Os óleos vegetais constituem-se uma das fontes mais acessíveis da vitamina E pela população, sendo que o Brasil ocupa posição de destaque na América Latina como produtor e consumidor de óleos vegetais. Atualmente, dentre os óleos de maior consumo estão soja, palma, canola e girassol. As isoformas de vitamina E compreendem uma classe de oito compostos distintos denominados tocoferóis e tocotrienóis, sendo o α-tocoferol a isoforma de maior notoriedade, por sua conhecida ação antioxidante em sistemas biológicos e também como antioxidante natural na indústria de alimentos. A eficiência nutricional de um composto pode estar relacionada com a bioacessibilidade. Bioacessibilidade é a fração do nutriente que é liberada da matriz alimentar para a região gastrointestinal e está passível de absorção, podendo ser afetada por diversos fatores relacionados à própria matriz alimentar. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi inicialmente quantificar as isoformas de vitamina E em quatro óleos refinados (girassol, canola, palma e milho) e avaliar a bioacessibilidade da vitamina E nesses óleos antes e após tratamento térmico. O tratamento térmico utilizado foi a fritura contínua em batatas (1 h a 180°C). Foi realizada a caracterização físico-química dos óleos vegetais refinados, antes e após o processo de fritura e verificado parâmetros de qualidade dos óleos. Para isso foram realizadas as análises de umidade da batata, teor de ácidos graxos livres, índice de peróxidos, composição em ácidos graxos e estabilidade oxidativa. A quantificação das isoformas de vitamina E foi realizada por CLAE acoplada ao detector de fluorescência, e para a determinação da bioacessibilidade da vitamina E, foi utilizado um modelo in vitro com cultivo de células Caco-2. O óleo de palma apresentou bioacessibilidade superior aos demais óleos estudados, seguido do óleo de milho, canola e girassol. A fritura contínua por 1 hora reduziu significativamente os teores totais de tocoferóis e tocotrienóis, e influenciou positivamente sobre a vitamina E na fração bioacessível. / The vegetable oils are one of the most acessible sources of vitamin E by the population, and Brazil occupies the leading position in Latin America as a producer and consumer of vegetable oils. Currently, soybean, palm, canola and sunflower oils are among the most consumed oils. The vitamin E isomers comprise the class of eight distinct components called tocopherols and tocotrienols, with α-tocopherol being the most notorious isomer, due to its known antioxidant action in biological systems and also as a natural antioxidant in the food industry. The nutritional efficiency of compounds may be related to bioaccessibility. Bioaccessibility is the fraction of the nutrient that is released from the food matrix into the gastrointestinal region and is passible toabsortion, which can be affected by several factors related to the food matrix. Thus the objective of this study was to quantify vitamin E isomers in four refined oils (sunflower, canola, palm and corn) and to evaluate the its bioaccessibility in these oils before and after heat treatment. The heat treatment used was the continuous frying of potatoes (1 h at 180 °C). The physico-chemical characterization of refined vegetable oils before and after the frying process was carried out, and the quality parameters of the oils were verified. For this, the potato moisture and the content of free fatty acids, peroxide index, fatty acid profile of the oils were carried out. Quantification of vitamin E isomers was performed by HPLC coupled to a fluorescence detector, and an in vitro model of Caco-2 cell culture was used to determine the bioacessibility of vitamin E. Palm oil had higher bioaccessibility than corn, canola and sunflower oil. Continuous frying for 1 hour significantly reduced the total contents of tocopherols and tocotrienols, and positively influenced by the vitamin E in the bioaccessible fraction.

Escherichia coli enteroinvasora (EIEC) e Shigella spp. causam disenteria bacilar, caracterizada pela destruição das células epiteliais da mucosa do cólon do hospedeiro. Ambos os microrganismos apresentam características bioquímicas, genéticas e patogênicas semelhantes, porém a doença causada por EIEC se apresenta numa forma mais branda e auto limitante. Dois genes plasmidiais, icsA e icsB estão envolvidos na disseminação intra e intercelular da bactéria, fator importante na produção e resolução da doença. Trabalhos anteriores mostraram que S. flexneri M90T possui uma capacidade maior de disseminação do que o sorotipo de EIEC O124:H-. Devido a esses resultados surgiu a seguinte pergunta: Será que essas diferenças moleculares e fenotípicas estariam restritas ao sorotipo O124:H- ou é comum ao patotipo EIEC? Assim, neste trabalho avaliamos as características fenotípicas e moleculares de onze diferentes sorotipos de EIEC e as comparamos com as amostras de S. flexneri. Pelo ensaio de placas de lise em células Caco-2 mostramos que a capacidade de disseminação de todos os sorotipos de EIEC é menor quando comparada à Shigella M90T. Ao avaliar as sequências gênicas vimos polimorfismos dos genes icsA e icsB dentro do grupo EIEC, assim como em relação aos sorotipos S. flexneri 2a e S. flexneri 5a. A menor disseminação, apresentado pelo patotipo de E. coli, pode estar associada com o processo de ligação e/ou recrutamento de N-WASP, como também na interação com outras proteínas do hospedeiro. / Enteroinvasive Escherichia coli (EIEC) and Shigella spp cause bacillary dysentery in humans by invading and multiplying within epithelial cells of the colonic mucosa. Although EIEC and Shigella spp share many genetic and biochemical similarities, the illness caused by EIEC is less severe. The effector proteins IcsA and IcsB are important in the physiopathology of the disease triggered by EIEC and Shigella spp. IcsA is required for intracellular actin-based motility, and the role of IcsB is to camouflage IcsA from the autophagic host defense system. Previous studies showed that EIEC O124:H- showed a significantly less efficient cell-to-cell Caco-2 dissemination when compared with S. flexneri. Due to these results the following question arose: Are molecular and phenotypic differences restricted to serotype O124:H- or is it common to EIEC pathotype? Thus, this study evaluated the phenotypic and molecular characteristics of eleven different serotypes of EIEC and compares them to samples of S. flexneri. All EIEC serotypes presented lower cell-to-cell Caco-2 dissemination compared to Shigella M90T, and the differences between this two species expanded to the icsA and icsB gene sequences, in which it was possible to observe a polymorphism of the genes. The smallest spread presented by EIEC E. coli pathotype could be associated with the connection process and/or recruitment of N-WASP, as well as to other important host proteins.

Diversos estudos com compostos fenólicos têm demonstrado os efeitos benéficos destas substâncias frente a diversas patologias, incluindo alguns tipos de câncer. Considerando que os polifenóis da dieta, não absorvidos, podem permanecer no trato gastrointestinal por um período prolongado, e as células do epitélio intestinal podem ser regularmente expostas a estes compostos, é importante avaliar seu potencial efeito benéfico no trato gastrointestinal. Entretanto, é necessário determinar como o processo de digestão afeta a estabilidade e propriedades químicas destes compostos. O objetivo deste estudo foi avaliar a bioacessibilidade dos polifenóis de sucos de frutas da família Myrtaceae: cagaita (Eugenia dysenterica DC), camu-camu (Myrciaria dubia Mc Vaugh) e jaboticaba (Myrciaria cauliflora B.), o efeito da digestão gastrintestinal in vitro sobre sua atividade antioxidante, e a ação dos polifenóis dos sucos digeridos sobre a proliferação, ciclo celular e apoptose em células Caco-2 de adenocarcinoma de cólon humano. A digestão simulada in vitro causou perdas de alguns compostos, tais como os derivados de cianidina encontrados na jaboticaba, possivelmente devido às condições do pH intestinal. No entanto, o conteúdo de ácido elágico livre aumentou em todos os sucos analisados, indicando a ocorrência de hidrólise durante o processo de digestão in vitro, liberando ácido elágico a partir dos elagitaninos. A atividade antioxidante dos polifenóis foi afetada de forma diferente pela digestão in vitro, de acordo com o suco, provavelmente relacionado à composição de polifenóis. Quanto à proliferação, ciclo celular e apoptose, os polifenóis a partir da fração bioacessível do camu-camu apresentou aproximadamente 30% de inibição da proliferação, seguido pela cagaita com 24%, ambos na maior concentração testada (50 µg EAG/mL). Jaboticaba não apresentou efeito inibitório nas concentrações testadas, entretanto os compostos fenólicos de todas as frações bioacessíveis (50 µg EAG/mL) apresentaram parada no ciclo celular na fase G2/M sem induzir apoptose nas células Caco-2. Os resultados sugerem que os polifenóis das Myrtaceae podem modular a proliferação nas células Caco-2 por bloqueio da progressão do ciclo celular na fase G2/M e assim oferecer efeitos benéficos para a saúde do trato gastrointestinal. / Several studies with phenolic compounds have shown the beneficial effects of these substances across various diseases, including some types of cancer. Considering that most of the polyphenols and their conjugates, unabsorbed, can remain in the lumen for a prolonged period, and epithelial cells lining the intestine are regularly exposed to these compounds, it is important to evaluate their potential beneficial effects in the gastrointestinal tract. However it is necessary to evaluate how the digestion process affects the stability and chemical properties of these compounds. The aims of this study were to evaluate the bioaccessibility of polyphenols in juices from Brazilian native fruits of the Myrtaceae family (cagaita, camu-camu and jaboticaba), the effect of in vitro gastrointestinal digestion on their antioxidant activity, and the action of polyphenols from digested juices on proliferation, cell cycle and apoptosis in human colon cancer Caco-2 cells. The results showed that in vitro gastrointestinal digestion caused losses of some polyphenols, such as cyanidins derivatives from jaboticaba, possibly due to the exposure to conditions of intestinal pH. However, contents of free ellagic acid increased in all the juices analyzed, indicating the occurrence of hydrolysis during in vitro digestion process, releasing ellagic acid from the ellagitannins. The antioxidant activity was affected for different forms by the in vitro digestion, demonstrating be related to individual components present in each sample and the mechanisms by which they act as antioxidants. Regarding the evaluation of proliferation, cell-cycle and apoptosis, polyphenols from bioaccessible fractions of camu-camu showed about 30% of inhibition of proliferation, followed by cagaita with 24%, both at the highest concentration tested (50 µg GAE/mL). Jaboticaba did not show inhibitory effect at the concentrations tested but the phenolic compounds of all bioaccessible fractions (50 µg GAE/mL) showed arrest in G2/M phase of cell-cycle without inducing apoptosis in the Caco-2 cells. Results suggest that Myrtaceae polyphenols may modulate the proliferation of Caco-2 cells by blocking the progression of cell-cycle at G2/M phase, providing beneficial effects to gastrointestinal health.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química / Ingeniera Civil en Biotecnología / El hierro es un metal traza, fundamental para la existencia de la vida. Los niveles de hierro en el organismo deben ser altamente controlados ya que pequeñas variaciones desencadenan numerosas enfermedades, entre ellas la anemia y hemocromatosis. En seres humanos la presencia de este metal se controla regulando su absorción intestinal, en donde el hierro ingresa al organismo a través de la proteína DMT1, ubicada en la cara apical de los enterocitos. Luego, el hierro es transportado a la cara basolateral y finalmente, es expulsado al torrente sanguíneo mediante la proteína FPN1. \par El objetivo de este trabajo es analizar el transporte de hierro en células Caco-2 mediante métodos experimentales y modelación matemática. Para esto se determinaron experimentalmente los flujos de hierro en el tiempo, a diferentes concentraciones iniciales en el medio apical. Se determinó la velocidad inicial de la absorción en función de la concentración apical. Y además, se midió la cantidad de hierro que ingresa a las células luego de una segunda exposición al metal. Los resultados de estos experimentos concuerdan con las magnitudes reportadas en casos similares, pero muestran un comportamiento no lineal en los flujos de absorción, lo cual no había sido observado anteriormente. \par Para analizar matemáticamente los resultados experimentales obtenidos, se desarrolló un modelo empírico y un modelo fenomenológico. El modelo empírico se construyó utilizando un algoritmo de programación genética modificado para lograr mejores resultados. El modelo representa adecuadamente los datos experimentales utilizados en la etapa de entrenamiento, alcanzado un coeficiente de determinación de $R^2=0.85$ y un error de generalización de $MSE_{jk}=1.32$. Además, el modelo permite representar la velocidad inicial de absorción apical, es decir, datos que no fueron empleados en la etapa de entrenamiento del algoritmo. Por otro lado, el modelo exhibe características básicas del fenómeno, sin que se le entregue información a priori al respecto. \par El modelo fenomenológico consta de un conjunto de ecuaciones diferenciales ordinarias que capturan dos fenómenos relevantes. La actividad de DMT1 y la variación de la cantidad de ésta en la membrana apical. Este modelo permite simular todos los escenarios estudiados experimentalmente, asimismo representa los flujos de absorción apical con un coeficiente de determinación de $R^2=0.867$, mientras que su error de generalización es de $MSE_{jk}=1.39$. \par Del análisis realizado, se concluye que la endocitosis de DMT1 desde la cara apical, es un fenómeno relevante en el proceso de absorción de hierro. Este fenómeno no había sido considerado anteriormente y debe ser estudiado en detalle para poder caracterizar el sistema. \par En el trabajo se planteó una metodología para desarrollar modelos empíricos que puede utilizarse en otros sistemas biológicos complejos. Su principal ventaja es que permite mejorar la capacidad de generalización de los modelos realizados.

Ingeniera Civil en Biotecnología / El hierro es un elemento fundamental para muchos organismos por las reacciones en las que se encuentra involucrado, y su absorción está altamente regulada por mecanismos a diferentes niveles. El transporte de hierro se realiza en el duodeno a través de proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana apical de los enterocitos (DMT1, Divalent Metal Transporter 1). Uno de los mecanismos de regulación involucra la traslocación de estas proteínas hacia el interior de las células cuando éstas son expuestas a una cierta concentración de hierro en la cara apical. Mediante este mecanismo se disminuye la absorción del mineral minutos después de dicha exposición. En el presente trabajo se busca proponer un modelo fenomenológico que permita representar cualitativamente los perfiles de distribución espacial de DMT1 en el interior célular. Estos perfiles han sido observados experimentalmente en la línea celular Caco-2, la cual es comúnmente utilizada para estudios de transporte de hierro debido a sus características similares con los enterocitos del intestino delgado. El modelo propuesto consiste en un sistema de ecuaciones diferenciales parciales cuya simulación permite obtener la distribución de DMT1 en el tiempo y espacio. Se realizaron simulaciones para obtener la distribución estacionaria inicial, y la evolución del sistema desde dicho estado hasta alcanzar una nueva distribución estacionaria producto de perturbar el sistema mediante la introducción de un pulso de hierro. Como resultado se observó que el modelo es capaz de reproducir cualitativamente el comportamiento observado experimentalmente. A través de un estudio de variación de parámetros, se verificó que el comportamiento del sistema corresponde a lo esperado biológicamente. A partir de dicho estudio se encontró un set de parámetros que permiten simular el comportamiento en el estado previo a la exposición de hierro y uno que simula el estado posterior a dicha exposición. Se concluye que este modelo propuesto representa una primera aproximación para la simulación del movimiento de DMT1 en células Caco-2. El modelo desarrollado en este trabajo es adecuado también para la representación de otros sistemas que involucren movimiento de vesículas o elementos desde un sitio a otro de la célula, debido a que sus ecuaciones son generales y sus parámetros pueden ser variados para la simulación de diferentes escenarios tales como distintas concentraciones de proteínas motoras o distintas velocidades de transporte. Ejemplos de estos sistemas son el movimiento vesículas de las proteínas transportadoras de glucosa GLUT-4, o la transistosis de diversos elementos en células epiteliales.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Uppsala universitet, 2005. / Härtill 4 uppsatser.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Farmácia, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:54:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294811.pdf: 4760452 bytes, checksum: fa236ca094f2d6addc744e0ad2b1cb85 (MD5) / A absorção oral de um fármaco é controlada fundamentalmente por dois fatores: a solubilidade aquosa/dissolução e a permeabilidade intestinal. Portanto, a determinação dessas características ainda nas fases de descoberta e desenvolvimento de fármacos pode prover moléculas com ótimo perfil biofarmacêutico. Nesse sentido, esta tese teve dois objetivos: implementar e validar o modelo de avaliação da permeabilidade in vitro com células Caco-2 no Laboratório de Virologia Aplicada da UFSC, e aplicar esse modelo na determinação da permeabilidade de fármacos e compostos em estudo. Na implementação do modelo Caco-2 foi demonstrada a adequação morfológica das células, através do monitoramento da resistência elétrica transepitelial e da permeabilidade do Lucifer yellow. Através da avaliação da permeabilidade de fármacos marcadores (aciclovir, carbamazepina, hidroclorotiazida, propranolol, vimblastina e verapamil) em experimentos de transporte bi-direcional foi demonstrado que o modelo foi devidamente validado, já que foi estabelecida correlação entre a permeabilidade in vitro e a absorção em humanos. Adicionalmente, uma metodologia por CLAE-UV foi desenvolvida e validada para a determinação concomitante de todos esses fármacos marcadores. Na segunda etapa, avaliou-se o complexo talidomida:hidroxipropil-?-ciclodextrina, desenvolvido e caracterizado no estado sólido por diferentes técnicas, que comprovaram a complexação do fármaco e a redução da sua cristalinidade. Essas alterações culminaram em um leve aumento da solubilidade aparente do fármaco, bem como propiciaram um perfil de dissolução superior, quando comparado ao da talidomida isolada. No entanto, nenhuma alteração na permeabilidade foi detectada. Esses resultados sugerem que esta complexação poderia aumentar a biodisponibilidade oral da talidomida, através do aumento da sua solubilidade nos fluídos gastrointestinais, bem como facilitando a sua dissolução a partir de uma forma farmacêutica sólida. Também foi avaliado o composto anti-herpético galato de pentila, e foi demonstrado que ele apresenta perfis de permeabilidade intestinal e cutânea favoráveis para sua absorção oral e permeação tópica, respectivamente. Assim, após administração oral, sua biodisponibilidade não seria limitada pela permeabilidade intestinal, e no que se refere à administração tópica, ele ficaria restrito às camadas da pele no local de aplicação. Esses dados fornecem informações valiosas para o desenvolvimento de formas farmacêuticas e para a avaliação da atividade antiviral in vivo. Em suma, o modelo com células Caco-2 foi implementado, validado e aplicado satisfatoriamente, o que permitirá a execução de estudos colaborativos, sobretudo com o enfoque do Sistema de Classificação Biofarmacêutica.

Le développement de médicaments de nature peptidique est principalement limité par une faible biodisponibilité orale. La macrocyclisation a été identifiée comme une solution possible à certains problèmes de métabolisme, mais une basse perméabilité constitue souvent le facteur limitant. Pourtant, certains macrocycles, dont la cyclosporine, parviennent à traverser les membranes. À l’heure actuelle, alors que la perméabilité de grands macrocycles peptidiques fait l’objet de nombreuses études, celle des macrocycles semi-peptidiques demeure peu explorée. Afin de mieux comprendre la relation structure perméabilité des macrocycles peptidiques et semi peptidiques, une librairie de 36 composés a été synthétisée en incorporant de façon systématique deux modifications structurales ciblant l’aspect conformationnel : 1) le remplacement de résidus peptidiques par des résidus peptoïdiques et 2) l’utilisation de différents chaînons chiraux. Ces composés ont été testés dans des essais de perméabilité et les résultats obtenus couvrent une grande plage de valeurs. Une de ces modifications a apporté une hausse importante de la perméabilité dans la majorité des cas.

Lithium, together with hydrogen and helium, were the only elements formed duringthe big bang. Lithium today, is a component in various products, some examples aregrease, ceramics, lithium-ion batteries and medication for bipolar disorder. Eventhough the knowledge of lithium’s interactions with biota and our environment islimited, the use of lithium is increasing. In humans, lithium is primarily absorbed in thesmall intestine through Na-channels. The average daily intake varies a lot, but in1985 it was estimated to range from 650 to 3100 μg for a 70 kg adult, according tointernational studies. However, it is not considered as a micronutrient and does nothave a recommended daily intake. Levels in some drinking waters are estimated toreach 170 μg L-1but no definite limit values are set. Humic substances are omnipresent in soil and freshwaters and is well known to formcomplexes with various cations such as most metals. In plants, the complexation ofcadmium and zinc with humic substances decreases their toxicity. However,currently, no studies have been published regarding if this is valid for animal cells aswell. To investigate if this is the case, in vitro tests were performed on Caco-2 cells,which originate from a colon carcinoma. These cells were exposed to a lithium concentration of 10 μg L-1in a nutrient medium for 2 hours. To a series of thesamples, humic acid was added to give a final concentration of 9.86 μg L-1 in thesolution to investigate if that would influence the lithium uptake. The study also includes a methodological evaluation if the performance of microplasma atomic emission spectroscopy (MP-AES) is suitable for the analyses of heavymatrices, e.g. nutrient medium and 1% Triton X solution. After optimization of instrumental parameters, it was concluded that MP-AES can beused for analysis of heavy and complex matrices. It requires, however, the use ofmatrix matched calibration solutions and addition of caesium as ionization buffer incombination with lithium signal correction using internal standards. It is alsoconcluded that lithium is absorbed by Caco-2 cells and that there was no indicationthat humic acid altered this uptake. / Litium är en viktig komponent in många produkter, bland annat smörjmedel, keramik,litium-jonbatterier och medicin mot bipolär sjukdom. Även fast dagens kunskap omlitium och dess interaktioner med miljö och organismer är begränsad, ökaranvändandet av litium. I människor absorberas litium primärt i tunntarmen genomNa-kanaler. Det dagliga intaget av litium varierar geografiskt och med livsstil och detfinnas inga bestämda gränsvärden. I USA var det dagliga intaget av litium 1985uppskattat att ligga kring 650 till 3100 μg hos en vuxen som väger 70 kg. Humusämnen är väl kända för att bilda komplex med flertalet metaller. I växter hardet påvisats att humusämnen kan bilda komplex med kadmium och zink vilketminskar toxiciteten av dessa för växten. Inga studier har dock hittats gällandehumusämnens eventuella möjligheter att minska toxiciteten av litium, eller andrametaller, hos djur eller människor. För att undersöka detta närmare har denna studiegjorts för att få ökad förståelse kring absorptionen av litium till Caco-2 celler samt föratt se om närvaro av humussyra kan påverka ett eventuellt upptag. Vidare presenteras resultat från en metodologisk utvärdering om MP-AES kananvändas för att kvantifiera litium i tyngre matriser, såsom näringsmedium för celleroch Triton X-100. Resultaten visar att MP-AES kan användas för dessa matriser genom att användamatrismatchade kalibreringslösningar och cesium som jonisationshämmare ikombination med korrigering av litiumsignalen med hjälp av signalen från internstandard. Sammanfattningsvis så absorberar Caco-2 celler litium och ingenindikation på att humusämnen påverkar detta upptag kunde hittas.

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