Orientador: Luis Octavio Regasini / Coorientador: Janaina de Cassia Orlandi Sardi / Banca: Mara Corrêa Lelles Nogueira / Banca: Tais Maria Bauab / Resumo: Staphylococcus aureus é uma bactéria Gram-positiva, comensal e patogênica, que coloniza aproximadamente 30% da população humana, apresentando resistência a vários antibióticos. Estudos indicam a bioatividade da curcumina e do cinamaldeído contra S. aureus, no entanto, ambos apresentam limitações que impedem seu uso como agente terapêutico. Assim, a fim de otimizar a atividade anti-S. aureus da curcumina e do cinamaldeído, bem como suas propriedades químico-biológicas, no presente estudo, duas séries de híbridos curcumina-cinamaldeído foram planejadas e sintetizadas, sendo posteriormente avaliadas contra S. aureus sensível e resistente à meticilina (MSSA e MRSA). O híbrido mais ativo foi selecionado para avaliação da sua combinação com antibióticos, e quanto a sua atividade anti-adesão, antibiofilme e no tempo de morte de MSSA e MRSA. A toxicidade in vivo deste hídrido também foi avaliada utilizando o invertebrado Galleria mellonella. Os híbridos ainda foram avaliados quanto à sua atividade antibacteriana contra outras espécies bacterianas e Mycobacterium tuberculosis, e investigados in silico quanto às suas propriedades drug-likeness. Trinta híbridos foram obtidos com pureza entre 86 e 100%, sendo doze inéditos. Em geral, a hibridação molecular entre a curcumina e o cinamaldeído manteve ou aumentou a atividade antibacteriana dos híbridos quando comparados com a curcumina e com o cinamaldeído, sendo que a lipofilicidade foi um parâmetro central na bioatividade contra MSSA e... / Abstract: Staphylococcus aureus is a gram-positive, commensal and pathogenic bacteria that colonizes approximately 30% of the human population, presenting resistance to several antibiotics. Studies indicate the bioactivity of curcumin and cinnamaldehyde against S. aureus, however, both have limitations that prevent its use as a therapeutic agent. Thus, in order to optimize anti-S. aureus activity of curcumin and cinnamaldehyde, as well as its chemical-biological properties, in the present study, two series of curcumincinnamaldehyde hybrids were planned and synthesized and subsequently evaluated against methicillin-susceptible and methicillin-resistant S. aureus (MSSA and MRSA). The most active hybrid was selected for evaluation of its combination with antibiotics, and for its anti-adhesion activity, antibiofilm and the time kill of MSSA and MRSA. In vivo toxicity of this hybrid was also evaluated using the Galleria mellonella invertebrate. Hybrids were further evaluated for their antibacterial activity against other bacterial species and Mycobacterium tuberculosis, and investigated in silico for their drug-likeness properties. Thirty hybrids were obtained with purity between 86 and 100%, of which twelve were unpublished. In general, the molecular hybridization between curcumin and cinnamaldehyde maintained or increased the antibacterial activity of hybrids when compared to curcumin and cinnamaldehyde, and lipophilicity was a central parameter in bioactivity against MSSA and MRSA ... / Mestre

Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / Uno de los grandes desafíos para mejorar los tratamientos actuales es el desarrollo de sistemas de liberación de fármaco sitio-específico que aumenten la efectividad y reduzcan los efectos adversos de las terapias convencionales. Los microgeles son sistemas atractivos para la entrega de fármacos debido a que permiten proteger a los principios activos del medio externo aumentando su estabilidad y modificando su perfil de liberación en respuesta a diversos estímulos. En esta investigación se propone incluir nanopartículas de oro (AuNPs) en microgeles para evaluar si estos responden a la generación de calor local que se manifiesta al irradiar las AuNPs, promoviendo la liberación de otra molécula co-encapsulada. De esta manera se puede lograr un control espacial y temporal en la liberación del fármaco. Específicamente, se desarrollaron microgeles de alginato en los que se incluyó AuNPs modificadas con el péptido CLPFFD que permite el reconocimiento selectivo de agregados tóxicos de la proteína amiloide. Asimismo, en los microgeles se incluyó el fármaco lipofílico curcumina vehiculizado en nanosistemas de núcleo oleoso. Desde el punto de vista galénico, hemos demostrado que utilizando equipamiento automatizado es posible controlar diversas variables de las formulaciones de microgeles (tamaño, polidispersidad y reproducibilidad) que permiten obtener sistemas altamente estables y aplicables a nivel industrial. En los ensayos de liberación se pudo observar que al irradiar (láser a 532 nm) los microgeles en presencia de las AuNPs, se produce una liberación significativa y sostenida en comparación con ensayos sin irradiación o irradiados pero sin las AuNPs. Estos hallazgos nos permiten concluir que los microgeles con inclusión de AuNPs podrían ser una herramienta promisoria para liberación controlada espacial y temporalmente de fármacos / One of the great challenges to improve current treatments is the development of site-specific drug delivery systems that increase effectiveness and reduce side effects of conventional therapies. Microgels are attractive systems for drug delivery because they allow to protect drugs from the external environment improving its stability and modifying their release profile in response to various stimulus. In this research we aim to incorporate gold nanoparticles (AuNPs) in microgels to assess its response to the local heat generation produced by irradiating the AuNPs, promoting the release of another co-incorporated molecule. This way we can obtain spatial and temporaly controled drug release. Alginate microgels were developed and loaded with AuNPs that were linked to the CLPFFD peptide which allows the selective recognition of toxic amyloid protein. We also incroporate the lipofilic drug curcumin encapsulated in oil-core nanocarriers From a pharmaceutical point of view, we have shown that by using automated equipment several variables can be controled in microgels formulations (size, polydispersity and reproducibility), allowing highly stable and applicable to industrial scale systems. In release tests, we observed that upon irradiation (532 nm laser) microgels had a significant and sustained release in presence of AuNPs compared to non-irradiated assays or irradiated without AuNPs. These findings allow us to conclude that microgels loaded whith AuNPs could be a promising tool for spatial and temporally controlled drug release / Fondecyt; Fondap

Orientador: Alessandra Nara de Souza Rastelli / Resumo: A inativação fotodinâmica é descrita como terapêutica promissora na inativação de micro-organismos bucais. A curcumina é um fotossensibilizador com característica hidrofóbica, e que pode comprometer a sua eficiência. Dessa forma, torna-se relevante o desenvolvimento de estudos que verifiquem o seu efeito quando conjugada a micelas poliméricas. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade da inativação fotodinâmica em biofilme de Streptococcus mutans utilizando-se curcumina, conjugada ou não, a micelas como fotossensibilizador, irradiado por luz LED. Realizou-se a caracterização das micelas poliméricas nas concentrações de 0.1 e 0.5% de curcumina, por meio do Potencial Zeta, determinação do espalhamento de luz dinâmico, microscopia eletrônica de transmissão e a investigação dos mecanismos envolvidos na reação fotodinâmica. Após, foi selecionada a melhor concentração a ser utilizada na inativação fotodinâmica sobre biofilme de Streptococcus mutans. As concentrações inibitória mínima (CIM) e bactericida mínima (CBM) foram determinadas. Foram induzidos em placa de 96 poços biofilmes single espécie. Os biofilmes foram irradiados uniformemente com sistema de iluminação a LED (Biotable, MMO) em comprimento de onda de 460 nm com dose/densidade de energia de 15 J/cm2 . Unidades formadoras de colônia (UFC/mL), a partir da CIM e CBM foram obtidas. Por meio de microscopia confocal utilizando-se corante BacLight® LIVE/DEAD foi avaliado a viabilidade celular nos biofilmes. Diferente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Photodynamic inactivation is described as promising therapy in the inactivation of oral microorganisms. Curcumin is a hydrophobic photosensitizer, which can compromise its efficiency. Thus, the development of studies that verify its effect when conjugated to polymeric micelles becomes relevant. The objective of this study was to evaluate the effectiveness of photodynamic inactivation in Streptococcus mutans biofilm using curcumin, conjugated or not, to micelles as photosensitizer, irradiated by LED light. The characterization of the polymeric micelles in the 0.1% and 0.5% concentrations of curcumin was carried out by Zeta Potential, determination of dynamic light scattering, transmission electron microscopy and investigation of the mechanisms involved in the photodynamic reaction. After that, the best concentration to be used in photodynamic inactivation on Streptococcus mutans biofilm was selected. Minimum inhibitory concentrations (MIC), minimal bactericidal (MBC) were determined. Single-species biofilms were induced in 96-well plate. The biofilms were uniformly irradiated with a LED illumination system (Biotable, MMO) at wavelength of 460 nm with dose or energy density of 15 J/cm2. Colony forming units (CFU / mL) from CIM and CBM were obtained. By means of confocal microscopy using BacLight® LIVE/DEAD dye, cell viability in biofilms was evaluated. Different groups were analyzed: FSM+L+ (Photosensitizer conjugate micelles Pluronic + Light), FSD+L+ (Photosensitizer in 10% DM... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Celso Valentim Santilli / Resumo: A incidência de infecções cutâneas causadas por agentes bacterianos resistentes ao tratamento convencional com antibióticos tornou-se um grande problema de saúde pública. Algumas abordagens terapêuticas alternativas têm sido propostas, dentre elas a terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT) e hipertermia magnética (HM). A aPDT envolve a geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) por meio da combinação de luz, oxigênio molecular e um agente fotossensibilizador (FS), e a HM promove o aumento da temperatura de uma região anatômica submetendo nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro (SPIONPs) a um campo magnético alternado (CMA). O FS de escolha para este estudo foi a curcumina (CUR), muito usado em aPDT, porém tem a fotoavidade fortemente afetada em meios aquosos devido à tendência a agregação. Visando evitar isto, além de promover a melhoria da administração da CUR e a combinação de aPDT e HM num único material foi proposto neste trabalho a síntese de conjugados SPIONP-curcumina (Magh-CUR), assim como a sua avaliação em aPDT e HM contra Staphylococcus aureus em fase planctônica. Este material magnético foi preparado por uma metodologia de coprecipitação alcalina seguida por uma etapa de conjugação com a CUR. Os conjugados foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, potencial zeta, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, termogravimetria, magnetometria e ensaios de HM. Os resultados evidenciaram que ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The incidence of cutaneous infections caused by bacteria resistant to conventional antibiotic treatment has become a major public health problem. Some alternative therapeutic approaches have been proposed, among them antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) and magnetic hyperthermia (MH). The aPDT involves the generation of reactive oxygen species (ROS) by using the combination of light, molecular oxygen and a photosensitizing agent (PS), and MH promotes temperature increase of an anatomic region by subjecting superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONPs) to an alternating magnetic field (AMF). The PS of choice for this study was curcumin (CUR), widely used in aPDT, but still has its photoactivity strongly affected in aqueous media due to the tendency of aggregation. In order to solve this problem and to promote the improvement of the administration of CUR, we propose the combination of CUR and SPIONPs of maghemite in a single material. Therefore, the objective of this work was to synthesize a SPIONPs-curcumin conjugate (Magh-CUR) and, mediated by the aPDT, to evaluate it against Staphylococcus aureus in the planktonic phase. This magnetic material was prepared by an alkaline coprecipitation method followed by a conjugation step with CUR. The conjugates were characterized by X-ray diffraction, electron transmission microscopy, zeta potential, infrared spectroscopy with Fourier transform, thermogravimetry, magnetometry, MH assays. The characterizations showed that the ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A curcumina possui uma grande variedade de propriedades benéficas para a saúde humana. Devido a este fato, a indústria alimentícia tem aumentado a aplicação deste bioativo como aromatizante, conservante e aditivo para substituição dos corantes amarelos artificiais. No entanto, incorporar a curcumina em formulações alimentícias pode ser problemático porque sua molécula hidrofóbica tem baixa solubilidade em água e é muito sensível à luz. Os métodos de encapsulação em nanoemulsões podem tornar viável a proteção do curcuminoide, bem como permitir sua dispersibilidade em água. O objetivo do presente trabalho de Mestrado foi produzir nanoemulsões encapsulando curcumina pelo método do ponto de inversão da emulsão (EIP, emulsion inversion point), determinando parâmetros de operação que viabilizem um futuro escalonamento do processo e incorporação das dispersões em sorvete de massa sabor abacaxi. Os parâmetros de produção foram ajustados como: tipo e concentração de tensoativo (razão SOR), concentração de óleo de soja, tipo e concentração de cosolvente, tipo de impelidor/ velocidade de agitação e vazão de entrada da fase aquosa. As porcentagens de curcumina encapsulada foram 0,03, 0,07 e 0,10%. Dentre estas, a concentração de 0,07% foi a mais viável para a aplicação no sorvete de massa sabor abacaxi, por apresentar melhor distribuição de tamanho de gotícula (diâmetro hidrodinâmico), não apresentar variação significativa de oxidação lipídica, boa manutenção da curcumina encapsulada (70%) e, consequentemente, a sua cor, apresentando maior estabilidade do parâmetro TCD por um período de 60 dias. Os testes reológicos não mostraram mudança na estrutura de nanoemulsões com a encapsulação de curcumina. Das formulações testadas para sorvete de abacaxi contendo curcumina, a formulação usando nanoemulsões substituindo 50% da mistura comercial (B) teve uma maior aceitação de cor, sabor e aroma, sendo compatível com a formulação comercial (A). Esta formulação (B) e aquela com substituição completa da mistura comercial (C) apresentaram uma maior estabilidade quanto à manutenção da cor durante o período do estudo. Os testes reológicos não mostraram diferença estrutural entre as formulações testadas para sorvete de abacaxi. Indicando que não houve influência nas características estruturais do sorvete contendo nanoemulsão com curcumina encapsulada. / Curcumin has several beneficial properties and the food industry has been trying to increase the use of curcumin as flavoring, conservant or as a replacer of artificial yellow dyes. However, incorporating curcumin can be difficult due to its hydrophobicity and low water solubility, as well as high sensitivity to light. Encapsulation in nanoemulsions can be an interesting technological alternative to encapsulate and protect the curcuminoid. The objective of this study was to produce nanoemulsions encapsulating curcumin by the low-energy method EIP (emulsion inversion point), determining operating parameters that enable a future escalation of the process and incorporation of dispersions in pineapple ice cream. The production parameters were adjusted as: type and concentration of surfactante, soybean oil concentration, type and concentration of cosolvent, impeller type/speed stirring and flow of the aqueous phase. The percentages of encapsulated curcumin were 0.03, 0.07 and 0.10%. The concentration of 0.07% was the most viable for application in pineapple ice cream, for presenting better distribution of droplet size (hydrodynamic diameter), do not presente of significant changes in lipid oxidation, good maintenance of encapsulated curcumin (70%) and therefore its color, with greater stability of the TCD parameter for a period of 60 days. The rheological tests showed no change in the nanoemulsions structure with encapsulating curcumin. Among the formulations tested for pineapple ice cream incorporating encapsulated curcumin, the formulation using nanoemulsions replacing 50% of the commercial mixture (B) had a better acceptance of color, flavor and aroma and it is compatible with the commercial formulation (A). This formulation (B) and that with complete replacement of the commercial mixture (C) had a higher stability and maintenance of color during the storage period. The rheological tests showed no structural difference between the formulations tested for pineapple ice cream, indicating no influence on the structural characteristics of the ice cream containing nanoemulsion with encapsulated curcumin.

Trabalhos sugerem que a curcumina pode atuar na sepse diminuindo a liberação de mediadores pró-inflamatórios e de radicais livres. Na busca por aumentar sua biodisponibilidade, foi desenvolvido um processo fitotecnológico que gerou uma dispersão sólida de curcumina chamada DS17. O objetivo do nosso trabalho foi verificar a atividade biológica da dispersão sólida de curcumina (DS17) nas alterações imunológicas e metabólicas, utilizando modelo in vivo de sepse induzida em ratos por CLP, bem como avaliar as concentrações de nitrito in vitro em cultura de macrófagos peritoneais de animais sépticos e estimulados por LPS. Para os estudos in vivo ratos Wistar machos (250 a 300g) foram divididos em dois grupos, sepse polimicrobiana pelo modelo de ligadura e perfuração cecal (CLP) e operação fictícia (OF) sem ligadura ou perfuração do ceco. Esses animais foram pré-tratados com DS17 (100mg/kg), via oral, por 7 dias antes da indução da sepse e tratados 2 horas após o estímulo séptico. Um grupo de animais teve a sobrevida avaliada por 48 horas, o outro foi decapitado e teve o sangue coletado para análise de citocinas, proteína Heat shock 70 (HSP70), óxido nítrico (NO), volemia e glicemia e um terceiro grupo foi usado para avaliar a absorção de curcumina, por HPLC. Para os estudos in vitro foi realizada a cultura de macrófagos peritoneais tratados com DS17 e estimulados com LPS por 24 horas. Nossos resultados mostraram que a DS17 exerceu atividade biológica quando diminuiu as concentrações de IL-1? e IL-6 tanto no plasma como no lavado peritoneal 6 e 24 horas após a sepse, mas aumentou as concentrações plasmáticas de IL-6 , 4 horas após a sepse. Adicionalmente melhorou a hiperglicemia de fase aguda e a hipovolemia de fase tardia da sepse. Já as concentrações de IL10 plasmática e HSP 70 sérica diminuíram no período de 24 horas, enquanto o NO plasmático e a glicemia aumentaram nesse mesmo período. A análise da absorção da curcumina mostrou que ela está presente no plasma 4 e 6 horas, mas ausente 24 horas após a última administração de DS17. Essas alterações não foram suficientes para modificar significativamente a sobrevida, embora tenhamos observado pontualmente uma aparente melhora biológica de 20% em 24 horas. O tratamento da cultura de macrófagos com DS17 diminuiu a produção de NO que se seguiu à aplicação de LPS mostrando assim sua ação antioxidante in vitro. Nossos resultados sugerem que apesar do efeito oxidante da DS17 em modelo in vivo de sepse experimental, a mesma foi capaz de melhorar os parâmetros metabólicos e alterar a produção de citocinas pró e antiinflamatórias durante a fase aguda e tardia da sepse. Entretanto mais estudos são necessários para esclarecer o proposto efeito antiinflamatório e oxidante da curcumina durante a sepse experimental. / Studies suggest that curcumin may act in sepsis by decreasing the release of pro-inflammatory mediators and free radicals. In search to increase the curcumin\'s bioavailability was developed a phytothecnological process that generated a solid dispersion of curcumin named DS17. The aim of our study was to assess the biological activity of the solid dispersion of curcumin (DS17) in immunological and metabolical alterations observed in an in vivo model of sepsis in rats induced by CLP as well as to evaluate the concentration of nitrite in vitro in peritoneal macrophages culture of naïve rats and stimulated with LPS. For in vivo studies male Wistar rats (250 to 300 g) were divided into two groups, polymicrobial sepsis model by cecal ligation and puncture (CLP) and sham operation (OF) without cecal ligation and puncture. The animals were pretreated with DS17 (100mg/kg) orally for 7 days prior to CLP and treated 2 hours after surgery. One group of animals had the survival rate assessed for 48 hours, the other group was decapitated and the blood used to analyze cytokines, HSP 70, NO production, volemia and glicemia, a third group was used to analize curcumin absorption through HPLC. The in vitro studies were performed with intraperitoneal macrophages culture, treated with DS17 and stimulated with LPS for 24 hours. The dispersion decreased plasma IL-1? and IL-6 in plasma and peritoneal fluid, 6 and 24 hours after the sepsis stimulus. Additionally the DS17 improved the hyperglycemia of acute phase and hypovolemia of late phase of sepsis. On the other hand, plasma IL-10 and serum HSP70 decreased in 24 hours while plasma NO and glycemia increased in the same period. Moreover the HPLC results showed that curcumin is present in the plasma 4 and 6 hours, but absent 24 hours following the last DS17 administration. These changes were not sufficient to increase significantly the survival though we observed an apparent biological improvement of 20%, 24 hours following CLP. The DS17 treatment of macrophages reduced their NO production following LPS stimulus, showing an antioxidant effect in vitro. Our results suggest that despite the oxidant effect of DS17 in vivo experimental sepsis model, the dispersion has been able to improve metabolic parameters and change the production of proinflammatory and anti-inflammatory during the acute phase and late sepsis. However more studies are needed to clarify the proposed oxidant and anti-inflammatory effect of curcumin during experimental sepsis.

Diversas alterações genéticas estão associadas à patogênese do carcinoma epidermoide (CE), a neoplasia maligna mais comum de cabeça e pescoço. Algumas dessas alterações comprometem proteínas pertencentes à via de sinalização do AKT, envolvida em diferentes fenômenos celulares. Este projeto teve como objetivo estudar a expressão da proteína pAKT em linhagens celulares de carcinomas epidermoides de cabeça e pescoço, de forma a verificar possíveis alterações na expressão dessas moléculas em células de CE tratadas com Curcumina e Celecoxib. Foram utilizadas duas linhagens celulares de CE de cabeça e pescoço e uma linhagem de queratinócitos que foram divididas em quatro grupos: a. grupo controle não tratado; b. células tratadas com Curcumina, c. células tratadas com Celecoxib d. células tratadas com Curcumina e Celecoxib. A proliferação celular foi monitorada através do teste de viabilidade celular. A análise da expressão da proteína foi realizada através da técnica do Western Blot. Desta forma, foi possível entender em maior profundidade a ação do Celecoxib, da Curcumina e sua associação na via do AKT em carcinomas epidermoides de cabeça e pescoço. A associação de Curcumina com Celecoxib foi o tratamento que apresentou melhores resultados na redução da viabilidade celular. A linhagem SCC9 não apresentou expressão de pAKT após o tratamento com Curcumina e com a associação desta com o Celecoxib. A linhagem HaCat apresentou maior estabilidade na expressão de pAKT nos dois tempos de tratamento no grupo tratado com a associação das substâncias. A combinaçãoo da Curcumina com o Celecoxib mostrou resultados satisfatórios e promissores. / Several genetic changes are associated with the squamous cell carcinoma\'s (SCC) pathogenesis, the most common malignant head and neck tumor. Some of these changes compromise proteins that belong to the AKT signaling pathway, involved in different cellular\'s phenomena. The aim of this project was to study the expression of pAKT in head and neck SCC cell lines in order to investigate possible alterations in these molecules\'s expression in cells treated with Curcumin and Celecoxib. Two head and neck SCC cell lines and a line of keratinocytes was divided into four groups: a. control group: untreated; b. cells treated with Curcumin, c. cells treated with Celecoxib d. cells treated with Curcumin and Celecoxib. Cell proliferation was monitored by cell viability test. Analysis of the protein\'s expression was performed using the Western blot technique. Then was possible to understand the action of Curcumin, Celecoxib and its association in the AKT pathway in head and neck SCC. Curcumin\'s association with Celecoxib was the treatment that showed best results in cell viability reduction. The SCC9 cell line not presented pAKT expression after the treatment with Curcumin and its association with Celecoxib. The cell line HaCat showed greater stability in pAkt expression during the treatment period with the association of substances. The association of Curcumin and Celecoxib showed satisfactory and promising results.

A capacidade dos micro-organismos formarem biofilme em superfícies pode afetar diretamente a saúde do homem. A formação de biofilme microbiano pode ocorrer em superfícies como em tubos de água, ar condicionado, dispositivos médicos como endoscópios, cateteres e tubos endotraquais (TE). Pacientes debilitados por causas diversas como traumas e insuficiência respiratória podem ser portadores do TE. Este tubo é instalado na traqueia e facilita a troca gasosa no organismo debilitado. Na superfície deste tubo endotraqueal, células bacterianas, gram positivas ou negativas, podem se anexar e formar colônias, desenvolvendo assim, um biofilme. Essas células formam uma matriz extra polimérica (EPS) que protege as colônias contra agentes externos. A Pneumonia Associada a Ventilaçao Mecanica (PAV) pode ocorrer entre 48 a 72h após a instalação do TE no paciente. Staphylococcus aureus é a principal bactéria que causa esta doença, a qual apresenta linhagens resistentes a antibióticos. A resistência microbiana faz parte do processo evolutivo de adaptação destas células. Uma das estratégias para combater as infecções hospitalares é a inativação fotodinâmica. A terapia utiliza uma molécula fotossensível, luz e oxigênio celular. O fotossensibilizador, na presença da luz e oxigênio pode formar espécies reativas de oxigênio que levam a célula a morte. Não existe relatos que esta terapia cause resistência microbiana, sendo assim uma alternativa ao insucesso de alguns antibióticos. A curcumina, derivada da Curcuma longa, é uma molécula natural, hidrofóbica e que apresenta propriedades antioxidantes, antimicrobianas, antiinflamatórias e antitumorais com absorção de luz na região de 430 nm. O presente estudo combina o uso da inativação fotodinâmica associada a molécula de curcumina para a eliminação de biofilme de S. aureus desenvolvidos em TE. Métodos diversos foram testados para inativar o biofilme. Formulações com hidrogel, filme, nanoskin foram sintetizados com curcumina e testados no biofilme. Formulações utilizando curcumina natural são mais eficazes para inativar biofilme de E. coli e S. aureus. A inativação fotodinâmica foi otimizada utilizando solução de curcumina sintética, com auxílio de um planejamento experimental. A curcumina sintética em solução se mostrou mais estável e com melhores resultados de inativação comparada com curcumina natural em solução. Uma nova forma de entrega da curcumina sintética foi testada, a nebulização, e esta se mostrou eficaz e com resultados satisfatórios de morte do biofilme de S. aureus. Reações de funcionalização entre FS e o TEH foram testadas utilizando curucmina e porfirinas substituídas. As reações foram possíveis e foram otimizadas. Os resultados microbiológicos destes tubos funcionalizados indicam que os mesmos podem evitar a anexação das células microbianas. Este estudo mostra que a curcumina natural e as formulações são estáveis e podem inativar biofilmes bacterianos. A solução de curcumina sintética é eficaz quando associada a técnicas que também desestruturam o biofilme alcançando assim uma redução total de células. A nebulização é uma forma eficaz de transportar a curcumina sem alterar suas propridades físico-químicas e pode ser usada para a entrega da curcumina. As reações de funcionalização foram otimizadas, não indicando a deformação na estrutura do tubo e este tubo funcionalizado pode ser uma alternativa futura em uma aplicação clínica, evitando a adesão de células microbianas com a luz a ação fotodinâmica pode ocorrer, levando as células a morte. / The capacity of the bacteria develop a biofilm at surfaces can direct affect the humans health. Microbial biofilm formation can occurs on surfaces such as water pipes, air conditioning, medical devices as endoscope, catheters and endotracheal tubes (ET). Patients debilitated by causes such as traumas and respiratory insufficiency can be the cause for the patient can be carried by ET. This tube is installed in the trachea and facilitates gas exchange in the weakened organism. Bacterial cells, gram positive or negative, can attach and form colonies at the tube surface, developing a biofilm. This cells form an extra polymeric matrix (EPS) that protect the colonies against external agents. The Ventilator Associated Pneumonia (VAP) can occurs between 48-72 hours after the tube installation. Staphylococcus aureus is the main bacteria it can cause this disease and is an antibiotic resistant. The microbial resistance is a part of the microbial evolution and adaptation of the cells. The strategy designed to combat nosocomial infection is the photodynamic inactivation. The therapy combines the photosensitive molecule, light and cellular oxygen. The photosensitizer, in the presence of light can produce oxygen reactive species and this species can leave the microbial cells to death. There are no relates that this treatment cause microbial resistance, therefore is an alternative to the failure of some antibiotics. The curcumin, derivate of the Curcuma longa, is a natural molecule, hydrophobic molecule with antioxidant, anti-inflammatory and antitumor properties, with absorbance in the 430 nm region. This study associate the curcumin application in the photodynamic inactivation to eliminate S. aureus biofilm formed at endotracheal tubes. Different methods were tested to inactivate the biofilm. Formulations with hydrogel, a film, nanoskin were synthesized with curcumin and tested at the biofilm. Formulation prepared with natural curcumin were more efficient to E. coli e S. aureus biofilm inactivation. Photodynamic inactivation was optimized testing synthetic curcumin in solution with the aid of the experimental design. The synthetic curcumin in solution showed to be more stable and with the best inactivation results compared to the natural curcumin in solution. A new form of delivery the synthetic curcumin was tested, the nebulization, and this prove efficient and with satisfactory results of S. aureus biofilm death. Functionalization reactions between FS and TE were tested using curcumin and substituted porphyrins. The reactions were possible and optimized. The microbiological results of these immobilized tubes indicate that these tubes can avoid the bacterial cells attached. This studies show that the natural curcumin and the formulations were stables and inactivate bacterial biofilm. The synthetic curcumin in solution is effective when associated with techniques that also helps to de-structure the biofilm thus achieving a total reduction of cells. The nebulization is an effective form to transport without alters the physical-chemical properties of the curcumin. The functionalization reactions were optimized not indicating the deformation in the tube structure and this functionalized tube may be a future alternative in a clinical application, avoiding the adhesion of microbial cells with the light the photodynamic action can occur, leading the cells to death.

O mercúrio é um dos metais mais nocivos presentes no ambiente, advindo tanto de fontes naturais quanto antropogênicas. Os indivíduos estão expostos a diferentes formas do mercúrio através de diversas vias, como a alimentação, principalmente no caso do metilmercúrio presente em peixes. Suas formas orgânicas são muito significativas do ponto de vista toxicológico, considerando-se a exposição da população e seus efeitos pró-oxidantes e genotóxicos envolvidos na origem de inúmeras doenças. Por outro lado, é suposto que compostos polifenólicos e outros antioxidantes da dieta podem exercer atividade protetora contra os efeitos deletérios do mercúrio. A curcumina é um pigmento amarelo polifenólico extraído do rizoma da planta Curcuma longa Linn (Zingiberaceae). Diversas evidências apontam para suas propriedades antioxidantes, de modulação da sinalização celular e alteração da expressão gênica, além da possibilidade de sua utilização na prevenção dos efeitos deletérios dos metais no organismo. Assim sendo, este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da associação entre o mercúrio e a curcumina, investigando a citotoxicidade de dois compostos orgânicos de mercúrio, metilmercúrio e etilmercúrio, e da curcumina, de forma isolada e combinada, em células HepG2, utilizando o ensaio do MTT. A genotoxicidade desses mesmos compostos também foi avaliada por meio do ensaio do cometa. Além disso, a alteração no estado oxidativo das células pela razão de glutationa (GSH/GSSG) e a alteração na expressão de 84 genes relacionados com vias de dano e reparo no DNA, utilizando-se de PCR-Array, também foram avaliados. Os compostos orgânicos de mercúrio apresentaram citotoxicidade em concentrações iguais ou maiores que 16 ?M. A curcumina apresentou citotoxicidade apenas na concentração de 128 ?M. Nos experimentos de associação entre o mercúrio e a curcumina foi observado um aumento da citotoxicidade, entre a concentração de 8 ?M das duas formas de mercúrio e a concentração de 64 ?M de curcumina. Na avaliação da genotoxicidade foi observado um efeito genotóxico significativo do metilmercúrio nas concentrações de 8, 16 e 32 ?M, enquanto o etilmercúrio apresentou genotoxicidade significativa apenas na concentração de 32 ?M. A curcumina não apresentou genotoxicidade. Na associação dos compostos não foi detectada ação antigenotóxica da curcumina e houve um aumento na genotoxicidade do metilmercúrio em associação com a concentração de 32 ?M de curcumina. A razão de glutationa mostrou um aumento significativo nas células tratadas com metilmercúrio, entretanto isso não foi observado quando o metilmercúrio foi associado com a curcumina. A análise da expressão de 84 genes relacionados com danos no DNA por PCR-Array mostrou alteração na expressão de 26 genes, sendo que 3 deles tiveram aumento na expressão, DDIT3, GADD45A e PPP1R15A, relacionados principalmente com o bloqueio do ciclo celular e o processo de apoptose, e 23 genes tiveram sua expressão reduzida, relacionados com diversas vias de reparo do DNA, checkpoints do ciclo celular e apoptose. Os resultados obtidos indicam que, nas condições avaliadas, a associação da curcumina com o mercúrio aumentou os efeitos deletérios do metal, causando um aumento na citotoxicidade e na genotoxicidade do mercúrio, não se caracterizando como uma possível estratégia de prevenção dos efeitos deletérios do mercúrio / Mercury is one of the most harmful metals present in the environment arising from both natural and anthropogenic sources. The individuals are exposed to different forms of mercury through various sources, such as food, especially in the case of methylmercury in fish, with this organic forms being very significant from a toxicological point of view, considering the exposure of the population and its pro-oxidant and genotoxic effects, involved in the origin of many diseases. On the other hand it is assumed that polyphenolic compounds and other dietary antioxidants can have protective activity against the harmful effects of mercury. Curcumin is a polyphenol extracted from the rhizome of Curcuma longa Linn. (Zingiberaceae). Several evidences show its ability to act as an antioxidant, modulate cell signaling and gene expression, and the possibility of its use in chemoprevention of the deleterious effects of metals. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of the association between mercury and curcumin, investigating the cytotoxicity of two organic compounds of mercury, methylmercury and ethylmercury, and curcumin, alone and in combination, in HepG2 cells using the the MTT assay, the genotoxicity of these same compounds through the comet assay, the changes in oxidative state of the cells by the concentration of glutathione and GSH/GSSG ratio and the changes in the expression of 84 genes related to DNA damage anda repair pathways by PCR-Array. Organic mercury compounds showed cytotoxicity at concentrations equal to or greater than 16 uM. Curcumin only showed cytotoxicity at the concentration of 128 ?M. There was an increase in cytotoxicity when mercury (8 ?M) was associated with curcumin (64 ?M). In the genotoxicity assay there was a significant genotoxic of methyl mercury at concentrations of 8, 16 and 32 ?M while ethyl mercury whas genotoxic only at 32 ?M. Curcumin was not genotoxic. There was no anti-genotoxic activity in the association of compounds and there was an increase in genotoxicity of MeHg in association with 32 ?M of curcumin. The quantification of glutathione (GSH/GSSG) showed a significant increase in the GSH/GSSG ratio in cells treated with MeHg, however this was not observed when MeHg was associated with curcumin. Gene expression analysis showed changes in the expression of 26 genes, 3 of them were upregulated, DDIT3, GADD45A and PPP1R15A, mainly related to the cell cycle blockage and apoptosis, and 23 genes were down-regulated, related with DNA repair, cell cycle checkpoints and apoptosis. These results indicate that the combination of curcumin with mercury increased the deleterious effects of the metal, causing an increase in cytotoxicity and genotoxicity of mercury, and do not represent a possible strategy to prevent the harmful effects of mercury.

Pode-se dizer que o câncer, ao lado da AIDS, é a doença que atinge, a níveis mundiais, maior clamor da sociedade por desenvolvimento de cura e melhor qualidade de vida ao paciente. Várias terapias são utilizadas para o tratamento do câncer, podendo-se destacar a importância da quimioterapia em inúmeros protocolos de tratamento. Um dos fármacos mais antigos e mais utilizados na quimioterapia é a cisplatina, que ao longo dos seus mais de 30 anos na prática clínica demonstrou sua eficácia e foi incorporada no protocolo de tratamento de uma variedade de tumores. Entretanto, ao lado se sua comprovada eficácia, é inerente o desenvolvimento de vários efeitos colaterais resultante de sua toxicidade à células sadias. Neste trabalho, destaque é dado a neurotoxicidade, que surge em um grande número de pacientes que recebem tratamento com a cisplatina. Inúmeros esforços têm sido realizados na tentativa de prevenir ou controlar os efeitos tóxicos induzidos pela cisplatina, com atenção especial à suplementação do tratamento quimioterápico com compostos antioxidantes. Nesse sentido, este estudo visa avaliar a associação da curcumina, um composto polifenólico com notável atividade antioxidante e neuroprotetora, ao tratamento com cisplatina, em um modelo in vitro com culturas de células PC12. A curcumina é reconhecidamente um composto polifenólico com um amplo espectro de atividades biológicas, com suas propriedades neuroprotetoras demonstradas em vários modelos estudados estando principalmente relacionadas com seu potencial antioxidante. Os múltiplos mecanismos de ação dos compostos fenólicos e suas propriedades neuroprotetoras atribuídas a capacidade de inibição das espécies reativas de oxigênio indicam um potencial de inibição da neurotoxicidade que surgem durante o tratamento quimioterápico com a cisplatina, visto a reconhecida capacidade de geração de espécies reativas de oxigênio da cisplatina. Como a geração de espécies reativas de oxigênio intracelular pode resultar em danos ao DNA pela ação direta das espécies reativas ou indiretamente via produtos de degradação da peroxidação lipídica, nosso estudo avaliou o potencial protetor da curcumina contra a genotoxicidade induzida pela cisplatina em culturas de células PC12, analisando a indução de micronúcleos e a análise de quebras de cadeia simples, cadeia dupla do DNA e sítios álcali-labeis pelo ensaio do cometa. Antes da avaliação antigenotóxica da curcumina, foi realizada uma avaliação citotóxica e genotóxica, em que pode-se observar que em concentrações elevadas a curcumina é citotóxica e genotóxica às células PC12. O efeito protetor da curcumina foi avaliado em pré-tratamento das culturas de células PC12 com concentrações não tóxicas. Nas três concentrações de curcumina estudadas não houve indícios de interferência com a citotoxicidade ou o efeito citostático da cisplatina. Embora o efeito protetor da curcumina contra os danos induzidos ao DNA de células PC12 não tenha sido evidente nos resultados obtidos pelo ensaio do cometa, a curcumina foi eficaz na redução de micronúcleos induzidos pela cisplatina, de maneira semelhante nas três concentrações avaliadas. Os resultados positivos obtidos nesse estudo juntamente com os dados pré-existentes a respeito de efeitos protetores da curcumina incentivam novas pesquisas em relação aos possíveis benefícios da utilização da curcumina em terapia combinada aos quimioterápicos. / Several therapies are used for treating cancer and the importance of chemotherapy can be emphasized in many protocols of treatment. One of the oldest and most used drugs in chemotherapy is the cisplatin which, with its more than thirty years of clinical practice, has demonstrated its effectiveness being incorporated into the protocol of a variety of tumor treatments. On the other hand, it is intrinsic the development of various side effects resulting from its toxicity to healthy cells. This research gives emphasis to the neurotoxicity which appears in a large number of patients receiving the cisplatin treatment. Numerous efforts are being made in attempt to prevent or even control the toxic effects induced by cisplatin with special attention being given to the supplementation of chemotherapy treatment with antioxidant compounds. In that sense, this study aims to assess the association of curcumin, a polifenolic compound with remarkable antioxidant and neuroprotective activity, to the cisplatin treatment in an in vitro neuronal model with PC12 cell cultures. The curcumin is admittedly a polifenolic compound with a broad spectrum of biological activities and their neuroprotective properties, demonstrated in several models, are strongly related to its antioxidant potential. The multiple mechanisms of action of the phenolic compounds and their neuroprotective properties credited to the ability of inhibition of the reactive oxygen species indicate a potential inhibition of neurotoxicity that takes place during the chemotherapy treatment with cisplatin, given its well known ability to generate reactive oxygen species. Since the generation of reactive oxygen species intracellular can result in DNA damage by direct action of reactive species or indirect, through degradation products of the lipid peroxidation, our studies evaluated the potential protector of curcumin against the genotoxicity induced by cisplatin in PC12 cell cultures by examining the induction of micronuclei and analyzing DNA single strand breaks, double strand breaks, and alkali-labeis sites through the comet test. Before the antigenotoxic evaluation of the curcumin, a cytotoxic and genotoxic test was conducted where it was observed that when in high concentrations the curcumin is cytotoxic and genotoxic to the PC12 cells. The protective effect of curcumin was evaluated at the pre-treatment of PC12 cell cultures with non-toxic levels of concentration. In the three studied curcumin concentrations there was no evidence of interference with the cytotoxicity or cytostatic effect of the cisplatin. Although the protective effect of the curcumin put against the damage caused to the DNA of cells PC12 was not evident in the results obtained by the comet test, the curcumin was equally effective in the reduction of micronuclei induced by the cisplatin in all three concentrations evaluated. The positive results obtained in this study combined with the pre-existing data about the protective effects of the curcumin encourage some more new research on possible benefits of using curcumin in combination to chemotherapy.