Este trabalho visa ao entendimento da interação de capsaicinóides com membranas celulares utilizando sistemas modelo. Dentre os alcalóides derivados de plantas do gênero Capsicum, a capsaicina e a dihidrocapsaicina respondem por 90% dos capsaicinóides, que são usados como analgésicos e antiinflamatórios, devido a sua interação específica com receptores. O mecanismo neurofarmacológico já foi bastante estudado, mas o modo de ação não neural ainda não foi elucidado. Usamos extratos brutos (EBs) de pimenta malagueta e de dedo-de-moça, que têm atividade superficial, e afetaram monocamadas de Langmuir de fosfatidil colina de dipalmitoíla (DPPC) e fosfatidil glicerol de dipalmitoíla (DPPG). Tais efeitos não tiveram dependência expressiva com a carga, pois o EB de dedo-de-moça interagiu mais fortemente com o DPPC do que com o DPPG, ao passo que o contrário se verificou para o EB de malagueta. Também não houve diferença significativa entre os EBs das duas pimentas. Nas monocamadas de Langmuir representativas para a bactéria S. aureus, ambos os EBs tiveram efeito, tanto nas isotermas de pressão quanto nos resultados de espectroscopia de absorção e reflexão no infravermelho com modulação de polarização (PM-IRRAS), sem distinção significativa entre malagueta e dedo-de-moça. No entanto, as medidas de vazamento com lipossomos mostraram maior interação com o EB de dedo-de-moça, o que é consistente com a atividade bactericida para S. aureus. De fato, a concentração inibitória mínima (MIC) foi 0,13 mg mL-1 para o EB da pimenta dedo-de moça e 4,0 mg mL-1 para o EB de malagueta. Para a E. coli, os EBs interagiram com as monocamadas de Langmuir sem diferenças dignas de nota para as duas pimentas, e nas medidas de vazamento o efeito maior foi para a dedo-de-moça. Não houve efeito bactericida para nenhum dos extratos. Isso se explica porque bactérias gram-negativas, como a E. coli, têm uma camada externa protetora de lipossacarídeos (LPS). Das medidas de monocamadas de Langmuir representativas da camada de LPS, observou-se pouca incorporação dos EBs. Conclui-se, assim, que os EBs não conseguem causar rompimento da camada de LPS. Do conjunto dos resultados, infere-se que o mecanismo de ação para a S. aureus envolve solubilização parcial da membrana, e não há relação entre pungência e atividade bactericida, pois a pimenta dedo-de-moça, que é menos pungente, teve maior efeito do que a malagueta. Depreende-se, também, que a ação de extratos de pimenta deve depender da interação com receptores na membrana, o que explica porque o uso de tais extratos tem sido principalmente em aplicações tópicas. / This study is aimed at understanding the interaction of capsaicinoids with cell membranes using model systems. Among the alkaloids derived from plants of the genus Capsicum, capsaicin and dihydrocapsaicin account for 90% of capsaicinoids, which are used as analgesic and anti-inflammatory due to their interaction with specific receptors. The neuropharmacological mechanism has been well studied, but the non-neural mode of action has not been elucidated. Here, we use crude extracts (EBs) of malagueta and dedo-de-moça chilli peppers, which are surface active, and affected Langmuir monolayers of dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) and dipalmitoyl phosphatidyl glycerol (DPPG). Such effects did not depend on the charge, since EB from dedo-de-moça interacted more strongly with DPPC than with DPPG, while the opposite applied for malagueta. In addition, there was no significant difference between the two EBs. For Langmuir monolayers representing the bacteria S. aureus, both EBs affected the surface pressure isotherms and the polarizationmodulated infrared reflection-absorption spectroscopy (PM-IRRAS) data, without significant distinction between dedo-de-moça and malagueta. However, in the leakage measurements with liposomes the EB from dedo-de-moça was more efficient in rupturing the liposome, which is consistent with the bactericidal activity for S. aureus. In fact, the minimum inhibitory concentration (MIC) was 0.13 mg mL-1 for dedo-de-moça and 4.0 mg mL-1 for malagueta. For the Langmuir monolayers mimicking the E. coli membrane, the EBs interacted much in the same way, while the EB from dedo-de-moça caused larger leakage in liposomes. There was no bactericidal effect of the EBs. This is explained by the fact that gram-negative bacteria, such as E. coli, have a protective outer layer of liposaccharides (LPS). In monolayers representing LPS, there was little incorporation of EBs, from which one infers that the EBs cannot cause disruption of the LPS layer. Taking all these results together, it appears that the mechanism of action for S. aureus involves partial solubilization of the membrane. Furthermore, there is no relationship between pungency and bactericidal activity because dedo-de-moça, which is less pungent, had greater effect than malagueta. It seems also that the action of pepper extracts must depend on the interaction with membrane receptors, which explains why the use of such extracts has been essentially in topical applications.

Orientador: João Ruggiero Neto / Banca: João Procópio de Araújo Filho / Banca: Maria Teresa Lamy / Banca: Roberto da Silva / Banca: Valmir Fadel / Resumo: Neste trabalho estudamos a conformação em ambientes anisotrópicos e a atividade lítica em vesículas aniônicas e zwitteriônicas de um conjunto de peptídeos biologicamente ativos, extraídos de veneno de vespas solitárias, que se caracterizam por usar seus venenos para paralisar as presas com as quais alimentam suas larvas. Esses peptídeos que são desgranuladores de mastócitos, apresentam atividade antimicrobiana e a maioria deles não é hemolítica. Possuem entre 10 e 15 resíduos, são catiônicos, com alta proporção de resíduos carregados e polares, e são lineares e helicoidais em meios miméticos de membranas. Buscamos correlacionar a atividade lítica em vesículas de diferentes composições, analisada em experimentos de fluorimetria, às mudanças conformacionais, induzidas por diferentes ambientes miméticos, monitoradas por dicroísmo circular, complementando com a análise das características físico-químicas como comprimento da cadeia, amidação do terminal-C, carga líquida, influências no macrodipolo da hélice, hidrofobicidade, momento hidrofóbico e ângulo polar. Observamos que estes peptídeos apresentam intensa atividade em membranas modelo, interagem preferencialmente com bicamadas aniônicas, e sua atividade lítica acontece de modo cooperativo tanto em vesículas aniônicas como nas zwitteriônicas. Com exceção de Anoplin, todos os peptídeos com ação antimicrobiana apresentam curvas de dose-resposta que mostram uma dependência sigmoidal com a concentração do peptídeo. Isso sugere que esses peptídeos se acumulam na superfície da vesícula até atingir uma concentração crítica, além da qual o vazamento aumenta cooperativamente. De uma forma geral os peptídeos mais eficientes como antimicrobianos, são também aqueles caracterizados pela maior eficiência em permeabilizar vesículas aniônicas do tipo PCPG 7030 e por baixas razões limite P/L. / Abstract: Solitary wasps use their venoms to paralise prays to feed their larvae. A set of biologically active peptides, obtained from these venoms, have been investigated in relation to the conformational changes they undergo in anisotropic environments and their lytic activity on zwitterionic and anionic vesicles. These peptides are mast cell degranulators, present antimicrobial activities and most of them are not hemolytic. They are cationic, their chain length are 10 to 15 residues long, with high hydrophilic / hydrophobic ratio; they are linear and helical in membrane mimetic environments. We searched correlation between the lytic activity in vesicles of different compositions, monitored in fluorimetric experiments, and conformational changes, induced by varied mimetic media, monitored by circular dichroism. The results have been also correlated with peptides' physical-chemical parameters such as chain length, amidated or carboxylated C-terminal, net charge, influences on the helix macrodipole, hydrophobicity, hydrophobic moment and polar angle. We observed that these peptides present intense activity on model membranes, they interact preferentially with anionic bilayers, and their lytic activity is a cooperative process either in anionic or in zwitterionic vesicles. Exception made to Anoplin, all the other peptides that have antimicrobial activity present in their dose-response curves a sigmoidal dependence with the peptide concentration. This fact suggests that these peptides accumulate on the vesicles surface until they reach a threshold concentration, beyond which leakage increases cooperatively. As a general rule, the most efficient antimicrobial peptides are also those characterized by efficient permeabilization of anionic vesicles, namely PCPG 7030 and by small threshold P/L ratios. / Doutor

O sangue do cordão umbilical e placentário (SCUP) tem sido usado como fonte de células-tronco hematopoiéticas (CTH) para reconstituir a função medular (hematopoiese). A maioria das vezes, esta modalidade de transplante requer a criopreservação das CTH, que permanecem congeladas até uma possível utilização futura. Na criopreservação de CTH, o reagente químico dimetilsulfóxido (DMSO) tem sido utilizado como um crioprotetor. No entanto, tem sido provado que DMSO tem efeitos tóxicos para o corpo humano. Muitos organismos na natureza possuem uma capacidade de sobreviver ao congelamento e à desidratação acumulando dissacarídeos, como a trealose e sacarose, por isso a trealose, tem sido investigada como um crioprotetor alternativo para diversos tipos celulares. Outro dano muito comum durante o congelamento é a formação de espécie reativas de oxigênio (ERO) que diminui a viabilidade celular, por isso a adição de bioantioxidantes na solução de criopreservação das células é passo muito importante. Este estudo foi dividido em duas fases na primeira foram avaliados os resultados obtidos com a adição de antioxidantes na solução de criopreservação das células de SCUP e na segunda fase avaliou-se a hipótese que a solução de criopreservação contendo trealose intracelular e extracelular melhora a recuperação e a viabilidade das células-tronco do SCUP, após a criopreservação. SCUP foi processado e submetido à criopreservação em soluções contendo na primeira fase: soluções com diferentes concentrações de DMSO (10%, 5% e 2,5%), assim como as combinações de DMSO (5%, 2,5%) com um dos dissacarídeos (60mmol/L) e ácido ascórbico e/ou catalase (10mg/mL); e na segunda fase: soluções contendo diferentes concentrações de DMSO (10% e 2,5%), assim como as combinações de DMSO (2,5%) com trealose intra (a trealose foi introduzida na célula por meio de lipossomas) e extracelular e soluções contendo trealose intra e extracelular sem DMSO, armazenados por duas semanas em N2L, e descongeladas. As células descongeladas foram avaliadas por citometria de fluxo, pelo ensaio metabólico pelo MTT e de unidades formadoras de colônias (UFC). Na primeira fase do estudo, a catalase, melhorou a preservação das células CD34+ e CD123+, a UFC e a viabilidade celular, em comparação com a solução padrão de criopreservação. Já na segunda fase do estudo, após as análises de todos os testes vimos que a solução que continha trealose intra/extracelular e DMSO mostrou uma capacidade de manutenção da viabilidade/integridade celular superior a todas as outras testadas. A solução que continha trealose intra e extracelular sem DMSO, obteve um resultado comparável com seu controle (2,5%DMSO), porém quando avaliamos a solução que continha apenas trealose intracelular não obtivemos resultados satisfatórios. A catalase pode atuar sobre a redução dos níveis ERO na solução de criopreservação das CTH de SCUP, diminuindo os danos por ele causados e a trealose deve estar presente em ambos os lados das células durante o processo de congelamento. Portanto, em testes clínicos futuros, ela poderá ser um potencial crioprotetor das células-tronco de SCUP, podendo substituir totalmente o DMSO da solução de criopreservação, minimizando com os efeitos colaterais provenientes da infusão de produtos criopreservados nos pacientes. / The umbilical cord blood (UCB) has been used as a source of primitive hematopoietic stem cells (HSC) to reconstitute the hematopoiesis. Most often, it is required the cryopreservation of HSC, which remain frozen in banks for possible future use. For cryopreservation of HSC, the chemical reagent dimethylsulfoxide (DMSO) has been used as a cryoprotectant. Many organisms in nature have a capacity of survive freezing and dehydration by accumulating disaccharides, so the trehalose, has been actively investigated as an alternative cryoprotector, other damage which is very common during freezing is oxygen free radicals formation which decreases the cellular viability after thawing, so the addition of bioantioxidants in the solution of cryopreservation of cells is very important. This study was divided into two phases: first, we evaluated the results obtained with the addition of antioxidants in the solution for cryopreservation of cord blood cells and the second phase: evaluate the hypothesis that the cryopreservation solution containing intracellular and extracellular trehalose improves recovery and viability of cord blood stem cells after cryopreservation. UBC was processed and subjected to cryopreservation solutions containing for the first phase: solutions with different concentrations of DMSO (10%, 5% and 2.5%), as well as combinations of DMSO (5%, 2.5 %) with a disaccharide (60 mmol/L), ascorbic acid and/or catalase (10mg/mL), and for the second phase: solutions containing different concentrations of DMSO (10% and 2.5%), as well as combinations of DMSO (2.5%) with intracellular trehalose (trehalose was introduced into the cell by means of liposomes) and solutions containing extra and intracellular trehalose without DMSO, stored for two weeks in N2L, and thawed. The thawed cells were assessed by flow cytometry, MTT and colony forming units (CFU) assays. In the first phase of the study our analysis showed catalase improved the preservation CD34+ and CD123+ cells, cell viability and CFU compared to standard cryopreservation solution. In the second phase, after testing of all test we observed that the solution containing intra/extracellular trehalose and DMSO showed superior capacity of maintaining the cell viability/integrity in relation to the others, the solution containing intra-and extracellular trehalose without DMSO, obtained a result that can be compared with its control (2.5% DMSO), and that the solution containing only intracellular trehalose did not generate satisfactory results. The catalase can act on reducing the levels of reactive oxygen species in the solution for cryopreservation of HSC of UCB reducing the damage it caused, trehalose must be present on both sides of the cells during the freezing process. Future clinical trials are needed to confirm that it may be a potential cryoprotectant of stem cells from cord blood, which can totally replace the DMSO in cryopreservation solution, eliminating the side effects from the infusion of cryopreserved products in patients already suffering from the disease base.

Orientador: Maria Helena Andrade Santana / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T14:24:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torre_LucimaraGazioladela_D.pdf: 28769884 bytes, checksum: 485f026c87d2f5b4fb99e642474200d0 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho visa o desenvolvimento tecnológico de uma vacina gênica, destinada ao combate à tuberculose, na qual o DNA encontra-se veiculado em lipossomas. Foram enfocados três aspectos principais: 1.A preparação e caracterização de estruturas lipídicas funcionais veiculando o DNA, projetadas para atenderem aos requisitos de imunização contra a tuberculose; 2. Complexação do DNA com peptídio sintético promotor de transporte nuclear e veiculação na estrutura lipossomal que se mostrou mais promissora nos ensaios in vitro e in vivo realizados no CPT-RP. 3. Análise do escalonamento da produção da estrutura lipossomal mais promissora para subsequente veiculação do DNA. Duas estruturas lipossomais foram compostas por lipídios com as seguintes funcionalidades: estrutural, de incorporação do DNA e atração eletrostática com a superfície das células, de intensificação da liberação do DNA no citoplasma celular. Foram preparadas pelo método da desidratação-rehidratação, gerando DRVs (¿dehydrated-hydrated vesicles¿). O DNA foi associado à essas estruturas, localizando-se no interior, [DRV(DNA)] ou prefencialmente na sua superfície [DRV-DNA]. A terceira estrutura, um agregado lipídico não lipossomal designado por lipoplexo, foi preparado na ausência do lipídio estrutural, contendo o DNA associado em toda a sua superfície. As estruturas foram caracterizadas através do seu diâmetro hidrodinâmico e distribuição de tamanhos, razão de cargas para completa incorporação do DNA, carga superficial, transição de fases, acessibilidade de sonda de fluorescência ao DNA e morfologia. O peptídio sintético com seqüência não convencional foi associado à estrutura DRV-DNA. O escalonamento da produção de lipossomas foi analisado através de dados experimentais e simulação matemática da cinética de produção de lipossomas em sistema multitubular. Dos resultados conclui-se que a estrutura DRV-DNA é promissora para a produção de vacina contra a tuberculose tanto pela sua efetividade biológica quanto do ponto de vista tecnológico / Abstract: This work contributes to the technological development of a gene vaccine against tuberculosis, where DNA is transported within liposomes. The three main aspects focused on were: 1. Functional lipid structures for DNA delivery were prepared and characterized in the attempt to obtain immunization standards against tuberculosis; 2. The best lipid structure was chosen from in vitro and in vivo assays performed in the ¿Centro de Pesquisas em Tuberculose de Ribeirão Preto¿ ¿ CPT-RP. A synthetic peptide that promotes nuclear transport was complexed to DNA and included into the best lipid structure. 3. Scale up analysis for the production of the best lipid structure that was used for DNA delivery. Two types of liposomes were composed by lipids with the following properties: (i) structure, (ii) DNA incorporation and electrostatic attraction with cell surface, and (iii) helper, that facilitates the DNA release to the citosol. These structures were prepared by the dehydrated-hydrated method, generating DRVs (dehydrated-hydrated vesicles). The DNA was associated in the inner compartment, [DRV(DNA)], or mostly at the surface [DRV-DNA] of these structures. The third structure, a lipid aggregate that does not form liposomes and was named lipoplex, was prepared in the absence of the structural lipid, used in previous preparations, which contained DNA associated with all of the aggregate¿s surface. The physico-chemical characterization of the structures were based on the hydrodynamic diameter and size distribution of the lipid particles, charge ratio for DNA incorporation into the lipid structure, surface charge, phase transition temperatures, the fluorescent probe accessibility to DNA and morphology of the particles. A synthetic peptide, with non-conventional sequence was associated to the DRV-DNA structure. The scale up for the liposome production was analyzed through the acquisition of experimental data and mathematical simulation of the liposomes production in a multitubular system. The results demonstrate that the incorporation of DNA into a lipid structure is very promising as a tuberculosis vaccine, especially in regards to the complexation of DNA with empty DRVs. The technological aspects of scaling up also confirm the viability of preformed liposomes production / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

A pasteurelose é uma das doenças mais comuns do trato respiratório do coelho em criações comerciais e/ou em biotérios de animais destinados à pesquisa biomédica. A bactéria Pasteurella multocida é o patógeno responsável por uma série de manifestações clínicas em coelhos, incluindo rinite crônica, otite média, pneumonia, infecções no trato genital, formação de abscessos pulmonares e cutâneos, conjuntivite e septicemia hemorrágica. Porém, entre 50 e 70 % dos animais podem incubar o organismo de forma assintomática. Os fatores predisponentes para o desencadeamento dos sinais clínicos incluem acúmulo de amônia no ar (má ventilação), prenhez, aparecimento de doenças concomitantes, distúrbios no ambiente de criação ou na manipulação experimental. A doença está presente no Brasil, ocorrendo surtos com relativa freqüência, no entanto, o diagnóstico é feito com base nos sinais clínicos e necropsia. Dessa forma é difícil precisar a extensão dos prejuízos causados pela pasteurelose à cunicultura. Vacinas comerciais específicas contra a pasteurelose em coelhos não estão disponíveis no mercado. A prevenção, ainda que apresente resultados duvidosos, é realizada utilizando-se antibióticos dissolvidos na água, porém este tipo de tratamento normalmente não protege definitivamente os animais. Uma vez que não existem vacinas disponíveis e o tratamento com antibióticos não estabelece proteção contra a pasteurelose, foram desenvolvidos neste trabalho sistemas carreadores das proteínas antigênicas da membrana da P. multocida. Estes sistemas carreadores são formados por lipossomos, já conhecidos pelo seu potencial como imunoadjuvante, e por microesferas lipídicas, responsáveis por apresentar os antígenos às células apresentadoras de antígenos (APC). Inicialmente, foram obtidas colônias puras da bactéria as quais foram cultivadas em meio de crescimento específico (BHI). Os microrganismos foram isolados, rompidos e as proteínas antigênicas foram detectadas por SDS-PAGE e Western Blotting. Estes resultados mostraram que a maioria das bandas protéicas foi reconhecida pelo anticorpo policlonal contra a P. multocida. Visto que tínhamos um pool de proteínas as quais apresentavam antigenicidade, foi realizada uma solubilização incubando frações de membrana da bactéria com SDS 1 %. Este procedimento resultou em um rendimento de solubilização de 85 %. A obtenção dos proteolipossomos foi realizada pelo método da co-solubilização de lipídio, proteína e detergente. Um bom rendimento de incorporação das proteínas em lipossomos parecer estar relacionada com a metodologia utilizada para a remoção do detergente da mistura lipídio:proteína:detergente durante o processo de co-solubilização, e também com a natureza do fosfolipídio utilizado. Os resultados indicaram que a resina Calbiosorb® foi a mais eficiente para a remoção do SDS e, dentre os diversos fosfolipídios testados o que melhor incorporou as proteínas foi o DPPC, com rendimento de incorporação de 93 % e diâmetro médio de 180 nm. Além disso, o SDS-PAGE dos proteolipossomos mostrou que todas as espécies protéicas presentes no extrato bruto solubilizado foram incorporadas nos lipossomos de DPPC. O Western Blotting mostrou que as proteínas incorporadas nos lipossomos continuavam a ser reconhecidas pelo anticorpo policlonal contra a P. multocida. Para os ensaios de imunização foram separados 3 grupos de coelhos: (i) imunizados com lipossomos; (ii) imunizados com extrato bruto solubilizado (EBS); (iii) imunizados com os proteolipossomos. Após 21 dias de imunização com as preparações descritas, os animais foram infectados com 105 ufc de bactéria. Todos os animais vacinados previamente com lipossomos ou EBS foram a óbito enquanto que os animais vacinados com os sistemas de proteolipossomos apresentaram sobrevida de 95 %. Além disso, um grupo controle vacinado com a bactéria atenuada na presença de hidróxido de alumínio como imunoadjuvante apresentou uma sobrevida de apenas 30 %, indicando que a vacina convencional não apresenta uma proteção satisfatória contra a pasteurelose. O soro dos animais vacinados com lipossomo, EBS e proteolipossomos foram coletados semanalmente antes e após a infecção experimental para a detecção da produção de anticorpos IgG, IgM e IgA, utilizando-se a técnica de ELISA. Como esperado, os animais vacinados com lipossomos não apresentaram estimulação de nenhum dos anticorpos específicos para P. multocida analisados. Os animais imunizados com EBS apresentaram um significativo aumento dos níveis de IgG sérico 7 dias após a imunização os quais se mantiveram constantes durante todo o período experimental. Os níveis de IgG no soro de animais imunizados com os proteolipossomos apresentam um aumento 7 dias após a imunização, porém não se mantiveram até o momento da infecção experimental. Após a infecção experimental, os níveis séricos de IgG nos animais imunizados com proteolipossomos apresentam um aumento significativo, enquanto que para os imunizados com EBS houve manutenção dos níveis antes obtidos. A análise de anticorpos IgM específicos para a P. multocida mostram uma produção significativamente maior destes anticorpos para animais imunizados previamente com proteolipossomos que para os animais imunizados com EBS. Além disso, após a infecção experimental, a produção de IgM nos animais imunizados com proteolipossomos continuou sendo estimulada, o que não foi observado para os animais imunizados com EBS. O sistema de proteolipossomos não produz anticorpos IgA sistêmicos específicos para a bactéria, porém após a infecção experimental foi possível observar o aparecimento gradativo deste anticorpo no lavado nasal dos animais, durante as semanas de observação. Os animais previamente imunizados com proteolipossomos sobreviventes da primeira infecção experimental foram observados durante 140 dias e novamente infectados, com nova carga bacteriana. Após a reinfecção a sobrevida destes animais foi de 100 % indicando que o sistema de proteolipossomos foi capaz de gerar uma memória imunológica. A análise conjunta dos resultados obtidos na detecção de anticorpos indica que a proteção proporcionada pelos proteolipossomos contra a pasteurelose é devida a estimulação de anticorpos IgG e, principalmente, de IgM. O outro sistema de delivery de proteínas antigênicas desenvolvido foi o de microesferas lipídicas. Foram experimentados diferentes protocolos, porém o que mais se adequou as nossas condições foi obtido da união e adaptação de duas metodologias descritas na literatura. Estudos de microscopia eletrônica de varredura mostraram que as microesferas lipídicas são formadas quando é utilizado 3 % (p/v) de PVA na formulação. Além disso, marcamos as proteínas com isoticiocianato de fluoresceína e a microscopia revelou a presença de estruturas esféricas fluorescentes, indicando a encapsulação das proteínas na região lipofílica das microesferas. Estudos sistemáticos variando a concentração de óleo, fosfolipídio, proteínas e PVA na formação das microcapsulas permitiram um rendimento de encapsulação de cerca de 99 %. Portanto, no presente trabalho, estabelecemos metodologias de incorporação das proteínas antigênicas em lipossomos constituídos de DPPC e em microesferas lipídicas. Além disso, os sistemas de proteolipossomos apresentaram uma satisfatória propriedade de proteção dos coelhos contra a pasteurelose (frente à infecção experimental com P. multocida) indicando que o sistema aqui proposto pode ser utilizado como vacina, prevenindo a pasteurelose em criações de coelhos comerciais ou destinados à pesquisa biomédica. / Pasteurellosis is a common disease in the respiratory tract of commercial and/or biomedical rearing of research rabbits. The bacterium Pasteurella multocida is the pathogen responsible for a range of clinical syntomes, including chronic rhinitis (snuffles), otitis media, pneumonia, genital infection, pulmonary and cutaneous abscesses, conjunctivitis and hemorrhagic septicemia. However, between 50 and 70 % of the animals can harbour the microorganism asymptomatically. The factors that cause the clinical syntomes include the ammonium accumulation in the air (foul ventilation), pregnancy, another concomitant disease, disorder in the rabbit production environment and experimental manipulation. Outbreaks of this disease occur in Brazil with relative frequency; however diagnosis is generally based on the clinical signals and necropsy. Therefore, it is difficult to estimate the extent of losses caused by pasteurellosis druing cuniculture. However, specific commercial vaccines against pasteurellosis in rabbits are not available and prevention is through the use of antibiotics in drinking water, even though this type of treatment generally does not protect the animals. Initially, pure bacteria colonies were obtained, which were cultivated in specific growing media (BHI). The microorganisms were isolated, lysed and the antigenic proteins were detected by SDS-PAGE and Western Blotting. These results show that most protein bands were recognized by the policlonal antibody against P. multocida. Since this protein pool presented antigenicity, the protein mixture was solubilized by incubating 0,5 mg/ml of the membrane fraction with SDS 1 % (w/v) under constant agitation for 2 hours. This procedure resulted in a 85 % solubilization yield. The proteoliposomes wew formed using a lipid, protein and detergent co-solubilization method. A good yield of protein incorporation in liposomes seems to be related to the methodology used for the removal of the detergent from the lipid:protein:detergent mixture during the co-solubilization process, as well as the nature of the phospholipid used. The results indicated that the Calbiosorb® resin was the most efficient for SDS removal and, among the various phospholipids tested, DPPC best incorporated the proteins, presenting an incorporation yield of 93% and average proteoliposome diameter of 180 nm. In addition, SDS-PAGE of the proteoliposomes has shown that all the proteic species present in the crude solubilized extract were incorporated in the DPPC liposomes. The Western Blotting has shown that the proteins incorporated in the liposomes continue to be recognized by the policlonal antibody against P. multocida. For the immunization assays, three animal groups were separated: (i) rabbits immunized with liposomes; (ii) rabbits immunized with crude solubilized extract (CSE) and (iii) rabbits immunized with the proteoliposomes. After twenty-one days of immunization with the described preparations, the animals were challenged with 105 ufc of bacteria. All animals previously vaccinated with the liposomes or CSE died while the animals vaccinated with the proteoliposomes systems had 95 % survival after the challenge. Moreover, a control group vaccinated with the attenuated bacteria in the presence of aluminum hydroxide as an immunoadjuvant had only 30% survival, indicating that the conventional vaccine does not protect against pasteurellosis. The serum of animals vaccinated with liposome, CSE and proteoliposomes were collected weekly before and after the experimental infection for the detection of IgG, IgM and IgA antibodies production using ELISA. Animals vaccinated with liposomes did not present stimulation of any of the specific antibodies for the P. multocida analyzed. The animals immunized with CSE presented a significant increase in the IgA serum level seven days after the immunization, but these levels were not maintained until the moment of the experimental infection. After the experimental infection, the serum levels of IgG in rabbits immunized with proteoliposomes showed a significant increase, while for those animals immunized with the CSE the levels were maintained. The analysis of IgM antibodies specific for the P. multocida showed a higher production to animals vaccinated with proteoliposomes than for the animals immunized with CSE. Furthermore, after experimental infection, the production of IgM in animals immunized with proteoliposomes continued to be stimulated, which was not observed for those immunized with EBS. The proteoliposome system does not induce IgA systemic antibodies that were specific for the bacterium. However, after the experimental infections it was possible to observe the gradual appearance of IgA in the nasal lavage of the infected animals on the time course of the experiment. Animals previously immunized with the proteoliposomes which survived the first experimental infection were observed during 140 days and re-infected. After the re-infection, the survival of these animals was 100 %, indicating that the proteoliposome system was able to generate a possible immunological memory. The global analysis of the results obtained in the antibody detection indicates that the protection given by the proteoliposome against pasteurellosis is due to the stimulation of antibodies IgG and mainly of IgM. The other delivery system of antigenic proteins developed during this work is of lipidic microspheres. Different protocols were tried, but the one which was more adequate to our experimental conditions was elaborated from joining and adapting two methodologies described in literature. Scanning electron microscopy studies have shown that the lipidic microspheres are formed when 3 % (w/v) of PVA is used in the formulation. Furthermore, we have marked the proteins with fluorescein isothiocyanate and the microscopy revealed the presence of fluorescent spherical structures which indicated the encapsulation of the proteins in the lipophilic region of the microspheres. Systematic studies varying the concentration of oil, phospholipid, proteins and PVA in the microcapsules formulation has given a yield of encapsulation of 99%. We have established methodologies of incorporation of the antigenic proteins in liposomes constituted of DPPC and lipidic microspheres. Moreover, the proteolipossome systems have shown a satisfying property of protection of rabbits against pasteurellosis in face of the experimental challenge with P. multocida indicating that the system proposed here can be used as a vaccine to prevent the pasteurellosis either in commercial or biomedical research rearing of rabbit.

Este trabalho envolve o estudo sobre os níveis de pigmentos fotossintéticos, carotenóides e clorofilas, presentes nas algas marinhas Tetraselmis gracilis e Gracilaria tenuistipitata, em condições de senescência celular e estresse antropogênico (poluição metálica). Em razão do papel fundamental dos carotenóides na organização de membranas tilacóides, o papel estrutural de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis em bicamadas lipídicas também foi avaliado. Para estes estudos foram realizados o cultivo, coleta e construção das curvas de crescimento das algas, obtenção dos cromatogramas típicos, identificação de alguns pigmentos fotossintéticos através de padrões, análise dos extratos brutos em diferentes fases de crescimento e respectiva quantificação. Foram realizados bioensaios de toxicidade dos metais Cd, Cu, Hg e Pb e foram estimados os parâmetros toxicológicos CE15 e CE50 (concentração efetiva para a redução de 15 e 50%, respectivamente, do crescimento algal). Os modelos de estresse agudo e crônico foram construídos para cada metal e a quantificação dos pigmentos fotossintéticos foi realizada. Lipossomos foram confeccionados com a incorporação de carotenos e do extrato metanólico de T. gracilis na bicamada e foram realizadas medidas de espalhamento de luz, de calorimetria, do diâmetro hidrodinâmico e de fosfolípides. A cinética de liberação e de permeação de NO foi estudada através de medidas de fluorescência e de quimiluminescência. Também foi realizada a extração e pré-isolamento dos carotenóides presentes em T. gracilis. Os mecanismos de defesa contra espécies reativas de oxigênio foram diferentes em razão das distintas variações observadas nos níveis de pigmentos para cada metal estudado e tipo de estresse. Também foi observado um aumento do nível de pigmentos em função do aumento do tempo de exposição correspondendo provavelmente a uma estratégia aclimatativa extremamente importante no papel de adaptação e sobrevivência de organismos fotossintéticos, o que torna este tipo de avaliação, principalmente dos níveis de carotenóides, uma ferramenta útil como parâmetro de avaliação de poluição ambiental, além do emprego da biomassa como ferramenta de biorremoção de metais. Em relação aos valores de CE50 observados, o valor encontrado para o Cu foi inferior ao padrão previsto na Resolução do CONAMA no 357. Portanto, efluentes contendo Cu em níveis permitidos poderão causar danos à biota marinha. Mais ainda, sugere-se que os limites recomendáveis para este metal deverão ser revistos e alterados para a preservação de ecossistemas aquáticos. A incorporação do extrato de T. gracilis ocasionou uma grande perturbação na estruturação da membrana, resultando na fluidificação da bicamada lipídica, independente da fase de crescimento. O β-caroteno e o licopeno interferem na estruturação de bicamadas lipídicas diminuindo o diâmetro hidrodinâmico das vesículas unilamelares grandes, efeito ainda não descrito na literatura, reduzindo o valor da temperatura na qual se inicia a transição de fase, alargando a faixa onde ocorre a transição, reduzindo os valores capacidade calorífica e da entalpia e, conseqüentemente, modificando a cooperatividade da transição. Somente o β-caroteno causou fluidificação do sistema lipídico e aumento da velocidade de permeação de NO através da membrana, sugerindo o provável papel do β-caroteno na modulação de propriedades físicas da membrana. / This work involves the study of the levels of photosynthetic pigments, carotenoids and chlorophylls, contained in the marine algae Tetraselmis gracilis and Gracilaria tenuistipitata, under conditions of cellular senescence and anthropogenic stress (metallic pollution). Due to the fundamental organizational role of carotenoids in thylakoid membranes, its structural features in lipid bilayers were evaluated. Also in this last mentioned study, it was employed the methanolic extract of T. gracilis. In order to perform these studies, the algae were cultivated and the growth curves determined. Also, the typical chromatograms were obtained, and some photosynthetic pigments were identified trough commercial standards, which were then analyzed and quantified in crude extracts of different growth phases. The toxicity of the metals Cd, Cu, Hg and Pb were determined trough bioassays, which led to the toxicological parameters EC15 and EC50 estimation (the effective concentration that causes 15 and 50% of reduction of the algal growth, respectively). For each metal, the acute and chronic stress models were built, and the photosynthetic pigments contents\' quantified. Liposomes were constructed with the incorporation of carotenes and of the T. gracilis\' methanolic extract in the bilayer, which were then submitted to light scattering, calorimetric, hydrodynamic radius and phospholipid assays. Fluorescence and chemiluminescence measurements were used to study the NO kinetics of liberation and permeation. Also, it was accomplished the extraction and pre-isolation of carotenes contained in T. gracilis. For each type of metal and stress occasioned, different levels of pigments were observed, a consequence of the different mechanisms employed against reactive oxygen species. At higher exposure periods, higher pigments\' contents were quantified, which probably corresponds to an algae acclimatative strategy. The EC50 value found for Cu is higher than the standard one previously stated in the CONAMA\'s nº 357 resolution. This means that effluents containing Cu, in levels allowed by the law, may cause damage to the marine biota. Moreover, it\'s suggested a reevaluation of the standard limiting value for this metal, in order to preserve aquatic ecosystems. A higher fluidity of the lipid bilayer, occasioned by a large perturbation of the membrane\'s structure, was accomplished by incorporating the extract of T. gracilis. This was observed independently of the cells\' growth phase. &$946;-carotene and licopene interfere in the lipid bilayer structure, lowering the hydrodynamic diameter of large unilamellar vesicles, an effect not previously reported in literature. This reduces the temperature were the phase transition initiates, broadens the transition gap, lowers the calorific capacity and enthalpy values, consequently, modifying the transition cooperation. Only β-carotene induces a higher fluidity of the lipid system and a faster NO permeation trough the membrane, which suggests that it may modify physical properties of the membrane.

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O objetivo geral deste trabalho foi explorar a versatilidade de filmes multicamadas de polieletrólitos (PEM) e suas aplicações em sistemas de entrega de drogas e como filmes funcionais para aplicações biomédicas. Filmes PEM montados pela técnica de camada por camada (layer­-by­-layer, LbL), foram explorados em três aplicações principais. Na primeira, foi explorado o desenvolvimento de um protocolo de funcionalização em filmes de poli(alilamina)/poli (estireno sulfonato), PAH/SPS. Os parâmetros de construção do filme para biotinilação dos grupamentos amina do PAH foram otimizados e aplicados na captura e detecção do antígeno específico da próstata (PSA), na concentração de 100 a 0,1 ng/mL, usando pontos quânticos (Qdots). Em comparação com outros trabalhos, este sistema apresentou uma boa sensibilidade na detecção de PSA, dentro do limite de detecção clínica de 0,4 a 0,1 ng/mL. A segunda aplicação envolveu o desenvolvimento de filmes de sacrifício baseados nas interações naturais da mucina submandibular bovina e da lectina, jacalina (BSM/JAC). Filmes de BSM/JAC apresentaram estabilidade quando submetidos a uma ampla faixa de pH (pH 3-­-9) e em solução de alta força iônica (5 M NaCl). A dissolução dos filmes BSM/JAC pôde ser seletivamente desencadeada mediante à incubação em solução de melibiose, 37 °C, pH 7,4, sem apresentar citotoxicidade às células. Na última parte deste trabalho, a incorporação de lipossomos ecogênicos (ELIP) em mochilas celulares foi investigada. Mochilas celulares são \"patches\" de 7­-10 µm de diâmetro que podem ser fabricados por meio de deposição alternada de polímeros utilizando-­-se a técnica de LbL, sobre uma matriz pré­-moldada obtida por fotolitografia, a fim de criar um sistema composto por três multicamadas estratificadas: uma região de liberação, para promover o destacamento do substrato, uma região de carga de droga, e uma região adesiva às células. O uso de ELIP permitiu incorporação de até 9x mais doxorrubicina (DOX) se comparado com o fármaco livre em solução absorvido pelos dos filmes. A liberação de DOX pelos filmes foi monitorado por 25 dias. Mochilas contendo ELIP-­DOX foram então aderidos a monócitos, e sua viabilidade monitorados por 72h. Mochilas vazias mostraram diminuir a proliferação de monócitos ao longo das 72 horas, enquanto mochilas carregadas com ELIP-­DOX mostraram uma diminuição dramática na população celular, apontando uma potencialização dos efeitos da droga pela sua proximidade com as células. / The overall goal of this thesis was to exploit the versatility of polyelectrolite multilayers (PEM) to be applied in drug delivery systems and biofunctionalizable films for biomedical applications. PEM films assembled by the layer-by­-layer technique were explored in three main applications. In the first part of this work, the development of a functionalization protocol of poly(allylamine)/poly(styrene sulfonate), PAH/SPS was explored. The optimal film parameters to the use of biotinylated multilayers were applied for the capture and detection of prostate specific antigen (PSA) protein in the range of 100 to 0.1 ng/mL, by using quantum dots. Compared to previous work, this system presented a good sensitivity for PSA detection that is within the clinical limit range of 0.4 to 0.1 ng/mL. The second application involved the creation of a novel sacrificial multilayer film. Films based in natural interactions of bovine submaxillary mucin and the lectin jacalin, BSM/JAC were assembled. BSM/JAC films showed stability when underwent a wide rage of pH (pH 3 to 9) and high ionic strength (5 M NaCl) solutions. BSM/JAC dissolution could be triggered released by incubation in melibiose at 37 °C in pH 7.4 buffer, without cytotoxicity. In the last part of this work the incorporation of echogenic liposomes (ELIP) into cell backpacks was investigated. Cell backpacks are 7-10 µm diameter patches that can be fabricated through LbL polymer deposition onto a photopatterned array to create a stacked composite of three stratified multilayer systems: a releasable region for easy detachment from the substrate, a drug payload region, and a cell adhesive region. The use of ELIP allowed up to 9x more doxorubicin (DOX) loading when compared to free drug in solution adsorbed through the films. DOX release from films was monitored for over 25 days. ELIP­-DOX backpacks were then attached to mouse monocytes and their viability monitored by 72h. Empty backpacks showed to decrease monocytes proliferation over the course of 72h, while ELIP­-DOX backpacks showed a dramatic decrease in cell population, showing that DOX effects were enhancement in drug potency by its proximity.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vagner dos Santos1.pdf: 3358133 bytes, checksum: 5d65fc2649ed2010f554ec6574971249 (MD5) Previous issue date: 2013-06-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This thesis describes the use of the chloride of 3-n-propyl-pyridinium-silsesquioxane polymer (SiPy+Cl-) as an efficient stabilizer for the synthesis of platinum nanoparticles (NPs-Pt). Transmission Electron Microscopy (TEM) and measurements of dynamic light scattering (DLS) showed good distribution of NPs-Pt (3-40 nm) in the cavities of the SiPy+Cl-. The nanohybrid (Pt-SiPy+Cl-) obtained was used as polycation in the preparation of thin films by the Layer-by-Layer (LbL) technique. In order to investigate the electrocatalytic properties, films were obtained by the alternated deposition of the polyanions poly-2,5-metoxipropiloxisulfonated-phenylenevinylene (PPV-SO3) and acid (polyvinylsulfonic) (PVS) with Pt-SiPy+Cl- polycation in the architectures (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n, (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n, (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n and (Pt-SiPy+Cl-/PVS)n, respectively. The deposition of the films was monitored by UV-Vis spectroscopy, which showed a linear growth in each bilayer deposited. In addition, it was observed by UV-Vis spectra that the deposition sequence initiated by polyanions (PPV-SO3 or PVS) showed higher absorbance, indicating that the architectures (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n and (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n contain more species of NPs-Pt available on the surface of the films. The presence of polyelectrolytes in the films and the interaction between them were verified by Infrared spectroscopic (FTIR) and Raman. Electrochemical measurements for the detection of DA, with the LbL films from PVS e Pt-SiPy+Cl-, showed that the oxidation currents for the (PVS/Pt-SiPy+Cl-)3 in presence of its interferent the ascorbic acid (AA) were more intense, with a difference between the oxidation potential equal to 550 mV at pH 7. For the films containing PPV-SO3 and Pt-SiPy+Cl- it was found that the presence of PPV-SO3 is crucial to help the NPs-Pt in the process of electron transfer. The (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 LbL film detected simultaneously the DA and the interferents AA and uric acid (UA) (ΔE = 640 mV) with an oxidation potential difference of 90 mV higher than the observed with the (PVS/Pt-SiPy+Cl-)3 LbL film containing PVS (ΔE =550 mV). In addition, the better values of sensitivity (2,7 μmol L-1), detection limit (LD = 3,19 x 10-7 mol L-1), quantification limit ( LQ = 2,07 x 10-6 mol L-1) were observed in the studies with the LbL films (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 instead of PVS. In order to mimic a biological system, the LbL film (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 was selected to DA detection confined into liposomes from dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC). This film provided a difference of oxidation potential of 350 mV of the encapsulated DA, in the presence of AA and UA interfering. In vitro measurements for the detection of DA in striatal rat brain were performed successfully with drop-coated film of polyelectrolyte PPV and Pt-SiPy+Cl-, immobilized on screen-printed carbon electrode. Besides this analyte, the architectures of LbL films (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n and (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n were used in the detection of H2O2 and glucose. After immobilization of glucose oxidase (GOx) on the surface of the films, the biosensor (PPV/Pt-SiPy+Cl-)6GOx exhibited sensitivity = 1.17 μmol L-1, LD = 27.4 μmol L-1, LQ = 91.4 μmol L-1 e app m k = 2.64 mmol L-1, values greater than more complex films reported in the literature, demonstrating the importance of NPsPt for these films. / Esta tese descreve o uso do polímero cloreto de 3-n-propil-piridínio-silsesquioxano (SiPy+Cl-) como um eficiente estabilizante para síntese de nanopartículas de platina (NPs-Pt). Imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão e medidas de espalhamento dinâmico de luz indicaram boa distribuição das NPs-Pt (3-40 nm) nas cavidades do SiPy+Cl-. O nanohíbrido Pt-SiPy+Cl- obtido foi utilizado como policátion na preparação de filmes finos pela técnica Layer-by-Layer (LbL). Para investigação das propriedades eletrocatalíticas das NPs-Pt incorporadas ao SiPy+Cl-, obteve-se filmes pela deposição alternada dos poliânions poli-2,5-metoxipropiloxi-sulfonado fenilenovinileno (PPV-SO3) e ácido-polivinilsulfônico (PVS) com o policátion Pt-SiPy+Cl-, nas arquiteturas (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n, (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/PVS)n, respectivamente. A deposição nos filmes LbL foi monitorada por espectroscopia de absorção na região do UV-Vis, a qual revelou um crescimento linear dos filmes a cada bicamada depositada. Além disso, nos espectros UV-Vis foi constatado que a sequência de deposição iniciada pelos poliânions (PPV-SO3 ou PVS) apresentou maior absorbância, indicando que nas arquiteturas (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n e (PVS/Pt-SiPy+Cl-)n há mais espécies disponíveis de NPs-Pt na superfície dos filmes. A presença dos polieletrólitos nos filmes e a interação entre estes foram constatadas por medidas espectroscópicas de infravermelho (FTIR) e Raman. Nas medidas eletroquímicas para detecção de DA, com os filmes formados por PVS e Pt-SiPy+Cl-, verificou-se que o (PVS/Pt-SiPy+Cl-)3 apresentou correntes de oxidação para a DA mais intensas em meio ao interferente ácido ascórbico (AA), com uma diferença entre os potenciais de oxidação igual a 550 mV, em pH 7. Nos filmes contendo PPV-SO3 e Pt-SiPy+Cl- verificou-se que a presença do PPV-SO3 é fundamental para auxiliar as NPs-Pt no processo de transferência de elétrons. O filme LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 detectou simultaneamente a DA em meio aos interferentes AA e ácido úrico (AU) (ΔE = 640 mV), com uma diferença de potenciais de oxidação 90 mV maior do que a observada com o filme contendo PVS (550 mV). Além disto, melhores valores de sensibilidade (2,7 μmol L-1), limite de detecção (LD = 3,19 x 10-7 mol L-1) e limite de quantificação (LQ = 2,07 x 10-6 mol L-1) foram observados nos estudos com o filme LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 em relação ao PVS. A fim de mimetizar um sistema biológico, escolheu-se o filme LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)3 para detecção de DA confinada nos lipossomos de dipalmitoilfosfatidil colina (DPPC). Este filme possibilitou uma diferença de potencial de oxidação de 350 mV da DA encapsulada, na presença dos interferentes AA e AU. A partir desta constatação, medidas in vitro para a detecção de DA em estriados cerebrais de ratos foram realizadas com sucesso com o filme drop-coated dos polieletrólitos PPV e Pt-SiPy+Cl-, imobilizados sobre eletrodo de carbono impresso. Além deste analito, as arquiteturas dos filmes LbL (PPV/Pt-SiPy+Cl-)n e (Pt-SiPy+Cl-/PPV)n foram utilizadas na detecção de H2O2 e glicose. Após imobilização de glicose oxidase (GOx) na superfície dos filmes, o biossensor (PPV/Pt-SiPy+Cl-)6GOx exibiu sensibilidade = 1,17 μmol L-1, LD = 27,4 μmol L-1, LQ = 91,4 μmol L-1 e appmk = 2,64 mmol L-1, valores estes superiores a filmes mais complexos relatados na literatura, demonstrando a importância das NPsPt para estes filmes.

O objetivo geral deste trabalho foi explorar a versatilidade de filmes multicamadas de polieletrólitos (PEM) e suas aplicações em sistemas de entrega de drogas e como filmes funcionais para aplicações biomédicas. Filmes PEM montados pela técnica de camada por camada (layer­-by­-layer, LbL), foram explorados em três aplicações principais. Na primeira, foi explorado o desenvolvimento de um protocolo de funcionalização em filmes de poli(alilamina)/poli (estireno sulfonato), PAH/SPS. Os parâmetros de construção do filme para biotinilação dos grupamentos amina do PAH foram otimizados e aplicados na captura e detecção do antígeno específico da próstata (PSA), na concentração de 100 a 0,1 ng/mL, usando pontos quânticos (Qdots). Em comparação com outros trabalhos, este sistema apresentou uma boa sensibilidade na detecção de PSA, dentro do limite de detecção clínica de 0,4 a 0,1 ng/mL. A segunda aplicação envolveu o desenvolvimento de filmes de sacrifício baseados nas interações naturais da mucina submandibular bovina e da lectina, jacalina (BSM/JAC). Filmes de BSM/JAC apresentaram estabilidade quando submetidos a uma ampla faixa de pH (pH 3-­-9) e em solução de alta força iônica (5 M NaCl). A dissolução dos filmes BSM/JAC pôde ser seletivamente desencadeada mediante à incubação em solução de melibiose, 37 °C, pH 7,4, sem apresentar citotoxicidade às células. Na última parte deste trabalho, a incorporação de lipossomos ecogênicos (ELIP) em mochilas celulares foi investigada. Mochilas celulares são \"patches\" de 7­-10 µm de diâmetro que podem ser fabricados por meio de deposição alternada de polímeros utilizando-­-se a técnica de LbL, sobre uma matriz pré­-moldada obtida por fotolitografia, a fim de criar um sistema composto por três multicamadas estratificadas: uma região de liberação, para promover o destacamento do substrato, uma região de carga de droga, e uma região adesiva às células. O uso de ELIP permitiu incorporação de até 9x mais doxorrubicina (DOX) se comparado com o fármaco livre em solução absorvido pelos dos filmes. A liberação de DOX pelos filmes foi monitorado por 25 dias. Mochilas contendo ELIP-­DOX foram então aderidos a monócitos, e sua viabilidade monitorados por 72h. Mochilas vazias mostraram diminuir a proliferação de monócitos ao longo das 72 horas, enquanto mochilas carregadas com ELIP-­DOX mostraram uma diminuição dramática na população celular, apontando uma potencialização dos efeitos da droga pela sua proximidade com as células. / The overall goal of this thesis was to exploit the versatility of polyelectrolite multilayers (PEM) to be applied in drug delivery systems and biofunctionalizable films for biomedical applications. PEM films assembled by the layer-by­-layer technique were explored in three main applications. In the first part of this work, the development of a functionalization protocol of poly(allylamine)/poly(styrene sulfonate), PAH/SPS was explored. The optimal film parameters to the use of biotinylated multilayers were applied for the capture and detection of prostate specific antigen (PSA) protein in the range of 100 to 0.1 ng/mL, by using quantum dots. Compared to previous work, this system presented a good sensitivity for PSA detection that is within the clinical limit range of 0.4 to 0.1 ng/mL. The second application involved the creation of a novel sacrificial multilayer film. Films based in natural interactions of bovine submaxillary mucin and the lectin jacalin, BSM/JAC were assembled. BSM/JAC films showed stability when underwent a wide rage of pH (pH 3 to 9) and high ionic strength (5 M NaCl) solutions. BSM/JAC dissolution could be triggered released by incubation in melibiose at 37 °C in pH 7.4 buffer, without cytotoxicity. In the last part of this work the incorporation of echogenic liposomes (ELIP) into cell backpacks was investigated. Cell backpacks are 7-10 µm diameter patches that can be fabricated through LbL polymer deposition onto a photopatterned array to create a stacked composite of three stratified multilayer systems: a releasable region for easy detachment from the substrate, a drug payload region, and a cell adhesive region. The use of ELIP allowed up to 9x more doxorubicin (DOX) loading when compared to free drug in solution adsorbed through the films. DOX release from films was monitored for over 25 days. ELIP­-DOX backpacks were then attached to mouse monocytes and their viability monitored by 72h. Empty backpacks showed to decrease monocytes proliferation over the course of 72h, while ELIP­-DOX backpacks showed a dramatic decrease in cell population, showing that DOX effects were enhancement in drug potency by its proximity.