Thesis (Ph. D.)--School of Pharmacy. University of Missouri--Kansas City, 2007. / "A dissertation in pharmaceutical sciences and pharmacology." Advisor: Ashim K. Mitra. Typescript. Vita. Title from "catalog record" of the print edition Description based on contents viewed May 23, 2008. Includes bibliographical references (leaves 210-225). Online version of the print edition.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4232_1.pdf: 1307119 bytes, checksum: bd4ce94efff9ff3ca158f0f2aa7f7e5c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / A contaminação das águas dos rios, mares, lagos e oceanos têm sido um dos maiores problemas da sociedade moderna, causado em parte pelas atividades industriais. Nesse contexto, o processamento têxtil é gerador de uma grande quantidade de efluente caracterizado por uma elevada carga orgânica, cor acentuada e compostos químicos tóxicos, que, dependendo do corante empregado, pode também conter substâncias mutagênicas, carcinogênicas e genotóxicas. Outra importante fonte de contaminação dos corpos hídricos são os produtos farmacêuticos, considerados em sua maioria como contaminantes refratários. Atualmente, existem vários processos de tratamentos para esses dois tipos de poluentes, entre os quais os processos oxidativos avançados (POA), que vêm sendo largamente estudados, e que apresentam como vantagem a possibilidade de uma total degradação dos poluentes. No presente estudo, foram aplicados três tipos de POA: processos Fenton (H2O2/Fe2+), foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UV) e TiO2/UV. Para o corante têxtil Remazol Black B e o fármaco antiviral Ganciclovir foram empregados os processos Fenton e foto-Fenton; e para o corante Remazol Red RB 133% foram empregados os processo foto-Fenton e TiO2/UV. Planejamentos fatoriais completos 23 foram utilizados para aperfeiçoar as condições experimentais. No caso do Remazol Black B, a eficiência dos processos na descoloração do corante e na redução do carbono orgânico total obedece à seguinte ordem: foto-Fenton luz UVA > foto-Fenton luz visível > Fenton, comprovando que a radiação da luz UVA é a mais eficiente na geração de radicais hidroxilas. Para o corante Remazol Red RB 133% com o processo foto-Fenton, foram constatados efeitos similares das lâmpadas luz UVA e luz visível para a descoloração do corante; e no processo com o TiO2/UV, foi constatada uma alta remoção do corante; uma fragmentação total da molécula, e nenhuma toxidade nas amostras do corante sem e com tratamento. Os resultados com o Ganciclovir indicaram a possível formação de um complexo entre o íon Fe2+ e a molécula do Ganciclovir, que depende da presença do H2O2. Os resultados revelaram também que a reação foto-Fenton foi mais efetiva para a remoção e degradação do fármaco, frente à reação de Fenton

O presente trabalho teve como objetivo o estudo do estado sólido do ganciclovir (GCV) e suas diferentes formas polimórficas. O GCV é um fármaco antiviral útil no tratamento de infecções por citomegalovírus (CMV). Embora seja um fármaco amplamente usado, poucos estudos têm sido realizados sobre seu estado sólido. Atualmente, o GCV é conhecido por apresentar quatro formas cristalinas, duas anidras (Forma I e II) e duas hidratas (III e IV). Neste trabalho, nós reportamos a solução da estrutura cristalográfica da Forma I do GCV, que foi encontrado durante o screening de cristalização do fármaco, em que nove ensaios de cristalização (GCV-1, GCV-A, GCV-B, GCV-C, GCV-D, GCV-E, GCV-F, GCV-G e GCV-H) foram realizados e os materiais resultantes foram caracterizados por Difratometria de raios X (DRX), análise térmica (DTA/TG) e Hot Stage Microscopy. De todas as cristalizações realizadas foram obtidas quatro formas sólidas, denominadas como Forma I (GCV-1, GCV-B e GCV-H), Forma III (GCV-C, GCV-D, GCV-F e GCV-G), Forma IV (GCV-A) e Forma V (GCV-E). Esta última está sendo descrita pela primeira vez na literatura e indica a presença de outra forma hidratada de GCV. As Formas I, III e IV corresponderam a forma anidra e as duas formas hidratadas do fármaco, respectivamente. Além disso, foi evidenciado por experimentos de conversão de slurry e análise térmica que o cristalizado de GCV-1 (Forma I) foi o mais estável entre os materiais obtidos, e este deu origem ao monocristal da Forma I de GCV, estrutura cristalina anidra do fármaco. Neste trabalho, pela primeira vez, a estrutura cristalina deste composto foi definida por cristalografia de raios X de monocristal. A análise estrutural mostrou que a Forma I do fármaco cristaliza no grupo espacial monoclínico P21/c e está composta por quatro moléculas de GCV na sua unidade assimétrica. Cada molécula está unida intermolecularmente por ligações de hidrogênio, que dão lugar à formação de cadeias infinitas e estas por sua vez se arranjam de maneira a formar uma estrutura tridimensional. / This presented work aims to study the solid state of ganciclovir (GCV) and its different polymorphic forms. GCV is an antiviral drug useful in the treatment of cytomegalovirus (CMV) infections. Although it is a widely-used drug, few studies have been conducted on its solid state. Currently, GCV is known to have four crystalline forms, two anhydrous (Form I and II) and two hydrates (III and IV). In this investigation, we report a successful preparation of GCV Form I and its crystallographic structure, which was found during the crystallization of the drug, in which nine crystallization tests (GCV-1, GCV-A, GCV-B, GCV- D, GCV-E, GCV-F, GCV-G and GCV-H) were performed and the resulting materials were characterized by X-ray diffractometry (XRD), thermal analysis (DTA/TG) and Hot Stage Microscopy. Of all the crystallizations performed, four solid forms were obtained, denoted as Form I (GCV-1, GCV-B and GCV- H), Form III (GCV-C, GCV-D, GCV-F and GCV-G), Form IV (GCV-A) and Form V (GCV-E). The latter is being described for the first time in the literature and indicates the presence of another hydrated form of GCV. Forms I, III and IV corresponded to the anhydrous form and the two hydrated forms of the drug, respectively. In addition, it was evident by both the slurry conversion and the thermal analysis methods that the GCV-1 crystallized (Form I) was indeed the most stable amongst the materials obtained. This gave rise to GCV Form I monocrystal, anhydrous crystalline structure of the drug. The compound was characterized by monocrystal X-ray crystallography. The structural analysis showed that Form I of the drug crystallized in the monoclinic system space group P21/c is composed of four molecules of GCV in its asymmetric unit. Each molecule is linked intermolecularly by hydrogen bonds, which give rise to the formation of infinite chains arranged in a way that form a three-dimensional structure.

O presente trabalho teve como objetivo o estudo do estado sólido do ganciclovir (GCV) e suas diferentes formas polimórficas. O GCV é um fármaco antiviral útil no tratamento de infecções por citomegalovírus (CMV). Embora seja um fármaco amplamente usado, poucos estudos têm sido realizados sobre seu estado sólido. Atualmente, o GCV é conhecido por apresentar quatro formas cristalinas, duas anidras (Forma I e II) e duas hidratas (III e IV). Neste trabalho, nós reportamos a solução da estrutura cristalográfica da Forma I do GCV, que foi encontrado durante o screening de cristalização do fármaco, em que nove ensaios de cristalização (GCV-1, GCV-A, GCV-B, GCV-C, GCV-D, GCV-E, GCV-F, GCV-G e GCV-H) foram realizados e os materiais resultantes foram caracterizados por Difratometria de raios X (DRX), análise térmica (DTA/TG) e Hot Stage Microscopy. De todas as cristalizações realizadas foram obtidas quatro formas sólidas, denominadas como Forma I (GCV-1, GCV-B e GCV-H), Forma III (GCV-C, GCV-D, GCV-F e GCV-G), Forma IV (GCV-A) e Forma V (GCV-E). Esta última está sendo descrita pela primeira vez na literatura e indica a presença de outra forma hidratada de GCV. As Formas I, III e IV corresponderam a forma anidra e as duas formas hidratadas do fármaco, respectivamente. Além disso, foi evidenciado por experimentos de conversão de slurry e análise térmica que o cristalizado de GCV-1 (Forma I) foi o mais estável entre os materiais obtidos, e este deu origem ao monocristal da Forma I de GCV, estrutura cristalina anidra do fármaco. Neste trabalho, pela primeira vez, a estrutura cristalina deste composto foi definida por cristalografia de raios X de monocristal. A análise estrutural mostrou que a Forma I do fármaco cristaliza no grupo espacial monoclínico P21/c e está composta por quatro moléculas de GCV na sua unidade assimétrica. Cada molécula está unida intermolecularmente por ligações de hidrogênio, que dão lugar à formação de cadeias infinitas e estas por sua vez se arranjam de maneira a formar uma estrutura tridimensional. / This presented work aims to study the solid state of ganciclovir (GCV) and its different polymorphic forms. GCV is an antiviral drug useful in the treatment of cytomegalovirus (CMV) infections. Although it is a widely-used drug, few studies have been conducted on its solid state. Currently, GCV is known to have four crystalline forms, two anhydrous (Form I and II) and two hydrates (III and IV). In this investigation, we report a successful preparation of GCV Form I and its crystallographic structure, which was found during the crystallization of the drug, in which nine crystallization tests (GCV-1, GCV-A, GCV-B, GCV- D, GCV-E, GCV-F, GCV-G and GCV-H) were performed and the resulting materials were characterized by X-ray diffractometry (XRD), thermal analysis (DTA/TG) and Hot Stage Microscopy. Of all the crystallizations performed, four solid forms were obtained, denoted as Form I (GCV-1, GCV-B and GCV- H), Form III (GCV-C, GCV-D, GCV-F and GCV-G), Form IV (GCV-A) and Form V (GCV-E). The latter is being described for the first time in the literature and indicates the presence of another hydrated form of GCV. Forms I, III and IV corresponded to the anhydrous form and the two hydrated forms of the drug, respectively. In addition, it was evident by both the slurry conversion and the thermal analysis methods that the GCV-1 crystallized (Form I) was indeed the most stable amongst the materials obtained. This gave rise to GCV Form I monocrystal, anhydrous crystalline structure of the drug. The compound was characterized by monocrystal X-ray crystallography. The structural analysis showed that Form I of the drug crystallized in the monoclinic system space group P21/c is composed of four molecules of GCV in its asymmetric unit. Each molecule is linked intermolecularly by hydrogen bonds, which give rise to the formation of infinite chains arranged in a way that form a three-dimensional structure.

Until recently, all in vitro drug susceptibility assays of cytomegalovirus (CMV) were performed in clinically irrelevant fibroblast cells. This study sought to test if drug susceptibility was affected by cell type. MRC-5 embryonic lung fibroblasts and ARPE-19 retinal pigmented epithelial cells were infected with BADrUL131-Y4 epithelial/fibroblast tropic virus under serial concentrations of ganciclovir (GCV) or maribavir (MBV). Virus was quantified using plaque reduction, GFP fluorescence, and yield reduction. Both drugs performed less efficiently in ARPE-19 cells. A cell type effect was observed for both plaque reduction and yield reduction assays with implications for the treatment of CMV retinitis as well as other manifestations of CMV Disease that involve non-fibroblast cell types.

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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aspects of bovine herpesvirus 5 (BoHV-5) pathogenesis and experimental therapies against BoHV-1 and BoHV-5 were investigated in vitro and in inoculated rabbits. In chapter 1, we investigated the role of nitric oxide (NO), a component of innate immunity against pathogens, in the neurological disease by BoHV-5 in rabbits. Spectrophotometry for NO products revealed that NO levels were significantly increased in several regions of the brain of rabbits with neurological disease [F(4, 40)=3.33; P<0.02]. Quantification of NO levels in the brain at different time points after virus inoculation revealed a gradual increase [F(12, 128)=2.82; P<0,003], correlated spatially and temporally with virus dissemination within the brain and preceding the development of neurological signs. Thus, we propose that the overproduction of NO in the brain of BoHV-5-infected rabbits may participate in the pathogenesis of neurological disease. In chapter 2, the activity of three anti-herpetic drugs was tested against BoHV-1, BoHV-2 and BoHV-5 in vitro by plaque reduction assay. Acyclovir was moderately active against the three viruses; Gancyclovir was moderately effective against BoHV-2, and to a lesser extent against BoHV-5, being poorly active against BoHV-1. Foscarnet (PFA) exhibited the most pronounced antiviral activity, being the only drug that, at the concentration of 100 ìg/mL, completely inhibited plaque formation by all three viruses. In chapter 3, we report the activity of PFA in rabbits inoculated with BoHV-1 or BoHV-5. Rabbits inoculated with BoHV-5 and treated with 100 mg/kg of PFA presented mortality rates (11/22 or 50%) statistically lower than non-treated controls (21/22 ou 95.4%) (P<0.0008). A significant reduction in the mean virus titers was observed at day 3 pi, the peak of virus shedding [F(9,108) = 2,23; P<0.03]. Reduction in virus shedding, frequency, severity and duration of ocular signs were also observed in rabbits inoculated with BoHV-1 into the conjunctival sac, comparing to the controls. The prolonged incubation period and the reduction in the duration of the clinical course of the PFA-treated group was significant (P<0.005 and P<0.04, respectively). Therefore, the activity of PFA in vivo against BoHV-1 and BoHV-5 may be exploited in further experimental therapies. In chapter 4, we investigated the effect of the inhibition of the inducible isoform of nitric oxide synthase (iNOS), associated or not with PFA treatment, on neurological infection by BoHV-5 in rabbits. Groups of BoHV-5-inoculated rabbits were treated with the iNOS inhibitor aminoguanidine (AG); with PFA; with both drugs; or maintained as virus controls. Morbidity and mortality rates were 100% (6/6) in the groups AG and CV, 66.7% (4/6) in the group PFA and 83.3% (5/6) in the group AG+PFA. The incubation period was significantly lower (P<0.05) and the onset of neurological disease occurred earlier and was more severe in the group AG. These results demonstrate that treatment with PFA reduced morbidity and mortality rates associated to BoHV-5 infection, that AG treatment anticipated the development of neurological signs, and that the development of neurolocial disease was delayed in the group treated with both drugs. Taken together, these results contribute to the knowledge of the pathogenesis of BoHV-5 neurological disease and pave the way for other experimental pathogenesis and therapy studies. / Aspectos da patogenia da infecção neurológica pelo herpesvírus bovino 5 (BoHV-5) e terapias experimentais contra o BoHV-1 e BoHV-5 foram estudados in vitro e em coelhos inoculados. O capítulo 1 relata a investigação do papel do óxido nítrico (NO), um componente da imunidade inata contra patógenos, na doença neurológica produzida pelo BoHV-5 em coelhos. Espectrofotometria para os produtos de degradação do NO revelou um aumento significativo nos seus níveis em várias regiões do encéfalo de coelhos infectados (F(4, 40)=3.33; P<0,02). A quantificação do NO no encéfalo nos dias seguintes à inoculação viral revelou um aumento gradativo (F(12, 128)=2.82; P<0,003), correlacionado temporal e espacialmente com a invasão e disseminação viral, e precedendo o desenvolvimento de sinais neurológicos. Sugere-se, assim, que a produção aumentada de NO em resposta à infecção possa participar da patogenia dessa doença neurológica. No capítulo 2, investigou-se a atividade de três fármacos antivirais frente ao BoHV-1, BoHV-2 e BoHV-5 in vitro pelo teste de redução do número de placas. O Aciclovir foi moderadamente ativo frente aos três vírus; o Ganciclovir apresentou atividade moderada frente ao BoHV-2 e, em menor grau, contra o BoHV-5, sendo ineficaz frente ao BoHV-1. O Foscarnet (PFA) apresentou a atividade antiviral mais pronunciada, sendo o único fármaco que, na concentração de 100 μg/mL, inibiu completamente a produção de placas pelos três herpesvírus bovinos. No capítulo 3, investigou-se a atividade do PFA em coelhos inoculados com o BoHV-1 ou BoHV-5. Coelhos inoculados com o BoHV-5 e tratados com 100 mg/kg do PFA apresentaram índices de mortalidade (11/22; 50%) estatisticamente inferiores aos controles não-tratados (21/22; 93,7%) (P<0,0008). Uma redução significativa no título médio de vírus foi observada no dia 3 pi, pico da excreção viral [F(9,108) = 2,23; P<0,03]. Em coelhos inoculados no saco conjuntival com o BoHV-1 e tratados com o PFA, foram observadas reduções na excreção viral, na frequência, severidade comparando-se com o grupo controle. O período de incubação prolongado e a redução na duração do curso clínico no grupo tratado foi significante (P<0,005 e P<0,04, respectivamente). A atividade antiviral do PFA in vivo contra o BoHV-1 e BoHV-5 abre a perspectiva para outras terapias experimentais. No capítulo 4, investigou-se o efeito da inibição da isoforma induzível da enzima óxido nítrico sintase (iNOS), associada ou não ao tratamento com o PFA, na infecção neurológica pelo BoHV-5 em coelhos. Grupos de coelhos inoculados com o BoHV-5 foram tratados com o inibidor da iNOS aminoguanidina (AG); com PFA; com ambos os fármacos; ou não receberam tratamento. Os índices de morbidade e mortalidade foram de 100% (6/6) nos grupos AG e controle; 66,7% (4/6) no grupo PFA e 83,3% (5/6) no grupo AG+PFA. O período de incubação foi significativamente menor (P<0,05) e os sinais neurológicos foram mais precoces e severos nos animais do grupo AG. Portanto, o tratamento com PFA reduziu a morbidade e mortalidade associadas com a infecção pelo BoHV-5; o tratamento com AG resultou no agravamento e na antecipação do quadro neurológico e no grupo tratado com ambos os fármacos observou-se um desenvolvimento mais tardio dos sinais neurológicos. Esses resultados contribuem para o conhecimento da patogenia da doença neurológica pelo BoHV-5 e abrem perspectivas para estudos adicionais de patogenia e terapêutica anti-herpesvírus.