La thérapie photodynamique (PDT) est une technique thérapeutique qui permet un traitement localisé par irradiation lumineuse d’un photosensibilisateur (PS) grâce à la génération d’une espèce cytotoxique, généralement de l’oxygène singulet. Cependant, de nombreux PS sont également luminescents et les deux processus sont compétitifs. L’emploi de métaux de transition est connu pour améliorer le processus de PDT mais l’impact des ions lanthanides(III) en PDT est encore peu connu. Par ailleurs, l’utilisation de l’absorption biphotonique a de nombreux avantages parmi lesquels la possibilité d’exciter le PS dans la fenêtre de transparence biologique pour des applications en milieux biologiques.Les travaux de cette thèse visent à étudier quel est l’influence de la complexation d’un atome de lanthanide(III) à un PS sur la photophysique de désexcitation de ce dernier. Les complexes synthétisés et ceux étudiés ont montré que l’effet dépend du lanthanide(III). Il est ainsi possible, avec un choix judicieux du métal, de favoriser une voie de désexcitation par rapport à une autre. En particulier, l’ion Gd(III) se révèle avoir un effet bénéfique important pour la génération d’oxygène singulet et cet effet s’ajoute à celui que des atomes lourds comme le brome peuvent avoir. L’ion Yb(III) en revanche, favorise de manière générale le transfert d’énergie par effet d’antenne et la luminescence du lanthanide est alors le processus majoritaire. Enfin, l’emploi de Gd(III) complexé à un PS excitable à deux photons ouvre la voie à des agents théranostiques moléculaires combinant l’IRM en tant que fonction d’imagerie et la PDT pour la thérapie. / Photodynamic Therapy (PDT) is a therapeutic technique which consists in generating a highly reactive species, generally singlet oxygen, by shining light on a photosensitizer (PS). However, many PS are also luminescent and both processes are competitive. The use of transition metals is well known to enhance the PDT effect, but little is known about the effect of lanthanide(III) metals.On the other hand biphotonic absorption has numerous advantages, among them the possibility to excite the PS in the so-called biological transparency window for biological applications.The aim of this PhD is to get a better comprehension of the effect of complexation of a lanthanide(III) atom with a PS on the photophysics and deactivation pathways of the latter. The synthesis and conducted studies of lanthanide complexes showed that the effect is dependent on which lanthanide(III) metal is used. Thus by choosing carefully the lanthanide metal, one can favor one deactivation pathway over another. In particular, the Gd(III) ion turns out to be very efficient in promoting singlet oxygen generation and its effect is additive to the already known positive effect of heavy atoms such as bromine. On the opposite, the Yb(III) ion mainly favors the energy transfer through the antenna effect and the complex preferentially emits light.Finally, using Gd(III) linked to a two-photon excited PS opens the path to molecular theranostic probes combining MRI as a imagery technique and PDT as a therapeutic one.

Orientador: Prof. Dr. Maurício Domingues Coutinho Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2015. / Derivados porfirínicos têm encontrado uso promissor como fotossensibilizadores na terapia fotodinâmica (TFD) por possuírem uma janela de absorção intensa dentro da região terapêutica desejada. Entretanto, processos de agregação em solução, comum a estes compostos, reduzem a eficiência da absorção de luz e da TFD como um todo. Esforços na direção de diminuir o grau de agregação destes compostos com a introdução de substituintes volumosos produziu resultados promissores. O presente trabalho estudou por meio de cálculos químico-quânticos os derivados porfirínico Clorina, Hematoporfirina e seu derivado 21,22 [N,N-dicarbonil-N-4(formilfenil)]-8,12-di[2-(metoxicarbonil)etil]-2,7,13,17-tetrametil-18 vinil2,21,22,23-tetrahidrobenzil[b] porfirina com o objetivo descrever a energética de agregação destes compostos em meio aquoso. Este último composto foi sintetizado recentemente e obteve sucesso em inibir processos de agregação em água. A Teoria do Funcional da Densidade aliada ao funcional M06-2X com função de base 6-311G(d,p) foi utilizada para o cálculo de perfis de interação na configuração H destes compostos em vácuo. A inclusão de efeitos do meio aquoso foi feita via o modelo de soltavação implícito IEF-PCM. Verificou-se também o impacto na energia de interação da introdução do Zinco(II) complexado ao anel porfirínico presente nos compostos. Os resultados obtidos concordaram com verificações experimentais de que a clorina é o composto com a maior tendência de agregação, e que o derivado substituído da Hematoporfirina possui a menor. Em todos os casos, o efeito do meio aquoso foi o de diminuir a energia de agregação quando comparado a resultados no vácuo. O efeito do meio aquoso é ainda mais pronunciado para os compostos substituídos com Zn(II). / Porphyrin derivatives have found promising use as photosensitizers in photodynamic therapy (PDT) for having an intense absorption window within the desired therapeutic area. Nevertheless, aggregation in solution processes, common to these compounds, reduces the efficiency of light absorption and TFD as a whole. Efforts in the direction of decreasing the degree of aggregation of these compounds through the introduction of bulky substituents yielded promising results. The present investigation used quantum-chemical calculation on the porphyrin derivatives Chlorine, Hematoporphyrin and a derivative thereof 21,22-[N, N-dicarbonyl-N-4- (formylphenyl)] - 8,12-Di [2- (methoxycarbonyl) ethyl ] -2,7,13,17-tetramethyl-18 vinil-2,21,22,23-tetrahidrobenzo[b] porphyrn in order to describe the energy aggregation of these compounds in an aqueous medium. This latter compound was synthesized recently and was successful in inhibiting aggregation processes in water. Density Functional Theory coupled to the M06-2X functional and 6-311G (d, p) basis function was used to produce interaction profiles in the H dimer configuration for these compounds vacuum. Solvent effects were included using the implicit solvent IEF-PCM method. The impact on the aggregation energetic due to the introduction of a Zn(II) to the porphyrinic ring was also investigated. Results agree with experimental observations that the chlorine compound has the greatest tendency to aggregate while the substituted hematoporphyrin derivative has the lowest. In all cases, the effect of the aqueous medium was to decrease the dimer interaction when compared to results in vacuum. Moreover, it was observed that effect of the aqueous medium is more pronounced for compounds substituted with Zn(II).

Orientador: Antonio Olavo Cardoso Jorge / Banca: Juliana Campos Junqueira / Banca: Graziella Nuernberg Back Brito / Banca: Martha Simões Ribeiro / Banca: Célia Regina Gonçalves e Silva / Resumo: Os micro-organismos estão se tornando cada vez mais resistentes aos antimicrobianos e cepas de Candida albicans resistentes aos antifúngicos tem sido isoladas, assim, torna-se importante e necessário a realização de pesquisas que avaliem os efeitos de novos métodos terapêuticos, como a inativação fotodinâmica antimicrobiana (aPDI). Assim, o objetivo deste estudo foi verificar os efeitos da inativação fotodinâmica sobre biofilmes de Candida albicans, avaliando seus efeitos sobre a expressão dos genes TEC1 (fator de transcrição), HWP1 (proteína de parede celular das hifas), EFG1 (regulador transcricional relacionado com a morfogênese), BCR1 (regulador da formação de biofilme e da parede celular), CPH1 (regulador transcricional envolvido na morfogênese) e ALS3 (adesina) de C. albicans. Foram avaliadas 30 amostras isoladas de pacientes portadores de HIV e 30 amostras de pacientes com estomatite protética, quanto a produção de biofilme, peso seco e filamentação. Destas, foram selecionadas as amostras mais virulentas de cada grupo que apresentaram melhor capacidade de formação de biofilme e filamentação. Assim, foi utilizada uma amostra clínica de C. albicans isolada de paciente portador de HIV, uma amostra clínica de C. albicans isolada de paciente com estomatite protética e uma cepa padrão ATCC 18804. A quantificação da expressão dos genes foi relacionada à produção desses genes nas amostras clínicas e na cepa de referência utilizando-se ensaio de PCR em tempo real. Para a aPDI, ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Micro-organisms are becoming increasingly resistant to antimicrobial agents and Candida albicans resistant strains to antifungal has been isolated, so it is important and necessary to carry out studies that evaluates the effects of new therapeutic methods, such as antimicrobial photodynamic inactivation (aPDI). The objective of this study was verify the effects of aPDI on C. albicans biofilms, evaluating its effects on genes expression: TEC1 (transcription factor), HWP1 (cell wall protein hyphae), EFG1 (transcriptional regulator related to morphogenesis), BCR1 (regulator of biofilm formation and cell wall), CPH1 (transcriptional regulator involved in morphogenesis) and ALS3 (adhesin) of C. albicans. Were evaluated 30 samples isolated from patients with HIV and 30 samples from patients with denture stomatitis, as the production of biofilm, dry weight and filamentation. Of these, the most virulent strains of each group that presented better biofilm formation capacity and filamentation were selected. Therefore, were used a clinical sample of C. albicans isolated from HIV positive patient, a clinical sample of C. albicans isolated from patient with denture stomatitis and a standard strain ATCC 18804. The quantification of gene expression was related to the production of these genes in clinical samples and in the reference strain using PCR assay in real time. For aPDI, were used the photosensitizer methylene blue at 300 uM and erythrosine at 400 uM, sensitized with low power laser... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

De acordo com o manejo tradicionalmente empregado na pecuária leiteira, a descorna de bezerros é um procedimento rotineiro e de destaque na atividade. Tal procedimento é normalmente realizado por meio da cauterização térmica e apresenta-se, portanto, como um dos principais fatores da ocorrência de queimaduras em bezerros. O tratamento das lesões baseia-se na aplicação tópica de substâncias cicatrizantes, antimicrobianas e repelentes, sendo que, na Medicina Veterinária, o elemento mais utilizado e presente em produtos tópicos comerciais com finalidade de melhorar o tempo de cicatrização é o óxido de zinco. Como alternativa ao uso de antibióticos e melhora da cicatrização de feridas, a fototerapia de baixa intensidade bem como a terapia fotodinâmica se apresentam como opções terapêuticas no tratamento para reparação tecidual e contra infecções locais em feridas por queimaduras. O objetivo deste estudo foi avaliar os resultados do emprego da fototerapia no tratamento de lesões de queimaduras induzidas por meio da descorna cauterizante em bezerros, caracterizando a evolução macroscópica e histológica da cicatrização das lesões e a recuperação clínica do animal quando comparada com o tratamento tradicional preconizado com pomada à base de óxido de zinco. Desta forma, foram utilizados 30 bezerros, divididos em cinco grupos avaliados: G1 - grupo controle; G2- grupo laser vermelho (LV), λ=660nm/20s de irradiação (70J/cm2); G3 - laser infravermelho (IV), λ=810nm/20s de irradiação (70J/cm2); G3 - LED vermelho (LED), λ=660nm/40s de irradiação (10,8J/cm2) e G4 grupo terapia fotodinâmica (PDT), azul de metileno a 0,01% associado ao LED vermelho, λ=660nm/40s de irradiação (10,8J/cm2). Os resultados demonstraram que não houve diferença estatística entre os grupos quanto ao tempo de regressão das lesões bem como quanto à deposição de colágeno tipo III. Pode-se concluir que as fototerapias, nos parâmetros de irradiação propostos, mostraram-se tão eficazes quanto à aplicação de unguento com óxido de zinco na cicatrização de queimaduras em bezerros / According to the traditionally management used in dairy cattle, disbudding calves is a highly important routine procedure. Disbudding is usually performed by heat cauterization and presents itself as the main factor that leads to burns injuries in calves. The treatment of the lesions is based on the topical application of antimicrobial and repellents healing products, and in Veterinary Medicine, the most frequent used and present in commercial products, in order to improve the healing time, is zinc oxide. As an alternative to antibiotics and to improve wound healing, low level phototherapy and photodynamic therapy are presented as therapeutic options for tissue repair and against local infections in burn wounds. The aim of this study was to evaluate the results of phototherapy in the treatment of burn injuries induced by disbudding in calves, by macroscopic and histological features of the lesions, and the clinical recovery of the animals, and to compare with the traditional treatment with zinc oxide ointment. Thus, 30 calves were divided into five study groups: G1 control; G2 - red laser (RL), λ = 660 nm / 20 seconds of irradiation (70J / cm2), G3 - infrared laser (IR), λ = 810nm / 20 seconds of irradiation (70J / cm2); G4 - red LED (LED), λ = 660 nm / 40 seconds of irradiation (10,8J / cm2) and G5 - photodynamic therapy (PDT), methylene blue 0.01% associated with the red LED λ = 660 nm / 40 seconds of irradiation ( 10,8J / cm2). The results showed no statistical differences among the groups according to wound healing time, and to the type III collagen deposition. It was possible to conclude that phototherapies, in the proposed irradiation parameters, were efficient as zinc oxide ointment in the burn wound healing in calves

Fotossensibilizadores são moléculas capazes de interagir com a luz de modo a gerar espécies altamente reativas de oxigênio como o oxigênio singlete e outras formas radicalares. Esta propriedade pode ser utilizada para o tratamento de câncer, remoção de contaminantes ambientais, inativação de agentes patogênicos no sangue e hemoderivados, bem como na esterilização alimentos. A técnica que utiliza o efeito fotodinâmico para o tratamento de câncer recebe o de nome Terapia Fotodinâmica (do termo em inglês: Photodynamic Therapy - PDT).Photofrin®, Photogem® e Photosan® são fármacos de primeira geração, derivados da hematoporfirina, que constituem o principal grupo de medicamentos com aplicação clínica em PDT. Photodithazine® é um fármaco de 2ª geração, derivado de clorina-e-6, que encontra-se em fase de testes clínicos e apresenta resultados promissores como fotossensibilizador (FS). Este trabalho tem o objetivo de investigar a eficiência fotodinâmica destes fármacos através de experimentos que envolvem a utilização da albumina de soro bovino (BSA) e o ácido úrico (AU) como dosímetros químicos; eritrócitos como modelo de membrana celular e a determinação do coeficiente de partição (P ou Log P) para se investigar lipofilicidade e a interação dos FS com as membranas celulares. Soluções contendo BSA e FS, preparadas em tampão fosfato, foram iluminadas com LED (630nm) e o decréscimo na fluorescência do BSA em 340nm foi utilizado para se calcular constante da velocidade de fotoxidação (kC, min-1). No teste do AU, a mistura AU e FS foi iluminada com LED e o coeficiente de atividade fotodinâmica (AF, m2.J-1) foi determinado através do decréscimo da banda do AU em 293nm. Os resultados convergem para a seguinte ordem de eficiência fotodinâmica: Photodithazine® >> Photogem® > Photofrin® > Photosan®, baseada nos valores de kC (14,8±0,3); (9,8±0,5); (3,2±0,7) e (2,9±0,5)min-1 e AF (64±14), (37±9), (9±2) e (4±1)m2J-1, respectivamente. Com objetivo de determinar o tempo necessário para causar 50% de hemólise (t50), amostras de eritrócitos (hematócrito=2%) foram irradiadas por 10 minutos e o dano causado à membrana pelo efeito fotodinâmico foi monitorado através da variação na absorbância característica da oxihemoglobina em 540 e 577nm. O mecanismo preferencial envolvido na fotoxidação da membrana celular foi investigado por meio de experimentos que avaliaram a influência de água deuterada, azida de sódio e manitol na velocidade de fotoxidação dos eritrócitos. Os resultados dos experimentos de hemólise apontam para a seguinte ordem de eficiência fotodinâmica: Photodithazine® >> Photofrin® > Photogem® > Photosan®, baseada nos valores de t50 : (1,2±0,3), (3,4±0,1), (3,8±0,2), (5,2±0,1)min e logP (0,21); (0,15); (0,11); (-0,21); respectivamente. A hemólise com Photogem® em meio deuterado foi cerca de 25% mais rápida e a presença de azida de sódio causou diminuição na hemólise, expressa pela diminuição dos valores de porcentagem máxima de hemólise (%HMÁX) e aumento nos valores de t50.. A presença de manitol nos ensaios de hemólise não apresentou influência nos valores de t50 e %HMÁX, indicando que a hemólise não ocorre via mecanismo radicalar, mas aponta para o mecanismo do tipo II, via oxigênio singlete, como sendo o mecanismo predominante na fotoxidação da membrana plasmática dos eritrócitos pelos fotossensibilizadores estudados. As diferenças encontradas entre os fármacos HpD são atribuídas as suas diferentes constituições, uma vez que tratam-se de misturas de monômeros, dímeros e oligomeros em diferentes frações. Experimentos realizados em solução homogênea, tais como os experimentos de fotoxidação de BSA e o teste do ácido úrico, fornecem importantes informações a respeito da estrutura-atividade dos fármacos, mas negligenciam os efeitos de interação dos FS com o meio biológico. Em ambiente biológico, os FS participam de inúmeras interações adicionais, constituindo sistemas únicos, com diferentes propriedades fotofísicas e fotoquímicas. Estudos anteriores, realizados no nosso grupo de pesquisa, envolvendo a determinação da citotoxicidade destes FS em culturas de células normais e tumorais, bem como estudos de separação cromatográfica dos constituintes de fármacos HpD estão de acordo com os resultados apresentados neste trabalho. / Photodynamic Therapy (PDT) is a developing technology that has been used for cancer treatment and recognized to have a huge potential for microorganisms inactivation and detoxication. It is based on light irradiation of a photosensitizer (PS) in order to produce reactive oxygen species. Many kinds of compounds are known to have photosensitizing properties. Photofrin®, Photogem® and Photosan® consist of mixtures of monomers, dimmers, and oligomers from hematoporphyrin treated chemically being the most clinically used PS. Photodithazine® is a water soluble clorin-e6-derivative, a second-generation drug. The present work provides a comparative study between these PS, using bovine serum albumin (BSA) and uric acid (UA) as chemical dosimeters as well as human red blood cells (RBC) as a cell membrane model and octanol/phosphate buffer partition coefficient (logP) to access the lipophilicity of the compounds. BSA and PS solutions in phosphate buffer were illuminated with LED ( =630nm) and the decrease in the BSA fluorescence at 340nm was used to calculate the photoxidation rate constant (kC, min-1). In UA test, a mixture of UA and photosensitizer was illuminated with LED ( =630nm) and the photodynamic activity coefficient (PA, m2.J-1) was determined by the decrease in the 293nm absorbance of UA. The results from these methodologies suggest that the photodynamic efficiency order is: Photodithazine® > Photogem® > Photofrin® > Photosan®, based on PA values (64±14), (37±9), (9±2) and (4±1)m2J-1 and kC values (14.8±0.3); (9.8±0.5); (3.2±0.7) and (2.9±0.5)min-1, respectively. In order to determine the t50 (time for 50% of hemolysis) the samples of RBC (hematocrit=2,0%) were irradiated for 10min and the absorbance characteristic of oxyhemoglobin (540 e 577nm) released due to the damage and consequent membrane lysis by the action of the PS was obtained. The mechanism involved in the photoxidation of the membrane was also studied determining how sodium azide, deuterium oxide and manitol affect the t50 values. The hemolysis experiments and logP values suggest the following order: Photodithazine® > Photofrin® > Photogem® > Photosan®, based on t50 values (1.2±0.3), (3.4±0.1), (3.8±0.2), (5.2±0.1)min and logP (0.21); x (0.15); (0.11); (-0.21), respectively. The rate of the hemolysis is increased about 25% in the deuterium oxide presence, and decreased in the sodium azide presence. Moreover, the experiments performed in the manitol presence not show any diference on t50 values. These results showed that the preponderant mechanism in the photohemolisys is of the type II. The differences in the photoxidative action of the HpD should be due to the diverse content of monomers, dimmers and oligomers of the PS components. The results of hemolysis experiments suggest that these differences should result in singular interactions of HpD with the membrane constituents. Photofrin seems to be the more effective HpD concerning the hemolysis of erythrocytes and logP values. Therefore the results of all used methodologies suggest that clorin-e6-derivative seems to be a much more efficient PS, followed by the three HpD. Photooxidation experiments performed in simple solution provide valuable information on structure-activity relationships, but neglect the effects due to of membrane interactions; the PS molecule can bind with the membrane of RBC and this PS-RBC complex is a unique system with different photophysical and photochemical properties. These results have been confirmed in our group by cytotoxic studies with tumor and non-tumor cells as well as by chromatographic separation of the HpDs showing that the correlation between the parameters still holds.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-05Bitstream added on 2014-06-13T18:31:20Z : No. of bitstreams: 1 vilela_sfg_me_sjc.pdf: 808522 bytes, checksum: 8d898e9ca4fa7d34b94915ef70dc4772 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Esse estudo teve como objetivo avaliar a ação dos fotossensibilizadores azul de metileno, azul de toluidina e verde de malaquita em conjunto com um laser de baixa intensidade sobre cepas planctônicas e biofilmes de Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans. Em cada grupo, foram estudadas cinco cepas clínicas e uma cepa padrão. A formação do biofilme foi realizada colocando-se a suspensão microbiana em contato com corpos-de-prova e o meio de cultura BHI por 4 dias a 37ºC. Os fotossensibilizadores foram preparados nas concentrações de 3000, 1800, 600, 300, 150, 75 e 37,5 μM. Foi adicionado ao fotossensibilizador a suspensão de microrganismos para o estudo das células planctônicas e biofilme. Os ensaios foram executados utilizandose um laser de Arseneto de Gálio e Alumínio (660 nm). Os grupos controles foram radiados nas mesmas condições, entretanto não receberam fotossensibilizador. Para estudo das células planctônicas, após radiação, foram realizadas diluições e semeaduras em ágar BHI ou Sabouraud. Após incubação, foi feita a contagem de UFC/mL. Para análise do biofilme, após radiação, os corpos-de-prova foram submetidos à homogeneização ultra-sônica e as células dispersas foram semeadas em ágar BHI ou Sabouraud (37°C por 24 a 48 horas) para a contagem de UFC/corpo-de-prova. Os resultados foram submetidos à análise estatística descritiva. A redução de UFC/mL foi de 0,4 a 6,53 log10 dependente do microrganismo e fotossensibilizador testado. As concentrações mais eficazes dos fotossensibilizadores variaram entre 37,5 a 1800 μM para o azul de metileno, 37,5 a 300 μM para o azul de toluidina e 300 a 3000 μM para o verde de malaquita. A maior redução microbiana observada ocorreu com o fotossensibilizador verde de malaquita. Concluiu-se que os fotossensibilizadores estudados foram eficazes na redução dos microrganismos testados após a realização da terapia fotodinâmica / The purpose of this study will be evaluate the action of photosensitizers methylene blue, toluidine blue and malachite green for photodynamic antimicrobial therapy on planctonic and biofilm strains of Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Candida albicans. In each group ten strains will be studied (1 ATCC and 5 clinical strain). An acrylic resin applying will be used for biofilm formation that will be immersed in steribe brain-heart infusion (BHI) broth containing 5% sacarose, then inoculated with standardized suspension of microorganisms and incubated at 37º C for four days. The photosensitizer will be prepared in the following concentrations: 3.000, 1.800, 600, 300, 150, 75, 37,5 μM and will be immersed the applying containing biofilm. The light source used will be a diode laser, with output power of 100mW and wavelength of 660nm. The control group will be treated under same condition, without photosesitizer. For the planctonic cells study, after irradiation, serial dilutions will be obtained from each sample in physiological solution and aliquots of 0,1ml will planted on BHI or Saboraud dextrose agar. After incubation at 37ºC for 24 or 48 hours the number of colony forming units will be calculated. For the biofim study, after irradiation the acrylic resin applying will be submitted to an ultrasonic homogenization. Serial dilution will be prepared and plated on BHI or Sabouraud dextrose agar. After incubation at 37ºC for 24 or 48 hours the number of colony forming units will be calculated. The results will be submitted to statistical analysis. The most effective concentrations of photosensitizers ranged from 37.5 to 1800 μM for methylene blue, 37.5 to 300 μM for toluidine blue and from 300 to 3000 μM for malachite green. Most microbial reduction was observed with the photosensitizer malachite green. It was concluded that the photosensitizers studied were effective in reducing microorganisms after photodynamic therapy

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-25Bitstream added on 2014-06-13T18:56:12Z : No. of bitstreams: 1 costa_acbp_me_sjc.pdf: 3713548 bytes, checksum: 5d63f9c051b3f55b3f5296a1362fb144 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os objetivos do presente estudo foram avaliar a ação antifúngica da Terapia Fotodinâmica (TFD) em culturas planctônicas e biofilmes de Candida albicans formados in vitro e em modelo de candidose experimental em camundongos, bem como sua interferência na aderência de C. albicans às células epiteliais bucais humanas in vitro. Foi utilizada cepa padrão de C. albicans (ATCC 18804) para os ensaios. Como fonte de luz foi utilizado o Diodo Emissor de Luz (LED) com emissão de luz verde (532±10 nm) com potência de 90 mW e fotossensibilizador eritrosina nas concentrações variando de 200 a 0,39 μM para os ensaios em cultura plactônica. O biofilme foi formado em placas de 96 poços e tratado com o fotossensibilizador eritrosina na concentração de 400 μM e luz LED. 56 camundongos machos e adultos foram imunossuprimidos e inoculados com suspensões contendo 108 células/mL de C. albicans. Os animais foram submetidos a TFD mediada pelo corante eritrosina (400 μM) e irradiados por LED. Antes e após os tratamentos, foram recuperadas leveduras da cavidade bucal dos animais. As leveduras recuperadas após a TFD e grupo controle foram avaliadas quanto a interferência da TFD na aderência de C. albicans às células do epitélio bucal humano. Em seguida, os animais foram sacrificados e as línguas retiradas para análise macroscópica e histológica. Os biofilmes, línguas e lâminas de aderência foram também analisados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A análise dos dados foi feita por ANOVA e Teste de Tukey, teste t de Student e Kruskal-Wallis (P < 0,05). A TFD aplicada à cultura planctônica de C. albicans foi dose-dependente com redução significativa a partir da menor concentração testada (0,39 μM) e 100% de morte das células a partir de 3,12 μM. A TFD em biofilme formado in vitro reduziu 0,74 log10 de C. albicans com redução de leveduras e hifas... / The aims of the present study were evaluate the antifungal action of Photodynamic Therapy (PDT) on Candida albicans planktonic cultures and biofilms formed in vitro and experimental candidosis model in mice, as well as its interference on C. albicans adherence on humans buccal epithelial cells in vitro. Standard strain of C. albicans (ATCC 18804) was used for assays. Green Light Emitting Diode (LED- 532 ± 10 nm) was used as light source with an output power of 90 mW and erythrosine photosensitizer at concentrations range from 200 to 0.39 μM for the assays on plaktonic cultures. The biofilm was formed on plates of 96- wells and treated with the erythrosine photosensitizer at a concentration of 400 μM and LED light. 56 adults and males mice were immunosuppressed and inoculated with suspensions containing 108 cells/ mL of C. albicans. The animals were submitted to erythrosine dye- mediated PDT (400 μM) and irradiated by LED. Before and after the treatments, yeasts from the animals´ oral cavities were recovered. The yeasts recovered after PDT and control group were evaluated for interference of PDT on C. albicans adherence to humans buccal epithelial cells. Following, the animals were sacrified and their tongues taken away for macroscopic and histological analysis. The biofilms, tongues and adherence slices were also analized by Scanning Electron Microscopy (SEM). The analysis of the dates were done by ANOVA and Tukey test, Student t test and Kruskal-Wallis (P < 0.05). PDT applied on C. albicans planktonic culture was concentrationdependent with significant reduction from minor concentration tested (0.39 μM) and 100% of cells death from 3.12 μM. C. albicans biofilm formed in vitro was reduced 0.74 log10 by PDT with reduction of yeasts and hyphaes verified by SEM. In vivo, 0.73 log10 of C. albicans and 35% adherence on buccal epithelial cells were reduced, but there was not... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-14T17:46:21Z No. of bitstreams: 1 DissLMS.pdf: 2276370 bytes, checksum: ee5f91507ba780836a4577a021cc883c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:21:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLMS.pdf: 2276370 bytes, checksum: ee5f91507ba780836a4577a021cc883c (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-16T19:21:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLMS.pdf: 2276370 bytes, checksum: ee5f91507ba780836a4577a021cc883c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T19:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLMS.pdf: 2276370 bytes, checksum: ee5f91507ba780836a4577a021cc883c (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The Aedes aegypti mosquito is the main responsible for the transmission of dengue. Among numerous alternatives to combat vector, we can cite the use of photosensitizers (PSs) as inactivating of Aedes aegypti larvae. These compounds are able to interact with the light in a specific wavelength, so the cause highly reactive cytotoxic oxygen, resulting in the oxidation of biological targets. The present study had as main objective to analyze the phototoxic effects of PSs: Photogem® and turmeric, in three molecular variations (curcumin, curcuminoids pigment mixture (curcumin, desmethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin) and curcumin in sucrose), against Aedes aegypti larvae under different conditions of delivery of the PSs and lighting. The experiments of this study were divided into two stages: i) Photogem® and the three compositions of turmeric were applied in trials of photodynamic inactivation (PDI) in solution. The groups that received the Photogem®, were also fed with two different types of food, in order to verify the influence of these foods on larval mortality. ii) in a second step the three compositions of turmeric were incorporated in pet food, where it obtained a lyophilized powder, which was subsequently offered to the larvae for scanning. After the receipt of the PSs in solution as in the form of freeze-dried powder, the larvae were irradiated with two sources of light: artificial and natural. In addition to the trials of mortality, other studies were performed, such as checking the time of degradation of PSs when exposed to light, the anatomical location of accumulation of FSs in the larvae, and characterization studies of the product obtained in the form of lyophilized powder. On PDI with the Photogem® comparing the foods, exposed to artificial lighting, one of the foods introduced a higher mortality, indicating the importance of this on effectiveness of PDI. Already on PDI with variations of turmeric, mortality rates varied according to the molecular forms of this compound, showing high mortality for curcumin and curcumin in sucrose. In conditions involving sunlight, high mortality rates were obtained for all FSs delivered solution, featuring in various conditions 100% mortality in 8 hours from exposure to light. For IFD using the freeze-dried powder of three variations of turmeric and sunlight, mortalities in the order of 80% were achieved in lighting 16 hours. The analysis of the fluorescence image obtained by confocal microscope showed that both the three variations of turmeric, such as Photogem®, after an incubation period of 12 hours, accumulated throughout the alimentary canal of the larvae. The Photogem®, as well as turmeric showed potent photodynamic activity being more effective in conditions with higher light intensities. Regarding the delivery conditions of the PS, we observe that the highest values of mortality were obtained through the application of PSs in solution, when compared with the mortality studies using the freeze-dried powder. These results indicate that PDI can be a promising technique in the control of vectors as the Aedes aegypti. / O mosquito Aedes aegypti é o principal vetor responsável pela transmissão da dengue. Dentre as inúmeras alternativas de combate ao vetor, podemos citar o uso de fotossensibilizadores (FSs) como inativadores de larvas do Ae. aegypti. Esses compostos são capazes de interagir com a luz, num comprimento de onda específico, de modo a originar espécies altamente reativas de oxigênio citotóxico, resultando na oxidação de alvos biológicos. O presente estudo teve como principal objetivo analisar os efeitos fototóxicos dos FSs: Photogem® e cúrcuma, em três variações moleculares (curcumina, mistura de pigmentos curcuminóides (curcumina, demetoxicurcumina e bis-demetoxicurcumina) e curcumina em sacarose), contra larvas do Ae. aegypti sob diferentes condições de entrega dos FSs e de iluminação. Os experimentos deste estudo foram divididos em duas etapas: i) tanto o Photogem® quanto as três composições de cúrcuma foram aplicados nos ensaios de inativação fotodinâmica (IFD) em solução. Os grupos que receberam o Photogem® foram também alimentados com dois diferentes tipos de ração, com a finalidade de verificar a influência desses alimentos na mortalidade larval. ii) em uma segunda etapa as três composições de cúrcuma foram incorporadas nas rações, onde obteve-se um pó liofilizado, que foi posteriormente ofertado às larvas para a verificação da mortalidade. Após o recebimento dos FSs, tanto em solução como na forma de pó liofilizado, as larvas foram irradiadas com duas fontes de luz: artificial e natural. Além dos ensaios de mortalidade, outros estudos foram realizados, como a verificação do tempo de degradação dos FSs quando expostos à luz, o local anatômico de acumulação dos FSs nas larvas, e estudos de caracterização do produto obtido na forma de pó liofilizado. Na IFD com o Photogem® comparando as rações, expostas à iluminação artificial, uma delas apresentou uma mortalidade superior, indicando a importância desta na efetividade da IFD. Já na IFD com as variações de cúrcuma, as porcentagens de mortalidade variaram de acordo com as formas moleculares deste composto. Nas condições envolvendo luz solar, foram obtidas altos valores de mortalidade para todos os FSs entregues em solução, apresentando em diversas condições 100% de mortalidade em 8 horas de exposição à luz. Nos ensaios de IFD utilizando o pó liofilizado das três variações de cúrcuma e luz solar, mortalidades da ordem de 80% foram atingidas em 16 horas de iluminação. As análises das imagens de fluorescência obtidas por microscópio confocal mostraram que tanto as três variações de cúrcuma, como o Photogem®, após um período de incubação de 12 horas, acumularam-se em todo o canal alimentar das larvas. O Photogem®, assim como a cúrcuma apresentaram atividade fotodinâmica potente, sendo mais efetivos em condições com maiores intensidades de luz. Com relação às condições de entrega do FS, observamos que as maiores mortalidades foram obtidas através da aplicação dos FSs em solução, quando comparadas com os estudos de mortalidade utilizando o pó liofilizado. Esses resultados indicam que IFD pode ser uma técnica promissora no controle de vetores como o Ae. aegypti.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 13711.pdf: 4251162 bytes, checksum: 812891e0c078f4f62466d3dceff79017 (MD5) / Dissertacao (Mestrado Profissionalizante em Lasers em Odontologia) / IPEN/D-MPLO / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP