Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-03-27T13:29:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesignNano-Antenas.pdf: 5346915 bytes, checksum: 7566ac470c2763da59df63bdd14e54be (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-03-27T16:30:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesignNano-Antenas.pdf: 5346915 bytes, checksum: 7566ac470c2763da59df63bdd14e54be (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-27T16:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_DesignNano-Antenas.pdf: 5346915 bytes, checksum: 7566ac470c2763da59df63bdd14e54be (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Estruturas denominadas derivados de dendrímeros (DD) possuem propriedades eletrônicas fascinantes, do ponto de vista tecnológico, completamente diferentes das obtidas apenas pelos seus constituintes básicos e com estados discretos de condutividade que emergem das vizinhanças dos pontos de Fermi. Um fator preponderante na engenharia de DD é sua dimensionalidade. Experimentos usando espectroscopia molecular (Raman) e microscopia de alta resolução (TEM, AFM e STM) confirmaram a natureza n-D de seus elétrons. Eles concluíram que a dimensionalidade de um DD tem uma influência profunda sobre suas propriedades físicas. Essa característica peculiar de ajuste das propriedades eletrônicas de acordo com a geometria, somada às dimensões reduzidas, gerou uma grande corrida tecnológica com o objetivo de se desenvolver dispositivos eletrônicos (diodos, transistores, portas lógicas, displays,...) a partir de DD. Algumas aplicações interessantes referem-se à utilização de DD como: antenas mediante a modificação das propriedades de impedância dos DD na presença de espécies químicas, pinças e ponta de prova de microscópio, base para baterias de lítio, nanoguias de ondas, entre outras. A proposta deste trabalho se baseia em investigar as mudanças de comportamento de funcionamento desta classe de antenas DD puras e dopadas na presença de campo elétrico externo. Para isso, são modificadas as regiões terminais que está associado com os parâmetros que definem o DD. Nesse trabalho, será mostrado a estrutura eletrônica de DD puro e dopado na presença de campo elétrico externo utilizando as aproximações derivadas do método de Hartree-Fock. Nesse método, o DD é obtido da estrutura do precursor otimizada por método de mecânica molecular. A investigação de DD tem como objetivo calcular sua estrutura eletrônica via Hartree-Fock semiempíricos (AM1) e Zindo/S-CI) e ab initio quando convenientes para pequenos oligômeros. Isto é importante para o conhecimento e análise de quais propriedades estruturais estão relacionadas com o mecanismo de transporte eletrônico molecular. A análise empírica de Millikan-Laurtisen (ML) e Fowler-Nordheim (FN) também é apresentada para o melhor detalhamento do transporte eletrônico, com o objetivo de demonstração da assinatura eleltrônica de DD para utilização de nano-antenas de dendrímeros. / Structures named derivatives dendrimers (DD) have fascinating electronics proprieties. From the technological point of view, they are completely different from those ones obtained only by their basics constituents and with discrete states of conductivity, which emerges from the points of Fermi's surroundings. One preponderant factor of the engineering of the DD is its dimensionality. Experiments using molecular spectroscopy (Raman) and high resolution microscopy (TEM, AFM and STM) confirmed the nature n-D of their electrons. They concluded that the dimensionality of one DD has a deep influence on its physics properties. This peculiar characteristic of electronics properties adjusts according to the geometry, along with the reduced dimensions, created a huge technological race, aiming to develop electronic devices (diodes, transistors, logical doors, displays,…) from DD. Some interesting applications refers to the usage of the DD as: antennas, by the DD’s impedance properties modifications in the presence of chemical species, clamps and the microscope probe, basis for lithium batteries, waves of nanoguides, and others. The study’s proposal is based on investigate the behavior’s changes of function of this classes of antennas DD pure and doped, in the presence of an extern electric field. For that, the terminals regions, which are associated with the parameters the defined the DD, will be modified.In this study, will be shown the DD’s electronics structures pure and doped, in the presence of an extern electric field, using the derived approaches from Hartree-Fork’s method. Therefore, using this method, the DD is obtained from the precursor structure, optimized by the molecular mechanical method.The DD’s investigation aims to calculate its electronic structure via Hartree-Fock semi empirical (AM1 and Zinco/S-CI) and ab initio, when convenient for little oligomers. This is important for the knowledge and analysis of which structural properties are related with the molecular electronic transport’s mechanism. The empirical analysis of Millikan-Laurtisen (ML) and Fowler-Nordheim (FN), it's also presented for better detailing of the electronic transport , in order to demonstrate the DD’s electronic signature, for the usage in dendrimers antennas.

Doenças cardiovasculares podem ocasionar manifestações clínicas graves como infarto agudo do miocárdio e acidentes vasculares trombóticos, constituindo a principal causa de morte no mundo, fato esse que desperta grande interesse da indústria farmacêutica. As causas normalmente estão relacionadas à elevação dos níveis de colesterol e à agregação plaquetária, que acarretam eventos vaso-oclusivos. Entre as alternativas terapêuticas para o controle e prevenção das doenças cardiovasculares podem-se destacar os inibidores da 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima-A redutase (HMG-CoA redutase), popularmente conhecidos como estatinas. A rosuvastatina merece destaque nessa classe de fármacos, devido à maior seletividade e potência na redução dos níveis de colesterol LDL. O ácido acetilsalicílico, antiinflamatório não-esteróide, também representa uma importante alternativa terapêutica para prevenção de doenças cardiovasculares, devido à sua ampla aceitação como inibidor da agregação plaquetária. Considerando seus mecanismos de ação, estatinas e ácido acetilsalicílico podem ser usados em conjunto para a prevenção de doenças cardiovasculares. Face ao exposto e tendo-se em vista a importância dos dendrímeros como transportadores de fármacos na latenciação, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver o pró-fármaco dendrimérico potencialmente ativo em doenças cardiovasculares contendo rosuvastatina e ácido acetisalicílico. Diversas metodologias de síntese foram realizadas na tentativa de obtenção do pró-fármaco dendrimérico composto por mio-inositol ou etilenoglicol como foco central, ácido L(-)-málico e etilenoglicol como espaçantes e rosuvastatina e ácido acetilsalicílico como compostos bioativos. Parte dos intermediários propostos foi sintetizada e purificada com sucesso. As maiores dificuldades encontradas foram a purificação dos compostos e a hidrólise seletiva da proteção do ácido málico protegido. Adicionalmente, realizaram-se estudos computacionais para prever a liberação dos fármacos do pró-fármaco dendrimérico. / Cardiovascular diseases can lead to several clinical manifestations such as myocardial infarction and stroke. Those diseases represent the main cause of death globally and this fact triggers a great interest from the pharmaceutical industries. The causes are usually related to high cholesterol levels and platelet aggregation, which are responsible for the vaso-occlusive events. Among the available drug therapy for control and prevention of cardiovascular diseases, the inhibitors of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMG-CoA reductase), popularly known as statins, can be highlighted. Rosuvastatin deserves mention in this class of drugs due to its greater selectivity and potency in reducing the levels of LDL cholesterol. Aspirin, a nonsteroidal anti-inflammatory, also represents an important drug therapy for treatment and prevention of cardiovascular diseases, due to its widespread acceptance as a platelet aggregation inhibitor. Considering their mechanism of action, aspirin and statin can be used in association for prevention of cardiovascular diseases. This said and taken into account that dendrimers are important as carriers in prodrug design the purpose of this work was the synthesis of dendrimer prodrugs potentially active in cardiovascular diseases containing aspirin and rosuvastatin. Several synthetic methods have been used with the aim to synthesizing the dendrimer produgs composed of myo-inositol or ethyleneglycol as core, L-(-)-malic acid and ethyleneglycol as spacer groups and rosuvastatin and aspirin as bioactive compounds. Some of the proposed intermediates was synthesized and purified successfully. The main difficulties were purification of compounds and selectivy desprotection of protected malic acid. Additionally, computational studies were performed in order to predict the release of those drugs from dendrimer prodrugs

Doenças cardiovasculares podem ocasionar manifestações clínicas graves como infarto agudo do miocárdio e acidentes vasculares trombóticos, constituindo a principal causa de morte no mundo, fato esse que desperta grande interesse da indústria farmacêutica. As causas normalmente estão relacionadas à elevação dos níveis de colesterol e à agregação plaquetária, que acarretam eventos vaso-oclusivos. Entre as alternativas terapêuticas para o controle e prevenção das doenças cardiovasculares podem-se destacar os inibidores da 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima-A redutase (HMG-CoA redutase), popularmente conhecidos como estatinas. A rosuvastatina merece destaque nessa classe de fármacos, devido à maior seletividade e potência na redução dos níveis de colesterol LDL. O ácido acetilsalicílico, antiinflamatório não-esteróide, também representa uma importante alternativa terapêutica para prevenção de doenças cardiovasculares, devido à sua ampla aceitação como inibidor da agregação plaquetária. Considerando seus mecanismos de ação, estatinas e ácido acetilsalicílico podem ser usados em conjunto para a prevenção de doenças cardiovasculares. Face ao exposto e tendo-se em vista a importância dos dendrímeros como transportadores de fármacos na latenciação, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver o pró-fármaco dendrimérico potencialmente ativo em doenças cardiovasculares contendo rosuvastatina e ácido acetisalicílico. Diversas metodologias de síntese foram realizadas na tentativa de obtenção do pró-fármaco dendrimérico composto por mio-inositol ou etilenoglicol como foco central, ácido L(-)-málico e etilenoglicol como espaçantes e rosuvastatina e ácido acetilsalicílico como compostos bioativos. Parte dos intermediários propostos foi sintetizada e purificada com sucesso. As maiores dificuldades encontradas foram a purificação dos compostos e a hidrólise seletiva da proteção do ácido málico protegido. Adicionalmente, realizaram-se estudos computacionais para prever a liberação dos fármacos do pró-fármaco dendrimérico. / Cardiovascular diseases can lead to several clinical manifestations such as myocardial infarction and stroke. Those diseases represent the main cause of death globally and this fact triggers a great interest from the pharmaceutical industries. The causes are usually related to high cholesterol levels and platelet aggregation, which are responsible for the vaso-occlusive events. Among the available drug therapy for control and prevention of cardiovascular diseases, the inhibitors of 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase (HMG-CoA reductase), popularly known as statins, can be highlighted. Rosuvastatin deserves mention in this class of drugs due to its greater selectivity and potency in reducing the levels of LDL cholesterol. Aspirin, a nonsteroidal anti-inflammatory, also represents an important drug therapy for treatment and prevention of cardiovascular diseases, due to its widespread acceptance as a platelet aggregation inhibitor. Considering their mechanism of action, aspirin and statin can be used in association for prevention of cardiovascular diseases. This said and taken into account that dendrimers are important as carriers in prodrug design the purpose of this work was the synthesis of dendrimer prodrugs potentially active in cardiovascular diseases containing aspirin and rosuvastatin. Several synthetic methods have been used with the aim to synthesizing the dendrimer produgs composed of myo-inositol or ethyleneglycol as core, L-(-)-malic acid and ethyleneglycol as spacer groups and rosuvastatin and aspirin as bioactive compounds. Some of the proposed intermediates was synthesized and purified successfully. The main difficulties were purification of compounds and selectivy desprotection of protected malic acid. Additionally, computational studies were performed in order to predict the release of those drugs from dendrimer prodrugs

O câncer de mama constitui o segundo tipo de câncer mais frequente no mundo e o mais comum entre as mulheres, devido ao seu alto grau de malignidade. A quimioterapia é utilizada no tratamento de câncer de mama com presença de metástase, dentre os fármacos mais utilizados está o paclitaxel, que atua na desestabilização dos microtúbulos na divisão celular, levando a célula neoplásica a apoptose, porém, o paclitaxel é uma molécula extremamente lipofílica, solubilizada em Cremophor® EL, um tensoativo altamente tóxico utilizado na formulação comercial. O objetivo deste trabalho foi desenvolver complexos dendriméricos com paclitaxel para a otimização da terapia do câncer de mama. Para a quantificação do paclitaxel nos sistemas de liberação desenvolvidos foram validados métodos analíticos por espectrofotometria UV-Vis e por cromatografia líquida de alta eficiência. Os métodos foram seletivos, linear, precisos e exatos. Para a obtenção de uma formulação concentrada os complexos foram liofilizados. O complexo PAMAM-G4-NH2-Paclitaxel foi obtido em diversos meios reacionais, com diferentes faixas de pH, sendo o tampão Hepes, pH 7,4, e água; os meios que obtiveram melhores resultados de complexação, posteriormente foram analisados por DLS e NTA, com diâmetro médio de partícula em 160 nm e potencial zeta catiônico. A caracterização do complexo obtido foi realizada por análises de espectrofotometria no infravermelho e ressonância magnética nuclear. O estudo in vitro de liberação do paclitaxel a partir dos complexos dendriméricos foi realizado utilizando membrana de acetato de celulose e quantificação por CLAE. O perfil de liberação demonstrou que após 156 horas, no máximo 35% do fármaco foi liberado. A liberação lenta representa uma vantagem para o tratamento de tumores sólidos, pois idealmente o sistema de liberação deve manter o fármaco encapsulado durante a circulação sanguínea e liberá-lo uma vez acumulado passivamente no sítio tumoral. A citotoxicidade foi avaliada na linhagem tumoral 4T1, através do ensaio do MTT. O complexo PAMAM-G4-NH2-Paclitaxel apresentou citotoxicidade 5 vezes maior que a formulação comercial. Na avaliação antitumoral in vivo do complexo, foram avaliados a curva do crescimento tumoral, o registro de peso, a sobrevivência dos animais e a proliferação celular com o anticorpo ki 67. O complexo dendrimérico teve efeito estatisticamente significativo na redução do volume tumoral e, através da análise de imunohistoquimica foi confirmada a redução da proliferação celular. Portanto, o complexo PAMAM-G4-NH2-Paclitaxel pode representar uma estratégia promissora para o tratamento de câncer de mama e posteriormente deverá ser avaliada por meio de estudos clínicos. / Breast cancer is the second most common type of cancer worldwide and the most common among women, due to its high degree of malignancy. Chemotherapy is used to treat breast cancer metastasis, among the most widely used drugs are paclitaxel, which operates in the microtubules destabilization in cell division, resulting in neoplastic cell apoptosis, however, paclitaxel is a highly lipophilic molecule which is solubilized in Cremophor® EL, a highly toxic surfactant used in the commercial formulation. The aim of this study was to develop dendrimeric complex with paclitaxel for the optimization of breast cancer therapy. To quantify the paclitaxel in the developed delivery systems, the analytical method was validated by UV-Vis spectrophotometry and high-performance liquid chromatography. The methods were selective, linear, accurate and precise. To obtain a concentrated formulation, the complexes were lyophilized. The PAMAM-G4-NH2-paclitaxel complex was obtained in various reaction media with different pH ranges, with the HEPES buffer, pH 7.4, and water. The media with obtained the best complexation were subsequently analyzed by DLS and NTA, and the mean particle diameter was 160 nm with a cationic zeta potential. The characterization of the obtained complex was performed by infrared and nuclear magnetic resonance spectrophotometric analysis. The in vitro release study of paclitaxel from the dendrimeric complex was evaluated using membranes of cellulose acetate and quantified by HPLC. The release profile showed that after 156 hours at most 35% of the drug was released. The extended release is an advantage for the solid tumors treatment, because ideally the release system should keep the drug encapsulated during blood circulation and release it over time passively accumulated in the tumor site. Cytotoxicity was assessed in tumor cell line 4T1, using the MTT assay, the PAMAM-G4-NH2 paclitaxel complex showed cytotoxicity 5 times greater than the commercial formulation. In in vivo antitumor evaluation of the complex were evaluated curve of tumor growth, the weight record, the animal survival and cell proliferation with the antibody ki 67. Dendrimer complex had statistically significant effect in reducing tumor volume and through the immunohistochemical analysis the results were confirmed the reduction of cell proliferation. Therefore, the PAMAM-G4- NH2-paclitaxel complex can represent a promising strategy for the breast cancer treatment and should be further evaluated by means of clinical studies

Nitroaromatic compounds are very used in the pharmaceutical industry for their known biological properties. One of the probable mechanisms of action of this class of compounds may be involved in redox reactions. The identification of nitro and its products, for a technique simple, sensitive and low cost technique such as electrochemical techniques, is fundamental, because through them it is possible to analyze the solubilization process of these compounds in association with some encapsulating agents. A feature of nitro compound studied, 2 - [(4-nitrophenyl) amino]-4,5,6,7-tetrahydro-4H-benzo [β] thiophene-3-carbonitrile, (6CN10) is its low solubility in water, which justifies its combination with substances such as cyclodextrin and dendrimers, such as PAMAM. The formation of an inclusion complex between 6CN10 and β-cyclodextrin and 6CN10 and PAMAM 3rd generation was evaluated in this work through electrochemical and spectroscopic techniques. The electrochemical system was composed of three electrodes, Ag/AgCl/Cl- saturated (reference), platinum (auxiliary), glassy carbon with and without modification with carbon nanotubes (NTC) or gold (Au) (working) in a buffered medium pH 7.03 with and without a cosolvent and a Na2SO4 solution of 0.2 mol L-1. Also was performed spectroscopic studies by UVVis in aqueous-ethanolic medium in different concentrations of β-Cyclodextrin, as well as the characterization of the complex 6CN10: PAMAM in methanolic solution. The studies demonstrated that the 6CN10 has standard reduction mechanism of nitroaromatic in potential within the expected range for compounds with biological activity its mechanism of action may be associated with the redox process The first analysis showed the interaction of 6CN10 as β-CD and the influence of time in this process. By forming a self-assembled monolayer (SAM) of β-CD-SH on the Au electrode it was possible to determine the equilibrium constant between the complex 6CN10:β-CD with value 3,3x105 M-1. Already by spectrophotometric methods, the constant was 7,86x104 M-1. Regarding the PAMAM the first results verified the influence of time on complex formation between 6CN10:PAMAM, reaching the optimum time of 30 minutes. Then With the increasing variations in the concentration of 6CN10 it was possible to determine the equilibrium constant (KF = 5,61x105 M-1) between the complex 6CN10:PAMAM, in NTC sensor. It is observed that the obtained value is relatively higher in comparison with the electrochemical constant for the complex 6CN10:β-CD. This favoring behavior 6CN10:PAMAM complex can also be observed by the values of LD and LQ obtained, which were, respectively, 1,49x10-6 and 4,96x10-6 mol L-1 to the complex with PAMAM and 1,83x10-6 and 6,1x10-6 mol L-1 to β-CD. When the SAM of PAMAM-MUA was used the constant obtained was of 2,16x105 M-1. In characterizing the 6CN10:PAMAM complex per UV-Vis, the results show that a higher amount than the number of PAMAM ramifications (32 ramifications) and of the 6CN10 interacted, suggesting that the nitro interacted of different forms with PAMAM. Both encapsulating agents demonstrated efficiency for complex formation with the compound under study, but PAMAM presented subtle advantage. However both could be used for the development of different pharmaceutical formulations containing the nitro compound. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os nitrocompostos aromáticos são muito aplicados na indústria farmacêutica por suas conhecidas propriedades biológicas. Um dos prováveis mecanismos de ação dessa classe de compostos pode estar envolvido em reações de oxirredução. A identificação do nitro e de seus produtos, por uma técnica simples, sensível e de baixo custo como as técnicas eletroquímicas, é fundamental, pois através delas é possível analisar o processo de solubilização desses compostos em associação com alguns agentes encapsulantes. Uma característica do nitrocomposto estudado, 2-[(4-nitrofenil)-amino]-4,5,6,7-tetraidro-4H-benzo[b]tiofeno-3-carbonitrila, (6CN10) é sua baixa solubilidade em água, o que justifica sua associação com substâncias como ciclodextrina e dendrímeros, como o PAMAM. A formação de um complexo de inclusão entre o 6CN10 e a β-Ciclodextrina e 6CN10 e PAMAM 3ª geração foi avaliado nesse trabalho através das técnicas eletroquímicas e espectroscópicas. O sistema eletroquímico utilizado foi composto por 3 eletrodos, Ag/AgCl/Cl- saturado (referência), platina (auxiliar), carbono vítreo com e sem modificação com nanotubos de carbono (NTC) ou ouro (Au) (trabalho), em meio tamponado pH 7,03 com e sem um cosolvente, e em uma solução de Na2SO4 a 0,2 mol L-1. Também foram realizados estudos espectroscópicos por UV-Vis em meio aquoso-etanólico em diferentes concentrações de β-Ciclodextrina, bem como a caracterização do complexo 6CN10:PAMAM em solução metanólica. Os estudos demonstraram que o 6CN10 possui mecanismo de redução padrão de nitroaromáticos com potencial dentro da faixa esperada para compostos com atividade biológica, podendo seu mecanismo de ação estar associado ao processo redox. As primeiras analises demonstram a interação do 6CN10 como β-CD e a influência do tempo nesse processo. Através da formação de uma monocamada auto-organizada (SAM) de β-CD-SH no eletrodo de Au, foi possível determinar a constante de equilíbrio entre o complexo 6CN10:β-CD com valor de 3,3x105 M-1. Já por métodos espectrofotométricos, a constante foi de 7,86x104 M-1. Em relação ao PAMAM os primeiros resultados verificaram a influência do tempo na formação do complexo entre 6CN10:PAMAM, chegando ao tempo otimizado de 30 min. Em seguida, com as variações crescentes na concentração de 6CN10 foi possível determinar a constante de equilíbrio (Kf=5,61x105 M-1) entre o complexo 6CN10:PAMAM em sensor de NTC. Observou-se que o valor obtido é relativamente maior em comparação com a constante eletroquímica para o complexo 6CN10:β-CD. Tal comportamento de favorecimento do complexo 6CN10:PAMAM também pode ser observado pelo valores de LD e LQ obtidos, que foram, respectivamente, 1,49x10-6 e 4,96x10-6 mol L-1 para o complexo com PAMAM e de 1,83x10-6 e 6,1x10-6 mol L-1 para β-CD. Quando a SAM de PAMAM-MUA foi utilizada, a constante obtida foi de 2,16x105 M-1. Ao caracterizar o complexo 6CN10:PAMAM por UV-Vis, os resultados demostraram que uma quantidade maior que o nº de ramificações do PAMAM (32 ramificações) e do 6CN10 interagiram, propondo que o nitro interage por diferentes formas com o PAMAM. Ambos os agentes encapsulantes demonstraram eficiência para formação do complexo com o composto em estudo, porém o PAMAM apresentou uma sutil vantagem. Entretanto, ambos poderiam ser utilizados para o desenvolvimento de diferentes formulações farmacêuticas contendo o nitrocomposto.

As doenças cardiovasculares são as principais causas de morte no Brasil e no mundo e constituem problema de saúde médico-social, de grande impacto econômico. As alterações no perfil lipídico e hematológico são fundamentais na formação da aterosclerose, considerando que o LDL (do inglês Low-Density Lipoprotein) e a agregação plaquetária estão envolvidos na formação dos trombos e, consequentemente, em eventos vaso-oclusivos. Entre os fármacos utilizados, encontram-se as estatinas. A rosuvastatina, um dos fármacos utilizados, é inibidora da hidroximetilglutaril coenzima A (HMG CoA) redutase e possui melhor perfil farmacodinâmico entre as estatinas, com maior potência e seletividade. O ácido acetilsalicílico, anti-inflamatório não-esteroide com atividade antiplaquetária mais difundido na terapia, é utilizado, por esse efeito, em associação com estatinas. Fatores limitantes para o uso da rosuvastatina e o ácido acetilsalicílico são: a baixa permeabilidade da rosuvastatina cálcica, e consequente baixa biodisponibilidade (biodisponibilidade absoluta 20%), e tempo de meia-vida do ácido acetilsalicílico de 6-7 h, o que leva à necessidade de elevadas doses e maior frequência de administração de ambos os fármacos. Visto que a associação das estatinas e do ácido acetilsalicílico promove melhor eficácia na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares, o objetivo foi aumentar a solubilidade da estatina e, consequentemente, a sua biodisponibilidade, e a meia-vida do ácido acetilsalicílico, juntamente com a diminuição da toxicidade desse último.. Por outro lado, considerando-se a importância dos dendrímeros como transportadores de fármacos na latenciação, propôs-se o planejamento e a síntese de pró-fármacos dendriméricos, potencialmente cardiovasculares, derivados da associação de rosuvastatina e ácido acetilsalicílico, utilizando etilenoglicol e pentaeritritol como núcleos e ácido L(-)-málico, ácido 2,2-bis(hidroximetil)propiônico e etilenoglicol, como espaçantes.. Obtiveram-se dois pró-fármacos, que se constituem em dendrons como parte dos dendrímeros planejados. O primeiro foi sintetizado pelo método convergente em duplo estágio e faz parte do bloco da camada externa do dendrímero I e o segundo, pela abordagem convergente clássica, sendo este o dendron do dendrímero II. Parte limitante na obtenção desses dendrímeros, além das etapas de purificação, são as etapas de desproteção. / Cardiovascular diseases have been the main causes of death in Brazil and in the world and are medical-social health problem with great economic impact. Alterations in the lipid hematological profiles are essentials in atherosclerosis, as LDL (Low-Density Lipoprotein) and the platelet aggregation are involved in the thrombus formation and, consequently, in occlusive vessel events. Among the drugs used to overcome those alterations are the statins. Rosuvastatin, one of the drugs used, is a hydroxymethylglutaryl coenzine A (HMG CoA) reductase inhibitor and it has the best pharmacodynamics profile among the statins, with higher potency and selectivity. Acetylsalicylic acid, a non-steroid anti-inflammatory agent with antiplatelet activity most disseminated in therapeutics, has been used in combination with statins due to this effect. Limited factors for the use of rosuvastatin and acetylsalycilic acid are the low permeability of the former, and consequently a low bioavailability (20% absolute bioavailability), and a 6 to 7 h half-life time of acetylsalycilic acid. Those factors lead to the need of high doses and higher frequency of administration of both drugs. Considering the combination of statins and acetylsalycilic acid promotes a better efficacy in either prevention or in the treatment of cardiovascular diseases, the objective of this work was to increase the rosuvastatin solubility and, consequently, its bioavailability, and the half-life time of acetylsalicylic acid, together with the decrease of its toxicity. On the other hand, considering the importance of dendrimers as drug carriers in prodrug approach, the design and synthesis of potentially cardiovascular dendrimer prodrugs derived from de combination of rosuvastatin and acetylsalicylic acid was proposed. With this goal, ethylene glycol and pentaerytritol were used as core and L(-)malic acid, 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid and ethylene glycol were used as spacer groups. Two prodrug dendrons were obtained as part of the designed dendrimers. The first one was synthesized by two-step convergent method and it is part of the external layer block of dendrimer I. The second was obtained through classical convergent synthesis as the dendron of dendrimer II. The purification and deprotection steps showed to be the greatest obstacles for obtaining the proposed compounds.

As doenças cardiovasculares são as principais causas de morte no Brasil e no mundo e constituem problema de saúde médico-social, de grande impacto econômico. As alterações no perfil lipídico e hematológico são fundamentais na formação da aterosclerose, considerando que o LDL (do inglês Low-Density Lipoprotein) e a agregação plaquetária estão envolvidos na formação dos trombos e, consequentemente, em eventos vaso-oclusivos. Entre os fármacos utilizados, encontram-se as estatinas. A rosuvastatina, um dos fármacos utilizados, é inibidora da hidroximetilglutaril coenzima A (HMG CoA) redutase e possui melhor perfil farmacodinâmico entre as estatinas, com maior potência e seletividade. O ácido acetilsalicílico, anti-inflamatório não-esteroide com atividade antiplaquetária mais difundido na terapia, é utilizado, por esse efeito, em associação com estatinas. Fatores limitantes para o uso da rosuvastatina e o ácido acetilsalicílico são: a baixa permeabilidade da rosuvastatina cálcica, e consequente baixa biodisponibilidade (biodisponibilidade absoluta 20%), e tempo de meia-vida do ácido acetilsalicílico de 6-7 h, o que leva à necessidade de elevadas doses e maior frequência de administração de ambos os fármacos. Visto que a associação das estatinas e do ácido acetilsalicílico promove melhor eficácia na prevenção e tratamento de doenças cardiovasculares, o objetivo foi aumentar a solubilidade da estatina e, consequentemente, a sua biodisponibilidade, e a meia-vida do ácido acetilsalicílico, juntamente com a diminuição da toxicidade desse último.. Por outro lado, considerando-se a importância dos dendrímeros como transportadores de fármacos na latenciação, propôs-se o planejamento e a síntese de pró-fármacos dendriméricos, potencialmente cardiovasculares, derivados da associação de rosuvastatina e ácido acetilsalicílico, utilizando etilenoglicol e pentaeritritol como núcleos e ácido L(-)-málico, ácido 2,2-bis(hidroximetil)propiônico e etilenoglicol, como espaçantes.. Obtiveram-se dois pró-fármacos, que se constituem em dendrons como parte dos dendrímeros planejados. O primeiro foi sintetizado pelo método convergente em duplo estágio e faz parte do bloco da camada externa do dendrímero I e o segundo, pela abordagem convergente clássica, sendo este o dendron do dendrímero II. Parte limitante na obtenção desses dendrímeros, além das etapas de purificação, são as etapas de desproteção. / Cardiovascular diseases have been the main causes of death in Brazil and in the world and are medical-social health problem with great economic impact. Alterations in the lipid hematological profiles are essentials in atherosclerosis, as LDL (Low-Density Lipoprotein) and the platelet aggregation are involved in the thrombus formation and, consequently, in occlusive vessel events. Among the drugs used to overcome those alterations are the statins. Rosuvastatin, one of the drugs used, is a hydroxymethylglutaryl coenzine A (HMG CoA) reductase inhibitor and it has the best pharmacodynamics profile among the statins, with higher potency and selectivity. Acetylsalicylic acid, a non-steroid anti-inflammatory agent with antiplatelet activity most disseminated in therapeutics, has been used in combination with statins due to this effect. Limited factors for the use of rosuvastatin and acetylsalycilic acid are the low permeability of the former, and consequently a low bioavailability (20% absolute bioavailability), and a 6 to 7 h half-life time of acetylsalycilic acid. Those factors lead to the need of high doses and higher frequency of administration of both drugs. Considering the combination of statins and acetylsalycilic acid promotes a better efficacy in either prevention or in the treatment of cardiovascular diseases, the objective of this work was to increase the rosuvastatin solubility and, consequently, its bioavailability, and the half-life time of acetylsalicylic acid, together with the decrease of its toxicity. On the other hand, considering the importance of dendrimers as drug carriers in prodrug approach, the design and synthesis of potentially cardiovascular dendrimer prodrugs derived from de combination of rosuvastatin and acetylsalicylic acid was proposed. With this goal, ethylene glycol and pentaerytritol were used as core and L(-)malic acid, 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid and ethylene glycol were used as spacer groups. Two prodrug dendrons were obtained as part of the designed dendrimers. The first one was synthesized by two-step convergent method and it is part of the external layer block of dendrimer I. The second was obtained through classical convergent synthesis as the dendron of dendrimer II. The purification and deprotection steps showed to be the greatest obstacles for obtaining the proposed compounds.

Tesis por compendio / [EN] The selective and sensitive detection of single nucleotide variations is essential for early diagnosis, individualized therapy, and disease prognosis. The SARS-CoV-2 pandemic has highlighted the pressing need to develop reliable, rapid and simple detection methods for mass diagnosis. Likewise, there is a growing demand for genomic biosensors that are selective, multi-analyte and low-cost and allow the detection and identification of certain oncological biomarkers. This doctoral thesis has focused on the development of integrated systems of isothermal amplification, selective hybridization and optical biosensing for detection of point mutations in the PIK3CA, KRAS and BRAF genes associated with colorectal cancer. These predictive biomarkers are related to increased cell proliferation, apoptosis, and resistance to monoclonal antibody treatments (Cetuximab and Panitumumab). Isothermal DNA amplification methods have been explored, as they are particularly suitable for the development of a new generation of diagnostic devices aimed at supporting precision medicine. Specifically, isothermal amplification by recombinase-polymerase (RPA) has been selected as an alternative to detection methods that require unique infrastructures. In addition, its integration with bioanalytical platforms has been investigated, which represents a great advance for the simplification of biorecognition processes and their optical detection. This methodology has presented advantages over other DNA detection systems, in terms of portability and equipment, as well as reduction of test times and the possibility of performing diagnostic tests outside the laboratory. This doctoral thesis, framed in this context, is structured in 4 chapters: In chapter 1 a new variant of recombinase-polymerase amplification is presented, called RPA-blocked, based on the enrichment of minority alleles by introducing a blocking agent. In addition, this research has developed an analytical support consisting of a polycarbonate chip with covalently anchored allele-specific probes.The integration of the method has allowed the development of a portable system for the simultaneous genotyping of mutations in exons 9 and 20 of the PIK3CA gene. in cell lines and tumor tissues of cancer patients. In Chapter 2, the development of a genosensor that incorporates magnetic particles conjugated to allele-specific probes for the concentration and detection of the selective amplification product derived from RPA-blocked is described. With this genosensor, hybridization times and reaction volumes have been reduced. This approach has resulted in a portable and low-cost system for genotyping the KRAS gene applicable to solid tumor samples. Chapters 3 and 4 focus on the development of thermoplastic surfaces for the covalent anchoring of allele-specific probes mediated by dendrimeric molecules, with the aim of increasing the immobilization density. Thus, the covalent anchoring to activated polycarbonate and cycloolefin thermoplastic surfaces of allele-specific probes has been studied, mediated by carboxylic dendrimers through carbodiimide chemistry and by dendrons through the chemoselective reaction of the thiol-ino group. These multiplexed genosensors have allowed the genotyping of the V600 codon of the BRAF gene and the H1047 codon of the PIK3CA gene, in biopsied tissue samples. The research carried out in this thesis has given rise to new methodological contributions of interest based on obtaining integrated biosensor systems. These platforms will contribute to the development of massive diagnostic tools. / [ES] La detección selectiva y sensible de variaciones de nucleótido único es fundamental para el diagnóstico precoz, la terapia individualizada y el pronóstico de enfermedades. La pandemia SARS-CoV-2 ha puesto de manifiesto la necesidad acuciante de desarrollar métodos de detección fiables, rápidos y sencillos para el diagnóstico masivo. Asimismo, existe una demanda creciente de biosensores genómicos que sean selectivos, multianalito y de bajo coste y permitan detectar e identificar ciertos biomarcadores oncológicos.La presente tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo de sistemas integrados de amplificación isoterma, hibridación selectiva y biosensado óptico para la detección de mutaciones puntuales en los genes PIK3CA, KRAS y BRAF asociadas al cáncer colorrectal. Estos biomarcadores predictivos se relacionan con un incremento de la proliferación celular, apoptosis y resistencia a tratamientos con anticuerpos monoclonales (Cetuximab y Panitumumab). En este contexto, se han explorado los métodos isotermos de amplificación de ADN, dado que son particularmente adecuados para el desarrollo de una nueva generación de dispositivos de diagnóstico dirigidos a apoyar la medicina de precisión. En concreto, se ha seleccionado la amplificación isoterma por recombinasa-polimerasa (RPA) como una alternativa a los métodos de detección que requieren de infraestructuras singulares. Además, se ha investigado su integración con plataformas bioanalíticas, lo que supone un gran avance para la simplificación de los procesos de biorreconocimiento y su detección óptica. Esta metodología ha presentado ventajas frente a otros sistemas de detección de ADN, en términos de portabilidad y equipos, así como reducción de tiempos de ensayo y la posibilidad de realizar las pruebas de diagnóstico fuera del laboratorio. La presente tesis doctoral, enmarcada en este contexto, se estructura en 4 capítulos: En el capítulo 1 se presenta una nueva variante de la amplificación por recombinasa-polimerasa, denominada RPA-bloqueada, basado en el enriquecimiento de alelos minoritarios mediante de la introducción de un agente bloqueante. Además, en esta investigación se ha desarrollado un soporte analítico formado por un chip de policarbonato con sondas alelo-específicas ancladas covalentemente.La integración del método ha permitido desarrollar un sistema portátil para el genotipado simultáneo de mutaciones en los exones 9 y 20 del gen PIK3CA en líneas celulares y en tejidos tumorales de pacientes oncológicos. En el capítulo 2, se describe el desarrollo de un genosensor que incorpora partículas magnéticas conjugadas a sondas alelo-específicas para la concentración y detección del producto de amplificación selectivo derivado de la RPA-bloqueada. Con este genosensor, se han reducido los tiempos de hibridación y los volúmenes de reacción. Esta aproximación se ha concretado en un sistema portátil y de bajo coste para el genotipado del gen KRAS aplicable a muestras de tumores sólidos. Los capítulos 3 y 4 se centran en el desarrollo de superficies termoplásticas para el anclaje covalente de sondas alelo-específicas mediado por moléculas dendriméricas, con el objetivo de incrementar la densidad de inmovilización. Así, se ha estudiado el anclaje covalente a superficies termoplásticas de policarbonato y cicloolefina activadas, de sondas alelo-específicas, mediado por dendrímeros carboxílicos mediante la química de la carbodiimida y por dendrones mediante la reacción quimioselectiva del grupo tiol-ino. Dichos genosensores multiplexados han permitido el genotipado del codón V600 del gen BRAF y el codón H1047 del gen PIK3CA, en muestras de tejido biopsiado. Las investigaciones desarrolladas en la presente tesis han dado lugar a nuevas aportaciones metodológicas de interés basadas en la obtención de sistemas biosensores integrados. Estas plataformas, contribuirán al desarrollo de herramientas de diag / [CAT] La detecció selectiva i sensible de variacions de nucleòtid únic és fonamental per al diagnòstic precoç, la teràpia individualitzada i el pronòstic de malalties. La pandèmia SARS-CoV-2 ha posat de manifest la necessitat apressant de desenvolupar mètodes de detecció fiables, ràpids i senzills per al diagnòstic massiu. Així mateix, existeix una demanda creixent de biosensors genòmics que siguen selectius, multianàlit i de baix cost i permeten detectar i identificar uns certs biomarcadors oncológics. La present tesi doctoral s'ha centrat en el desenvolupament de sistemes integrats d'amplificació isoterma, hibridació selectiva i biosensat òptic per a la detecció de mutacions puntuals en els gens PIK3CA, KRAS i BRAF associades al càncer colorectal. Aquests biomarcadors predictius es relacionen amb un increment de la proliferació cel·lular, apoptosi i resistència a tractaments amb anticossos monoclonals (Cetuximab i Panitumumab). S'han explorat els mètodes isoterms d'amplificació d'ADN, atés que són particularment adequats per al desenvolupament d'una nova generació de dispositius de diagnòstic dirigits a donar suport a la medicina de precisió. En concret, s'ha seleccionat l'amplificació isoterma per recombinasa-polimerasa (RPA) com una alternativa als mètodes de detecció que requereixen d'infraestructures singulars. A més, s'ha investigat la seua integració amb plataformes bioanalítiques, la qual cosa suposa un gran avanç per a la simplificació dels processos de biorreconeiximent i la seua detecció òptica. Aquesta metodologia ha presentat avantatges enfront d'altres sistemes de detecció d'ADN, en termes de portabilitat i equips, així com reducció de temps d'assaig i la possibilitat de realitzar les proves de diagnòstic fora del laboratori. La present tesi doctoral, emmarcada en aquest context, s'estructura en 4 capítols: En el capítol 1 es presenta una nova variant de l'amplificació per recombinasa-polimerasa, denominada RPA-bloquejada, basat en l'enriquiment d'al·lels minoritaris mitjançant de la introducció d'un agent bloquejant. A més, en aquesta investigació s'ha desenvolupat un suport analític format per un xip de policarbonat amb sondes al·lel-específiques ancorades covalentemente.la integració del mètode ha permés desenvolupar un sistema portàtil per al genotipat simultani de mutacions en els exons 9 i 20 del gen PIK3CA en línies cel·lulars i en teixits tumorals de pacients oncològics. En el capítol 2, es descriu el desenvolupament d'un genosensor que incorpora partícules magnètiques conjugades a sondes al·lel-específiques per a la concentració i detecció del producte d'amplificació selectiu derivat de la RPA-bloquejada. Amb aquest genosensor, s'han reduït els temps d'hibridació i els volums de reacció. Aquesta aproximació s'ha concretat en un sistema portàtil i de baix cost per al genotipat del gen KRAS aplicable a mostres de tumors sòlids. Els capítols 3 i 4 se centren en el desenvolupament de superfícies termoplàstiques per a l'ancoratge covalent de sondes al·lel-específiques mediat per molècules dendrimériques, amb l'objectiu d'incrementar la densitat d'immobilització. Així, s'ha estudiat l'ancoratge covalent a superfícies termoplàstiques de policarbonat i cicloolefina activades, de sondes al·lel-específiques, mediat per dendrimers carboxílics mitjançant la química de la carbodiimida i per dendrones mitjançant la reacció quimioselectiva del grup tiol-ino. Dits genosensors multiplexats han permés el genotipat del codó V600 del gen BRAF i el codó H1047 del gen PIK3CA, en mostres de teixit biopsiat Les investigacions desenvolupades en la present tesi han donat lloc a noves aportacions metodològiques d'interés basades en l'obtenció de sistemes biosensors integrats. Aquestes plataformes, contribuiran al desenvolupament d'eines de diagnòstic massiu. / Martorell Tejedor, S. (2021). Desarrollo de métodos integrados para la determinación de biomarcadores genéticos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/176006 / Compendio

O Trypanosoma cruzi é o agente etiológico da tripanossomíase americana ou doença de Chagas. O vetor desta parasitose é um inseto hemíptero da família Triatominae, conhecido popularmente como barbeiro, chupões, chupança. A doença de Chagas ocorre desde o sul dos EUA até o sul da Argentina e cerca de 20 milhões de pessoas da América Latina correm o risco de adquirir a infecção. O problema desta patologia está na ausência de fármacos não tóxicos e ativos para a fase crônica da doença. O nifurtimox (retirado recentemente do mercado) e benznidazol, utilizados na terapêutica têm alta incidência de efeitos colaterais, o que compromete o tratamento. Face ao exposto, é necessária a pesquisa de novos agentes que sejam eficazes para a cura e bem-estar do paciente chagásico. À vista de tais fatos e utilizando-se o método de modificação molecular latenciação, o objetivo deste trabalho foi o estudo de condições sintéticas para pró-fármacos dendriméricos de hidroximetilnitrofural potencialmente antichagásicos. O hidroximetilnitrofural tem mostrado atividade contra as formas amastigotas e tripomastigotas do Trypanosoma cruzi in vitro. Já os dendrímeros são novas arquiteturas moleculares, estruturas nanoscópicas, extremamente organizadas com massa molecular definida. Possuem diversas vantagens em relação aos polímeros tradicionais e podem atuar como agentes transportadores de fármacos, permitindo-Ihes liberação controlada. Os estudos desenvolvidos acerca das condições reacionais para a obtenção do dendrímero de primeira geração mostraram a dificuldade em se obtê-los. O hidroximetilnitrofural apresentou baixa reatividade nas condições estudadas, o que conduz à necessidade de estudos adicionais sobre novas rotas para a síntese dos dendrímeros a partir dos ésteres desse derivado. / The Trypanosoma cruzi is an etiological agent of American tripanosomiasis or Chagas\' disease. The vector of this parasitic disease is a hemipter insect from Triatominae family, known popularly as barber. Chagas\' disease occurs from the South of USA to the South of Argentine and about 20 million of people in Latin America are under the risk of acquiring the infection. The problem of this pathology is the absence of non toxic and active drugs for its chronic phase. Nifurtimox (recently removed from the market) and benznidazole, the only that has been available for therapeutics have high incidence of side effects. So, the research of new agents for the cure and welfare of the patient is needed. Taking into account such facts and employing a process of molecular modification, named latentiation, the aim of this work was the study of the synthetic conditions for obtaining potentially antichagasic dendrimeric prodrugs of hydroxymethylnitrofurazone. The hydroxymethylnitrofurazone showed to be active against the trypomastigotes and amastigotes forms of Trypanosoma cruzi in vitro. On the other hand, the dendrimers are new molecular architecture, nanoscopic structure extremely organized with defined molecular weight. They have a wide range of advantages related to traditional polymers and can act as drug carriers, towards drug controlled release. The studies developed concerning the reaction conditions for the attainment of the first generation of dendrimer showed the difficulty in obtaining these prodrugs. The hydroxymethylnitrofurazone presented low reactivity in the studied conditions, which leads to the necessity of developing further studies about new synthetic routes for obtaining dendrimers from its ester derivative.

La malaltia d’Alzheimer es caracteritza per l’acumulació de plaques extracel.lulars amiloides, formades pels anomenats pèptids amiloides (Aβ40). L’homeòstasi del coure (Cu) es veu afectada en l’etiologia de la malaltia d’Alzheimer, encara que el seu rol és un fet controvertit. Per a l’estudi de la influència del Cu(II) en l’agregació del pèptid amiloide, la morfologia i l’estructura secundària dels agregats amiloides formats en presència de Cu(II) s’han utilitzat AFM, TEM, SEM, SAXS, FTIR i espectrometria de fluorescència. A més, els efectes tòxics d’aquests agregats s’han estudiat en cèl.lules neuronals. Els resultats obtinguts mostren que aquests agregats són amorfos i presenten una toxicitat més alta que les fibres. Per a l’estudi dels dendrímers de maltosa com a possibles moduladors de l’agregació i de la toxicitat del pèptide amiloide. S’ha confirmat que aquests dendrimers no són tòxics en cèl.lules neuronals i que són capaços de modular l’agregació i toxicitat del pèptid amiloide. Aquests resultats permeten considerar als dendrimers de maltosa com a possibles eines per a reduir la toxicitat dels pèptids amilodies. / Senile plaques of Alzheimer’s disease patients are composed primarily of the amyloid-β-peptide (Aβ). Recent studies implicate Cu(II) in the aetiology of AD. The role of Cu(II) in ADis currently highly disputed. Influence of Cu(II) on Aβ aggregation and amyloidogenic properties of glycodendrimers were investigated in this thesis. AFM, TEM, SEM, SAXS, FTIR and fluorescence spectroscopy were used to study a morphology and a secondary structure of Aβ-Cu(II) aggregates. The toxic effects of Aβ40-Cu(II) amorphous aggregates was confirmed for neuronal cell lines. It was shown that maltose glycodendrimers can be efficiently used to modulate Alzheimer’s amyloid peptide aggregation and inhibit cell toxicity by facilitating the clustering of amyloid fibrils. These results show that glycodendrimers are promising non-toxic agents in the search for anti-amyloidogenic compounds. It was also suggested that fibril clumping may be anti-amyloid toxicity strategy.