A incidência de infecções hospitalares tem aumentado substancialmente, resultando no aumento de morbidade e mortalidade nas últimas décadas. Embora as infecções hospitalares estejam intimamente ligadas à assepsia e à higiene do ambiente nosocomial, não se pode deixar de considerar a susceptibilidade já instaurada dos doentes acometidos por estas infecções. Os avanços tecnológicos relacionados à procedimentos invasivos, diagnósticos ou terapêuticos, ajudaram na disseminação das infecções microbianas. Em decorrência desta evolução, surgiram micro-organismos multirresistentes ao atual arsenal de agentes farmacológicos utilizados rotineiramente na quimioterapia, tornando estas infecções grave problema de Saúde Pública. A necessidade de pesquisar novas alternativas para o combate destes micro-organismos é evidente, sendo que derivados nitro-heterocíclicos apresentam-se como alternativa bastante viável para estudos de novos compostos com potencial atividade antimicrobiana. Baseado nestes fatos o presente trabalho propõe o planejamento, síntese e avaliação da atividade antimicrobiana de derivados tiofilidênicos com estruturas azometínica e oxadiazolínica frente a micro-organismos responsáveis por algumas das principais infecções hospitalares instauradas em hospitais em todo o mundo. A escolha dos grupos substituintes dos compostos planejados foi baseada no digrama de Craig, tendo sido planejado e sintetizados vinte derivados tiofilidênicos, estruturalmente identificados e avaliados quanto à atividade antimicrobiana frente às cepas padrão de Staphylococcus aureus (ATCC 29213) e multirressitente (VISA 3), Escherichia coli (ATCC 25922), Candida albicans (ATCC 573Y), Klebsiella pneumoniae (ATCC 70060), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Enterobacter cloacae (ATCC 23355) e Serratia marcescens (ATCC 14756). Observou-se que os compostos sintetizados apresentaram atividade bastante promissora frente às bactérias Gram positivas (S. aureus ATCC 29213, S. aureus VISA 3 e E. faecalis ATCC 29212) e para o fungo (C. albicans ATCC 573Y), enquanto que para bactérias Gram negativas não foi observado atividade antibacteriana significativa. Estudos de Relação Estrutura Atividade (REA) foram realizados, com objetivo de determinar quais propriedades físico-químicas auxiliam na atividade biológica. Pode-se observar que o equilíbrio lipo-hidrofílico, juntamente com as propriedades eletrônicas, estereoquímicas e topológicas foram as propriedades que contribuíram para a atividade antimicrobiana dos compostos estudados. Revelando esta classe de compostos como promissora opção no delineamento de novos fármacos no combate às infecções hospitalares com caráter de multirresistência. / Incidence of nosocomial infections has increased substantially, resulting in increased morbidity and mortality in recent decades. Although nosocomial infections are closely connected to asepsis and hygiene of the nosocomial environment, one cannot fail to consider the already established susceptibility of patients affected by these infections. Technological progress related to invasive procedures, diagnostic or therapeutic, helped in spreading microbial infections. However, as a consequence of this advancement, microorganisms that are multidrug resistant to the current arsenal of pharmacologic agents used in antibiotic therapy emerged and these infections became a serious public health problem. The need for new alternatives to fight these microorganisms is evident and nitro-heterocyclic derivatives are considered as viable for studies of new compounds with potential antimicrobial activity. Based on those events the present study proposes the design, synthesis and antimicrobial activity of thiophylidene derivatives with azomethine and oxadiazole structures against microorganisms responsible for some of the main nosocomial infections observed in hospitals worldwide. The choice of the substituent groups of compounds was based on the Craig diagram, having been designed and synthesized twenty thiophylidene derivatives, structurally identified and evaluated for antimicrobial activity against the strains standard Staphylococcus aureus (ATCC 29213) and mutiresistant (VISA 3), Escherichia coli (ATCC 25922), Candida albicans (ATCC 573Y), Klebsiella pneumoniae (ATCC 70060), Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Enterobacter cloacae (ATCC 23355) and Serratia marcescens (ATCC 14756). It was observed that the synthesized compounds show very promising activity on the Gram positive bacteria (S. aureus ATCC 29213, S. aureus VISA 3 and E. faecalis ATCC 29212) and against the fungus (C. albicans ATCC 573Y), while for Gram negative bacteria significant antibacterial activity was not observed. Structure Activity Relationship (SAR) Studies were performed with the objective of determining which physicochemical properties help in the biological activity. It can be observed that the lipophilic-hydrophilic balance, together with the stereochemistry, electronic and topological properties were contributed to the antimicrobial activity of the studied substances. Revealing this class of compounds as a promising option in designing of new drugs to fight nosocomial infections with multidrug resistance character.

Infecções hospitalares, causadas por fungos e bactérias, são responsáveis por milhares de mortes anuais e disseminam-se cada vez mais rápido em ambiente hospitalar. Estas infecções afetam principalmente pacientes que são submetidos a procedimentos invasivos ou que apresentam baixa imunidade. Este quadro tende a agravar-se devido ao surgimento de micro-organismos resistentes aos tratamentos atualmente disponíveis, decorrentes, principalmente, de excessivas prescrições, automedicação, pela utilização errônea de antibióticos bem como pela aplicação de métodos de profilaxia inadequados determinando, desta forma, a necessidade de pesquisar e de identificar novos medicamentos para esta finalidade. Neste contexto, ressalta-se que os nitrocompostos que vêm demonstrando bons resultados como agentes antimicrobianos e, sendo assim, este trabalho se propõe a planejar, sintetizar e avaliar duas séries de compostos análogos à nifuroxazida frente a bactérias Gram-positivas, Gram-negativas e fungos de importância em infecções hospitalares com caráter de multirresistência. O planejamento de modificações moleculares na estrutura da série de análogos à nifuroxazida foi auxiliado pelo diagrama de Craig, que se aplica à seleção dos grupos substituintes. A identificação dos compostos obtidos foi realizada por análise espectrofotométrica RMN 1H e RMN 13C e, como critério de pureza, foi realizado análise elementar de CHN. A melhor atividade dos análogos foi frente à S. aureus, onde 16 dos 23 compostos planejados apresentaram atividade superior aos fármacos de referência, estas quais, e composto protótipo. Vale salientar também que os compostos mais ativos foram os análogos 4-butil-N\'-[(5-nitrofuran-2-il) metileno] benzidrazida e 3-acetil-2-[5-nitro-furan-2-il]-5-[4-ciano-fenil]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolínico com IC90 = 1,8 ± 0,04 µM e 3,89 ± 0,07 µM, respectivamente. Nos estudos de relações estrutura-atividade, a propriedade eletrônica se mostrou com importância fundamental para a atividade dos compostos frente aos micro-organismos considerados. Os resultados encontrados são bastantes promissores e sinalizam para a possibilidade de identificação de um novo candidato para fármaco antimicrobiano frente à infecções hospitalares com caráter de multirresistência. / Nosocomial infections are caused by bacteria and fungi and are the main reason for thousands of deaths every year in the hospital environment. The most susceptible individuals to these type of infection are the immunocompromised, highlighting old-aged and immunodeficiency people, as also patients who passed by invasive procedures. Not only do this situation is very serious, but also a huge number of multidrug-resistant microorganisms are reported worldwide, basically due to excess of prescription and wrong use of antibiotics. If this situation doesn\'t be maintained today, there will not be a bright sight in the future. In this context, there is the necessity for research and development of new antimicrobial agents, and the nitrocompounds, highlighting nifuroxazide\'s analogs, are showing excellent activity against several pathogens related to multidrug resistant nosocomial infections. Therefore, this work aims to design, to synthesize and to evaluate two series of nifuroxazide\'s analogs against strains of gram-positive and gram-negative bacteria, also fungi strains. The sets of analogs were designed based on the replacement of hydroxyl group of nifuroxazide by different substituent groups according to Craig\'s diagram, also a modification in the structure core; identification of these compounds was carried out through 1H and 13C NMR. Melting point and elementary analysis were analyzed for purity criteria. Until the moment, about 23 compounds were evaluated and the best observed activity was against S. aureus strains, which 16 analogs showed better activity than the lead compound and several other compounds, used as referential drug. It is noteworthy that the best activity were analogs 4-butyl-N\'-((5-nitrofuran-2-yl) methylene) benzohydrazide and 3-acetyl-2-[5-nitro-furan-2-yl]-5-[4-cyano-phenil]-2,3-dihydro-1,3,4 oxadiazole with IC90 = 1,8 ± 0,04 µM and 3,89 ± 0,07 µM, respectively. The chemometrics studies suggest that electronic properties are most related to the biological activity on these microorganisms. All the available results shows the potential of nitrofurans to be a new candidate for an antimicrobial drug against multidrug resistant nosocomial infections.

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Orientadora: Prof.ª Dr.ª Mirela Inês de Sairre / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / As chalconas são de uma classe de produtos naturais pertencentes ao grupo dos flavonoides. Este grupo tem despertado o interesse dos pesquisadores por apresentarem várias atividades biológicas incluindo: antitumoral, antiparasitárias, antimalária, anti-inflamatória, entre outras. Os flavonoides tem sido alvo de estudos por apresentarem grande potencial farmacológico e, do ponto de vista sintético, há um grande interesse para o desenvolvimento de estruturas análogas, buscar novas moléculas e realizar uma investigação biológica para o tratamento de diversas patologias. A busca de novos medicamentos, despertou nosso interesse em desenvolver alguns compostos nitroderivados para serem testados em diversas doenças parasitárias. No entanto, a síntese das chalconas com o grupo nitro (NO2) ligado ao anel aromático, é de grande interesse e amplamente utilizadas como fármacos. Portanto, para viabilizar o processo de síntese das chalconas, foi utilizado o safrol como matéria-prima, e depois seguida de uma reação de isomerização e convertido em piperonal que depois foi submetido a uma reação de nitração aromática. A síntese da chalcona é baseada na reação de condensação de Claisen-Schimidt, empregando um catalisador básico (NaOH), solvente polar (EtOH), acetofenona e nitropiperonal. Todas as chalconas foram caracterizadas por análise de ressonância magnética nuclear (RMN), obtido o ponto de fusão e realizados os ensaios biológicos. A chalcona que tem o grupo nitro (NO2) ligado ao anel aromático apresentou um melhor resultado contra o parasita Schistosoma mansoni, responsável pela doença esquistossomose. / The chalcones are a class of natural products belonging to the group of flavonoids. This group has aroused the interest of researchers because they have several biological activities including: anti-tumor, anti-parasitic, anti-malarial, anti-inflammatory, among others. Flavonoids have been investigated for having great pharmacological potential, and the synthetic point of view, there is great interest for the development of similar structures, seek new molecules and perform a biological research for the treatment of various diseases. The search for new drugs, aroused our interest in developing some nitroderivatives compounds to be tested in several parasitic diseases. However, the synthesis of chalcones with the nitro group (NO2) attached to the aromatic ring, is of great interest and widely used as drugs. Therefore, to facilitate the process of synthesis of chalcones it was used safrole as a raw material, and then followed by an isomerization reaction and converted into piperonal which was then subjected to a reaction for aromatic nitration. The synthesis of chalcone is based on the reaction Claisen-Schmidt Condensation, using a basic catalyst (NaOH), polar solvent (EtOH), acetophenone and nitropiperonal. All chalcones were characterized by nuclear magnetic resonance analysis (NMR), the melting point obtained and biological tests conducted. The chalcone having nitro group (NO2) attached to the aromatic ring presented a better result against the parasite Schistosoma mansoni, responsible for the disease schistosomiasis. In this sense, the analysis by spectroscopy in the infrared region, indicated that no changes in the structure of the nanostructured chemical pulp, after sonication. Thermal analysis showed stability of nanostructured sonicated above the pulp fiber and untreated fiber obtained via chemical hydrolysis, indicating the possibility of use as matrix polymers with melting temperatures higher than those polyolefins. Since the morphological analysis showed a reduction in fiber dimensions and good dispersion of the fibers after compression molding cycles. Thus, the mechanical traction results are comparable to those observed in the literature for similar composites obtained by the extrusion process which allows better mixing and dispersion of the composite. The nanostructured cellulose obtained proved to be interesting for application in polymeric composites.

Alguns nitrocompostos apresentam atividade antichagásica resultante do processo de redução do grupo nitro com conseqüente formação de radical nitro ânion e de intermediários tóxicos ao parasita. A variação estrutural dos derivados 5-nitroheterocíclicos pode interferir no processo de redução destes compostos e, também, na atividade biológica. Neste aspecto, o estudo da redução dos nitrocompostos por meio de técnicas voltamétricas, como a voltametria cíclica e a voltametria de onda quadrada é uma forma de avaliar ou até simular o mecanismo de ação destes derivados. Assim, a avaliação de processos eletródicos e a determinação dos potenciais de redução dos nitrocompostos fornecem subsídios para a compreensão do mecanismo da atividade antiparasitária. Neste trabalho, desenvolveram-se procedimentos eletroquímicos utilizados para a determinação do potencial de redução e do potencial de meia onda de vinte e três nitrocompostos (5-nitro-2-tiofilideno 4-R-benzidrazidas e 5-nitro-2-furfurilideno 4-R-benzidrazidas), visando o emprego destes em estudos de QSPR e SAR. As determinações foram realizadas empregando-se Voltametria Cíclica e Voltametria de Onda Quadrada em célula eletroquímica de 10 mL nos meios prótico (solução tampão PIPES com eletrólito de suporte NaNO3 0,1 mol L-1), misto de DMSO/solução tampão PIPES (50% v/v) e em meio aprótico de DMSO (com eletrólito de suporte Bu4NH4BF4). O eletrodos de referência e auxiliar utilizados foram Ag/AgCl saturado e platina. Os eletrodos de trabalho utilizados foram o carbono vítreo (meio aprótico e misto), pasta de carbono (meio misto e prótico) e pasta de carbono modificada com nitrocompostos (meio prótico). Foram realizados estudos teóricos, de modelagem molecular, e experimental, espectrofotometria UV/visível, com o objetivo de determinar a conformação de menor energia mínima global e confirmar a ocorrência de disposição estrutural co-planar. No estudo teórico, utilizou-se as metodologias de otimização de geometria, e análise conformacional dos nitrocompostos calculadas por meio de AM1 e HF3-21G* e HF6- 31G* para obtenção dos confôrmeros de menor energia mínima. Estes confôrmeros foram submetidos a cálculo de carga de ponto único (AM1), onde determinou-se os valores de energia de diversas propriedades de caráter eletrônico (energias de formação em vácuo e meio solvatado, de HOMO, de LUMO, momento de dipolo, dureza, potencial químico, afinidade eletrônica, potencial de ionização, cargas de potencial eletrostático), geométrica (volume molecular) e mapas 3D de densidade de potencial eletrostático, de HOMO e de LUMO. Todos os cálculos foram realizados empregando-se os pacotes computacionais Spartan O2 for Linux, Spartan O4 for Windows e ClogP 4.0 (para determinar os valores de hidrofobicidade). Os valores do potencial de pico catódico (Epc 1) e de meia onda bem como as propriedades físico-químicas, obtidos a partir de cálculos de química quântica, de σp e σR, ClogP e π) foram utilizados em análise de QSPR aplicando-se a Análise de Hansch e regressão multivariada, PLS. Avaliou-se ainda, a atividade antichagásica de dez nitrocompostos (oito derivados tiofilidênicos e dois derivados fufurilidênicos) visando investigar a possibilidade de influência do processo de redução dos nitrocompostos sobre a atividade biológica. Realizaram-se ensaios que permitiram avaliar o efeito antiproliferativo dos nitrocompostos sobre o parasita, em 24 horas, por meio de contagem do número de unidades viáveis em câmara de Neubauer. Os métodos voltamétricos utilizados mostraram-se adequados para a avaliação da redução eletroquímica dos nitrocompostos, e foram apropriados para a obtenção dos potenciais de redução de pico catódico e dos potenciais de meia onda de todos os derivados em meio aprótico e misto. Em meio aquoso, obtiveram-se os valores dos potenciais de redução de pico catódico apenas para os derivados tiofilidênicos. A partir dos resultados obtidos na análise conformacional, observou-se a quebra de efeito co-planar estrutural na região do anel benzênico substituído e porção hidrazídica molecular. Adicionalmente, nos mapas de densidade de potencial eletrostático, registrou-se a ocorrência de efeito mesomérico conjugado reduzido entre as porções moleculares citadas acima. De posse destes dados, em conjunto com as visualizações de sinais característicos para grupos cromóforos distintos em espectros UV/visível, sugere-se a ausência de efeito conjugado molecular e, como conseqüência, de influência dos grupos substituintes em posição para do anel benzênico sobre o grupo nitro ligado ao anel heterocíclico. Nos resultados obtidos a partir das análises de QSPR, observou-se que não ocorre correlação entre as propriedades físico-químicas, determinadas para os nitrocompostos, e os descritores eletroquímicos, obtidos em diferentes meios de reação. Diante deste fato, sugere-se que a quebra do efeito co-planar interfere diretamente na intensidade da influência das propriedades físico-químicas de grupos substituintes sobre o potencial de redução dos nitrocompostos. Observou-se, também, que a maioria dos compostos apresentou atividade antichagásica superior ao fármaco de referência, o benznidazol. Verificou-se que os compostos não substituído e cloro derivado da série dos 5-nitro-2-furfurilidênicos são mais ativos que os correspondentes análogos das 5-nitro-2-tiofilideno benzidrazidas. Em análise preliminar, observou-se que o potencial de redução e o potencial de meia onda não exercem influência sobre a atividade antichagásica dos nitrocompostos. / Some nitrocompounds have show activity against to Trypanosoma cruzi. Those biological activity are resulting from nitro group reduction with subsequent formation of radical nitro anion and other reaction\'s intermediates, which are toxic to the parasite. The structural difference among the 5-nitro-heterocyclic derivatives might exert influence on these compounds reduction and also on the antichagasic activity. In this way, the study of reduction process by voltammetric techniques, such as cyclic voltammetry and square wave voltammetry, is a mode of evaluate the biological action mechanism. Therefore, the evaluation of the electrodic process and the determination of nitrocompounds reduction potential provide information for elucidating the antitrypanosomal activity mechanism. In the present work, the procedures employed to determinate the cathodic reduction and reduction potentials were carried out on twenty three nitrocompounds (5-nitro-2-tiofilidenic benzhidrazides and 5-nitro-2-furfurilidenic benzhidrazides) with the aim using those data in QSPR and SAR analysis. Cyclic voltammetry and square wave voltammetry techniques were used to determined the reduction potential in electrochemical cell of 10 mL in the protic media (PIPES buffer and electrolyte of support NaNO3 0.1 mol L-1), mixed media of DMSO and PIPES buffer 50:50 v/v (electrolyte of support NaNO3 0.1 mol L-1), and aprotic media of DMSO (electrolyte of support Bu4NH4BF4 0.1 mol L-1). The reference and counter electrodes used were Ag/AgCl (with KCl saturated) and platinum, respectively. In these studies, the work electrodes were glassy carbon (aprotic and mixed media), carbon paste (mixed and protic media) and carbon paste modified with nitrocompounds (protic media). Molecular modeling studies and UV/visible spectrophotometry were investigated with the aim for determining the lowest conformational energy and the occurrence of co-planarity molecular structure. In this work were performed the geometry optimization (using the quantum chemistry AM1, ab initio HF3-21G* and HF6-31G* level of theory), conformational analysis(AM1 and ab initio HF6-31G*) and single point calculations (AM1). All the lowest energy conformers from conformational analysis were submitted to single point calculations. These models were used to determine the physicochemical properties (energy of formation in vacuum and solvated media, energy of HOMO, energy of LUMO, dipole moment, hardness, chemistry potential, electronic affinity, ionization potential and charges of electrostatic potential) and the molecular electrostatic potential, HOMO and LUMO maps, respectively. All calculations were performed using the computational software Spartan O2 for Linux, Spartan O4 for Windows, and the ClogP 4.0 (only for hydrophobicity). The cathodic reduction and half-wave potentials values and the set of physicochemical properties, which are obtained from quantum chemistry calculations, as well as the electronic effect (σp and σR derived of σ Hammett) and the hydrophobicity property (ClogP, and π of Hansch) were used in QSPR analysis applying Hansch analysis and PLS methodologies. Afterwards, the antichagasic activity of ten compounds (eight thiofilidenic and two furfurylidenic derivatives) was evaluated considering the influence of nitrocompounds reduction on biological activity. This assay allows to analyse the antiproliferative effect of nitrocompounds on the parasites growing, in twenty-four (24) hours, reading the number of trypanosomes in Haemocytometer. The voltammetric methodologies allowed to determinate the cathodic reduction and half-wave potential values in aprotic and mixed media to all nitrocompounds. In protic media, however, the cathodic reduction potential values were obtained only for the 5-nitro-2-tiofilidenic benzhidrazides. Those procedures seen to be appropriated for perform the electrochemistry reduction evaluation. The geometry optimization and conformational analysis allows determining a lack of structural planarity in all derivatives located at the bond between the carbonilic carbon and benzhoyl group. Additionally, the electrostatic potential maps presented a decreased on the electronic conjugate effect of the structures of nitrocompounds investigated. The conformational analysis allows us to determine the nitroheterocyclic biosostere conformations dependence on the reaction phase studied. The UV/visible spectra presented two waves, which are indicating responses related to different chromophores. These results suggest the absence of conjugate effect in nitrocompound structure, indicating that the presence of groups attached to benzene ring do not exert influence on the nitro group attached to heterocyclic ring. In the QSPR analysis was not detected any correlations between thel physicochemical properties and the cathodic reduction and reduction potentials, in all reaction media investigated. Those results might be occurred due to the lack of molecular co-planarity, which is reducing the influence of any property on the nitrocompounds reduction. Almost all nitrocompounds investigated show higher antichagasic activity than the reference drug, benznidazol. In a preliminary analysis it was verified that the cathodic reduction and half-wave potentials do not exert influence on the nitrocompounds antichagasic activity.

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.

O material particulado atmosferico é reconhecido como mutagênico. Embora vários compostos já tenham sido identificados nessa matriz, os mesmos não explicam o efeito observado na maioria dos bioensaios realizados. O ensaio de mutagenicidade Salmonella/microssoma tem sido amplamente utilizado para a avaliação de amostras atmosféricas o qual é muito sensível na detecção de vários tipos de mutágenos, pois é realizado com diferentes linhagens de Salmonella typhimurium na presença e ausência de ativação metabólica exógena. O principal objetivo deste trabalho foi verificar a aplicabilidade da utilização de combinações seletivas de linhagens S. typhimurium na caracterização da mutagenicidade de amostras de material particulado total de ar coletado em Limeira, uma cidade do interior do estado de São Paulo sob influência de intenso tráfego, emissões industriais e da agricultura, incluindo o plantio de cana de açúcar. Foram avaliados seis extratos orgânicos obtidos com diclorometano por ultrasonicação, utilizando o método Salmonella/microssoma em microssuspensão na presença e ausência de ativação metabólica (mistura S9) em experimentos de dose-resposta, com quantidade máxima de 50 µg de material orgânico extraído (MOE) por placa. Os pares de linhagens utilizados foram: YG1041/TA98, para verificar a presença de nitrocompostos, como 1- nitropireno e/ou aminas aromáticas; YG5161/TA1538, altamente sensivel aos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) não substituídos como o benzo[a]pireno (BaP); e YG7108/TA1535, para a indicação de agentes alquilantes. Os resultados indicaram que os compostos que podem melhor explicar os efeitos observados são os nitro e/ou aminas aromáticas e não os HPA não substituídos como o BaP. O par YG7108/TA1535 forneceu respostas negativas para todas as amostras. As combinações seletivas de linhagens S. typhimurium (YG1041/TA98 e YG5161/TA1538) mostraram-se eficientes na caracterização da mutagenicidade de amostras de ar coletadas na cidade de Limeira, podendo ser utilizadas como uma importante ferramenta de auxílio do ensaio Salmonella/microssoma em microssuspensão em estudos de análises quimicas direcionadas pelo efeito biológico (ADEB). As potências mutagênicas observadas com a linhagem TA98 para a cidade de Limeira foram similares aquelas verificadas na Região Metropolitana de São Paulo. A comparação das respostas de mutagenicidade observadas para as amostras analisadas com o perfil de compostos puros, encontrados na literatura, não forneceu candidatos que podem representar a mistura. Mais estudos de mutagenicidade com compostos puros utilizando os pares de linhagens propostos (TA98/YG1041 e TA1538/YG5161) e análises quimicas de extratos fracionados são necessários para verificar se esta abordagem pode ser útil em estudos de ADEB, e consequentemente na descoberta de novos poluentes atmosféricos. / The atmospheric particulate matter is recognized as mutagenic. Although several compounds have been identified in this matrix, they do not explain the observed effect in most bioassays that have been performed. The Salmonella/microsome assay has been widely used for the evaluation of atmospheric samples, The assay is very sensitive in the detection of various types of mutagens, because it is performed with different strains of Salmonella typhimurium in the presence and absence of exogenous metabolic activation. The main objective of this work was to verify the applicability of selective combination of strains in the characterization of mutagenicity of total airborne particulate matter collected in Limeira, a São Paulo State city in a site influenced by heavy traffic, industrial and agricultural emissions, including sugar cane plantations. We tested six extracts obtained with methylene chloride by ultrasonication using the Salmonella/microsome microsuspension protocol in the presence and absence of rat liver S9 in dose response experiments, using 50 µg of extractable organic matter (EOM) as a maximum dose per plate. The following pairs of strains were used: YG1041/TA98, to verify the presence of nitro-compounds, as 1-nitropyrene and/or aromatic amines; YG5161/TA1538, highly sensitive to non-substituted polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as benzo[a]pyrene (BaP); and YG7108/TA1535, for the indication of alkylating agents. The results indicated that the compounds that can better explain the observed effect are the nitro and/or aromatic amines and not nonsubstituted PAHs such as BaP. The pair YG7108/TA1535 provided negative responses for all the samples. Selective combinations of S. typhimurium strains (YG1041/TA98 and YG5161/TA1538) proved efficient in the characterization of mutagenicity of airborne samples collected in the city of Limeira and can be used as an important tool for the Salmonella/microsome microsuspension assay in effect directed chemical analysis (EDA) studies. The mutagenic potencies observed with TA98 strain for the city of Limeira were similar to those verified in the Metropolitan Region of São Paulo. The comparison of the observed mutagenicity responses for the samples analyzed with the profiles of pure compounds found in the literature did not provide any candidates that could alone represent the mixture. More mutagenicity studies with pure compounds using the proposed pair of strains (TA98/YG1041 and TA1538/YG5161) along with chemical analysis of fractioned extracts are needed to verify if this approach can be useful in EDA studies, and consequently in the discovery of new air priority pollutants.

O material particulado atmosferico é reconhecido como mutagênico. Embora vários compostos já tenham sido identificados nessa matriz, os mesmos não explicam o efeito observado na maioria dos bioensaios realizados. O ensaio de mutagenicidade Salmonella/microssoma tem sido amplamente utilizado para a avaliação de amostras atmosféricas o qual é muito sensível na detecção de vários tipos de mutágenos, pois é realizado com diferentes linhagens de Salmonella typhimurium na presença e ausência de ativação metabólica exógena. O principal objetivo deste trabalho foi verificar a aplicabilidade da utilização de combinações seletivas de linhagens S. typhimurium na caracterização da mutagenicidade de amostras de material particulado total de ar coletado em Limeira, uma cidade do interior do estado de São Paulo sob influência de intenso tráfego, emissões industriais e da agricultura, incluindo o plantio de cana de açúcar. Foram avaliados seis extratos orgânicos obtidos com diclorometano por ultrasonicação, utilizando o método Salmonella/microssoma em microssuspensão na presença e ausência de ativação metabólica (mistura S9) em experimentos de dose-resposta, com quantidade máxima de 50 µg de material orgânico extraído (MOE) por placa. Os pares de linhagens utilizados foram: YG1041/TA98, para verificar a presença de nitrocompostos, como 1- nitropireno e/ou aminas aromáticas; YG5161/TA1538, altamente sensivel aos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) não substituídos como o benzo[a]pireno (BaP); e YG7108/TA1535, para a indicação de agentes alquilantes. Os resultados indicaram que os compostos que podem melhor explicar os efeitos observados são os nitro e/ou aminas aromáticas e não os HPA não substituídos como o BaP. O par YG7108/TA1535 forneceu respostas negativas para todas as amostras. As combinações seletivas de linhagens S. typhimurium (YG1041/TA98 e YG5161/TA1538) mostraram-se eficientes na caracterização da mutagenicidade de amostras de ar coletadas na cidade de Limeira, podendo ser utilizadas como uma importante ferramenta de auxílio do ensaio Salmonella/microssoma em microssuspensão em estudos de análises quimicas direcionadas pelo efeito biológico (ADEB). As potências mutagênicas observadas com a linhagem TA98 para a cidade de Limeira foram similares aquelas verificadas na Região Metropolitana de São Paulo. A comparação das respostas de mutagenicidade observadas para as amostras analisadas com o perfil de compostos puros, encontrados na literatura, não forneceu candidatos que podem representar a mistura. Mais estudos de mutagenicidade com compostos puros utilizando os pares de linhagens propostos (TA98/YG1041 e TA1538/YG5161) e análises quimicas de extratos fracionados são necessários para verificar se esta abordagem pode ser útil em estudos de ADEB, e consequentemente na descoberta de novos poluentes atmosféricos. / The atmospheric particulate matter is recognized as mutagenic. Although several compounds have been identified in this matrix, they do not explain the observed effect in most bioassays that have been performed. The Salmonella/microsome assay has been widely used for the evaluation of atmospheric samples, The assay is very sensitive in the detection of various types of mutagens, because it is performed with different strains of Salmonella typhimurium in the presence and absence of exogenous metabolic activation. The main objective of this work was to verify the applicability of selective combination of strains in the characterization of mutagenicity of total airborne particulate matter collected in Limeira, a São Paulo State city in a site influenced by heavy traffic, industrial and agricultural emissions, including sugar cane plantations. We tested six extracts obtained with methylene chloride by ultrasonication using the Salmonella/microsome microsuspension protocol in the presence and absence of rat liver S9 in dose response experiments, using 50 µg of extractable organic matter (EOM) as a maximum dose per plate. The following pairs of strains were used: YG1041/TA98, to verify the presence of nitro-compounds, as 1-nitropyrene and/or aromatic amines; YG5161/TA1538, highly sensitive to non-substituted polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) as benzo[a]pyrene (BaP); and YG7108/TA1535, for the indication of alkylating agents. The results indicated that the compounds that can better explain the observed effect are the nitro and/or aromatic amines and not nonsubstituted PAHs such as BaP. The pair YG7108/TA1535 provided negative responses for all the samples. Selective combinations of S. typhimurium strains (YG1041/TA98 and YG5161/TA1538) proved efficient in the characterization of mutagenicity of airborne samples collected in the city of Limeira and can be used as an important tool for the Salmonella/microsome microsuspension assay in effect directed chemical analysis (EDA) studies. The mutagenic potencies observed with TA98 strain for the city of Limeira were similar to those verified in the Metropolitan Region of São Paulo. The comparison of the observed mutagenicity responses for the samples analyzed with the profiles of pure compounds found in the literature did not provide any candidates that could alone represent the mixture. More mutagenicity studies with pure compounds using the proposed pair of strains (TA98/YG1041 and TA1538/YG5161) along with chemical analysis of fractioned extracts are needed to verify if this approach can be useful in EDA studies, and consequently in the discovery of new air priority pollutants.