted its cell uptake and the siRNA released into the cytoplasm of the cell may reduce the expression of target proteins

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma modalidade de tratamento de câncer relativamente nova e promissora. Baseia-se na utilização de uma substância fotossensibilizante e luz para provocar um dano seletivo ao tecido alvo, sendo que a seletividade ao órgão/tecido deve ser reconhecida como uma das vantagens no tratamento do câncer. Atualmente, o desenvolvimento de sistemas de liberação e promotores de absorção visando a otimização da liberação tópica de fotossensibilizadores, apresenta-se como um promissor e inexplorado campo de pesquisa na TFD do câncer de pele. Sistemas de liberação compostos por monoleína, um lipídeo polar biocompatível, e água são capazes de aumentar a permeação de fármacos na pele, além de serem capazes de controlar a liberação dos mesmos. No presente estudo foram desenvolvidas e caracterizadas nanodispersões de cristais líquidos como sistemas de liberação para os fotossensibilizadores Protoporfirina IX (PpIX) e Ftalocianinas de Zinco (ZnPc) e Cloro Alumínio (ClAlPc), objetivando otimizar a penetração cutânea destes na epiderme. As nanodispersões foram avaliadas em relação a sua eficiência de encapsulação, estabilidade física e química dos fotosensibilizadores veiculados, bem como a permeação e retenção cutânea in vitro e in vivo por microscopia de fluorescência. Estudos de pré-tratamento foram realizados, objetivando-se verificar o efeito promotor de absorção cutânea das nanodispersões desenvolvidas. Os experimentos de eficiência de encapsulação e estabilidade mostraram que as nanodispersões são um sistema de liberação adequado a aplicação tópica de fotosensibilizadores. Os experimentos in vitro mostraram que as nanodispersões aumentaram a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc no estrato córneo em, respectivamente, 3,4 e 11,7 vezes, quando comparadas a formulação controle. Na epiderme mais derme sem estrato córneo, os aumentos promovidos pelas nanodispersões foram de 6,5 e 9,7 vezes para a PpIX e ClAlPc. No experimento in vivo as nanodispersões aumentaram a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc no estrato córneo em, respectivamente, 13,7 e 7,0 vezes, quando comparadas ao controle, sendo que na epiderme mais derme sem estrato córneo somente as nanodispersões foram capazes de promover a penetração cutânea destes fotossensibilizadores nestas camadas da pele. A visualização da penetração cutânea dos fotosensibilizadores por microscopia de florescência confirmou os resultados obtidos nos experimentos in vivo de que as nanodispersões foram superiores ao controle em aumentar a penetração cutânea da PpIX e ClAlPc em camadas mais profundas da pele. Os resultados obtidos mostraram que as nanodispersões desenvolvidas são sistemas de liberação promissores para a PpIX e ClAlPc no tratamento do câncer de pele na TFD uma vez que aumentaram in vitro e in vivo a penetração cutânea destes na epiderme. / Photodynamic therapy (PDT) is a relatively new and promising cancer treatment modality that involves the administration of a photosensitizing drug and its subsequent activation by light to produce activated oxygen species that selectively destroy target cells. Recently, PDT to treat skin cancer is focused on the development of drug delivery systems and penetration enhancers that aim to optimize the topical release of photosensitizers. Drug delivery systems based on monoolein, a biocompatible polar lipid, and water are able to enhance the cutaneous penetration of drugs and control their release. Liquid crystal nanodispersions were developed and characterized in this project as delivery systems for the photosensitizers Protoporphyrin IX (PpIX) and Zinc and Chloroaluminum phthalocyanines (ZnPc and ClAlPc), aiming to increase their topical penetration in the epidermis. The physical stability of the nanodispersions, their encapsulation efficiency and the chemical stability of the photosensitizers incorporated were tested. In vitro and in vivo skin penetration tests were performed to verify the efficacy of the nanodispersions in enhancing the topical delivery of the photosensitizers. In vitro pre-treatment tests were conducted to determine if the nanodispersions are able to increase the skin penetration of the photosensitizers by a penetration enhancing effect. Stability and encapsulation efficiency tests showed that nanodispersions are an adequate topical delivery system for photosensitizers. In vitro experiments showed increased PpIX and ClAlPc penetration in the stratum corneum, respectively, of 6.5- and 9.7-fold for the nanodispersions compared to the control. In the epidermis with dermis, without stratum corneum, the increase promoted by the nanodispersions for PpIX and ClAlPc were, respectively, of 6.5- and 9.7-fold. Experimental retention in vivo confirmed that when the nanodispersions were used as carrier, PpIX and ClAlPc concentrations in the stratum corneum were about 13.7- and 7.0-fold higher, respectively, than control. In the epidermis with dermis, without stratum corneum, only the nanodispersions were able to promote the skin penetration of these photosensitizers. Visualization of PpIX and ClAlPc skin penetration by fluorescence microscopy confirmed that the nanodispersions increased the skin penetration of these photosensitizers in deeper skin layers. The results showed that the nanodispersions are promising topical delivery systems in the PDT of skin cancer once they increased in vitro and in vivo the topical penetration of PpIX and ClAlPc in the epidermis.

A administração tópica do ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) tem se destacado na Terapia Fotodinâmica (TFD) do câncer de pele pela eficiência no tratamento de tumores e pelos reduzidos efeitos colaterais fototóxicos. Entretanto, esta eficácia é limitada devido à baixa penetração do 5-ALA na pele. Uma proposta para aumentar a penetração do 5-ALA na pele é a utilização de promotores de absorção cutânea, que visam alterar a barreira cutânea para várias moléculas bioativas. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento farmacotécnico de formulações contendo ácido oléico (AO) como promotor de absorção cutânea, visando o aumento da penetração cutânea do 5-ALA para a TFD do câncer de pele. O fluxo in vitro de 5-ALA das formulações contendo AO (10%) foi significativamente aumentado após 12 horas de experimento, em relação às formulações sem AO, principalmente para os grupos contendo 5% e 10% de 5-ALA. A retenção no estrato córneo (EC) e na[epiderme + derme] sem EC também aumentou significativamente, mostrando um efeito promotor do AO. Foram também realizados experimentos in vivo em camundongos, com o intuito de analisar o efeito da formulação sobre a produção e o acúmulo in vivo de protoporfirina IX (PpIX) na pele. Observou-se que a presença do promotor de absorção aumentou significativamente a quantidade de PpIX extraída da pele comparado às formulações sem este aditivo. Para visualizar a presença de PpIX no tecido, realizou-se microscopia confocal das peles de animais tratados com as formulações. As imagens foram condizentes com os experimentos in vivo, observando-se um aumento da intensidade de fluorescência nas amostras de pele que foram tratadas com as formulações contendo AO. Os resultados in vitro e in vivo mostraram a potencialidade das formulações contendo AO como promotor de absorção cutânea na liberação do 5-ALA na TFD do câncer de pele. / The topical administration of 5-ALA has been distinguished on skin cancer photodynamic therapy (PDT) because of its efficiency in the treatment of tumors and the reduced phototoxic collateral effects. However, this effectiveness is limited by its low penetration in the skin. A proposal to optimize the 5-ALA penetration in the skin is the use of cutaneous penetration enhancers, which seek to alter the cutaneous barrier for many bioactive molecules. The aim of this work was the pharmaceutical development of formulations containing oleic acid (OA) as a cutaneous penetration enhancer, seeking the increase of the cutaneous penetration of 5-ALA for skin cancer PDT. The in vitro flux of 5-ALA from formulations containing OA (10% w/w) was significantly increased after 12 hours of experiment, in comparison with formulations without OA, mainly for the groups containing 5% and 10% of 5-ALA. The stratum corneum (SC) and [epidermis + dermis] without SC retention were also significantly increased, showing an enhancer effect of the fatty acid. In addition, in vivo experiments were accomplished in mice, with the purpose of analyzing the formulation effect on the PpIX production and accumulation in the skin. It was observed that the penetration enhancer\'s presence significantly increased the amount of PpIX extracted from the skin, in contrast with formulations without this addition. To visualize the PpIX presence in the tissue, confocal microscopy of the treated animal skins was made. The images were suitable with the in vivo experiments, with increased intensity of fluorescence in the tissue samples that were treated with formulations containing OA. Both in vitro and in vivo results showed the potentiality of the formulations containing OA as a cutaneous penetration enhancer for 5-ALA delivery on the skin cancer PDT.