Pastaruoju metu vis gausėja įrodymų apie vėžyje esančią nedidelę subpopuliaciją, pavadintą „vėžio kamieninėmis ląstelėmis“. Teigiama, jog būtent vėžio kamieninės ląstelės yra atsakingos už naviko formavimą, atsparumą taikomai terapijai bei metastazių formavimą. Šio darbo tyrimo tikslas – ištirti nanodarinių pritaikymo galimybes vėžinių kamieninių ląstelių aptikimui ir sunaikinimui. Darbe buvo ištirtos krūties, kasos, kiaušidžių vėžio ir melanomos ląstelių savybės, pagal literatūroje nurodytą vėžio kamieninių ląstelių aptikimo metodiką. Panaudojant lazerinę skenuojančią konfokalinę ir gyvavimo trukmių vaizdinimo mikroskopiją buvo įvertintas kvantinių taškų, kaip galimų diagnostiką ir terapiją atliekančių nanodarinių kaupimosi ir lokalizacijos ląstelėse tyrimai. Buvo parodyta, jog antikūnais prieš paviršiaus antigeną CD44 padengti kvantiniai taškai selektyviai pateko tik į CD44+ fenotipo ląstelių vidų. Anti-CD44-FITC konjugatai taip pat selektyviai žymėjo norimas ląsteles, tačiau net po 24 valandų nepateko į ląstelių vidų. Taip pat buvo parodyta, jog kvantinio taško (KT) ir sensibilizatoriaus chlorino e6 (Ce6) nanodarinys lokalizuojasi ląstelių viduje pūslelėse ir sukelia ląstelių žūtį tik toms ląstelėms, kurioms pritaikytas apjungtas KT-Ce6 komplekso ir 470 nm spinduliuotės poveikis. Tokie rezultatai parodo, jog galima kvantinį tašką ne tik selektyviai nukreipti į norimas ląsteles, bet taip pat ir įnešti į jų vidų, neprarandant terapinės molekulės aktyvumo. / Emerging evidence has shown that the capacity of a tumor to grow and propagate is dependent on a small subset of cells, termed “cancer stem cells“. Conventional treatments, however, may miss the cancer stem cells, which have been shown in several tumor types to be more resistant to standard chemotherapeutic agents, because the cancer stem cell survives and regenerates the neoplasm. The aim of this study was to investigate the applicability of quantum dots in detection and eradication of cancer stem cells. The properties of stem cells were inestigated in breast, pancreatic, ovarian cancer and melanoma cells. The accumulation and distribution of quantum dots was assessed by the means of laser scanning confocal and fluorescence lifetime imaging microscopy. It was shown, that anti-CD44 and quantum dot conjugates are internalized selectively inside CD44+ cells, while anti-CD44 and organic dye FITC conjugates remained attached to cell membrane for at least 24 hours. Moreover, the complex of quantum dot (QD) and photosensitizer chlorin e6 (Ce6) accumulates inside cells and initiate cell death upon QD-directed exposure of 470 nm irradiation. These results show the capability of quantum dots not only to detect and internalize stem-like cells but also to carry the therapeutic agent inside cells without losing its activity.

Le mésothéliome pleural malin (MPM) est un cancer au pronostic sombre, en lien avec des traitements décevants. Quand la chirurgie fait partie d’un traitement multimodal, il est essentiel de l’associer avec un traitement adjuvant local pour tuer les cellules tumorales résiduelles. Récemment, la thérapie photodynamique (PDT) intrapleurale intra-opératoire, après exérèse tumorale chirurgicale, est apparue comme un traitement prometteur. Son succès repose sur l’illumination la plus complète et homogène de la cavité pleurale, contrôlée par une dosimétrie de lumière. Celle utilisée aujourd’hui en pratique clinique aux Etats-Unis repose sur la dosimétrie ponctuelle de sept capteurs intrathoraciques, mais ne permet pas d’avoir un reflet de la lumière délivrée sur l’ensemble des surfaces pleurales. Mon projet de recherche se décline sur un axe clinique et un axe expérimental : 1) mettre en place un essai de clinique de phase II au CHRU de Lille, associant la PDT intrapleurale au traitement multimodal du MPM, 2) développer une méthode de dosimétrie de lumière peropératoire innovante par la caractérisation du dispositif lumineux et l’utilisation de l’imagerie.L’essai clinique a démarré en Février 2016, en utilisant la dosimétrie de référence avec les sept capteurs en suivant le protocole américain. Une baguette lumineuse innovante a été conçue au laboratoire, ainsi que le système de dosimétrie. Quatre patients ont bénéficié d’une pleurectomie/décortication suivie d’une PDT intrapleurale (avec le photosensibilisateur Photofrin®) et d’une chimiothérapie adjuvante, sans toxicité majeure. Concernant le projet expérimental, un profil d’illumination de la baguette lumineuse a été défini en combinant les mesures de puissance ponctuelles (Watt) et celles de pixel à partir d’une photographie digitale. Un coefficient d’atténuation effectif a été calculé : µeff = 0,705 cm-1. A l’aide d’un système de repérage spatial électromagnétique (TrackStar®), la position de la baguette lumineuse est connue à l’intérieur de la cavité pleurale en temps réel, et ses coordonnées spatiales sont projetées sur le TDM thoracique en 3D. Après avoir intégré le profil d’illumination de la baguette au système de repérage, un logiciel dédié permet la représentation spatiale sur imagerie de la dose cumulée de lumière délivrée. Ce travail a été réalisé et validé sur un fantôme de cavité thoracique intra opératoire, puis notre méthode de dosimétrie a été comparée à celle de référence.Les perspectives sont de pouvoir tester la faisabilité cette nouvelle méthode de dosimétrie chez l’homme et de développer des dispositifs lumineux innovants pour une meilleure standardisation de la PDT pour le MPM. / Malignant pleural mesothelioma (MPM) is a cancer with a poor prognosis due to deceiving treatments. When surgery is part of a multimodal treatment for MPM, it is crucial to combine it with a local adjuvant treatment to kill residual tumour cells. Recently, intrapleural photodynamic therapy (PDT) after surgical resection has appeared to be a promising treatment for MPM. Its success relies essentially on the most complete and homogeneous illumination of the pleural cavity, monitored by light dosimetry. The dosimetry method used today in the United States, with intrathoracic probes collecting the light at 7 strategic locations, does not give information about the light delivered on the whole pleural surface. This research project has a clinical and experimental axis: 1) to set up a phase II clinical trial in Lille University Hospital, combining intrapleural PDT to surgery within a multimodal treatment, 2) to develop an innovative peroperative light dosimetry method by the characterization of a light device and use of imaging.Clinical trial has started in February 2016, with the seven probes dosimetry method of reference, following the American protocol. An innovative light wand was conceived within the laboratory, as well as the dosimetry sytem. Four patients have undergone pleurectomy/decortications, intrapleural PDT (with photosensitizer Photofrin®) and adjuvant chemotherapy, without major toxicity. Regarding the experimental project, an illumination profile of the light wand was defined using two complementary methods: power measurements (Watt) and pixel intensity from digital photography. An effective attenuation coefficient was calculated: µeff = 0.705 cm-1. With an electromagnetic spatial tracking system (TrackStar®), we localized in real time the position of the light wand within the pleural cavity and projected its spatial coordinates to the 3D CT scan images. After having inserted the illumination profile of the light wand to the tracking system, a dedicated software allowed the spatial representation on CT images of the cumulated light dose. This work has been completed on an intraoperative thoracic cavity phantom. Our dosimetry method was validated on this phantom and compared to the one of reference.The perspectives are to test the feasibility of this new dosimetry method in humans, and to develop alternative light devices for a better standardization of the intrapleural PDT technique for MPM.

Submitted by Maria Lúcia Frade (marifrad@hotmail.com) on 2018-06-25T15:04:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertação com artigo versão de arquivamento 25_06_2018.pdf: 5490840 bytes, checksum: 7f04a23e5fbc4a98d7cc0bd23f546892 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Irani Coito null (irani@fcfar.unesp.br) on 2018-06-25T19:35:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 frade_ml_me_arafcf_int.pdf: 5490840 bytes, checksum: 7f04a23e5fbc4a98d7cc0bd23f546892 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T19:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 frade_ml_me_arafcf_int.pdf: 5490840 bytes, checksum: 7f04a23e5fbc4a98d7cc0bd23f546892 (MD5) Previous issue date: 2018-05-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A acne vulgar é uma das dermatoses mais frequentes em jovens e a infecção causada pela bactéria Cutibacterium acnes (antigo Propionibacterium acnes) tem importante papel na patogênese da acne. Existem várias opções de tratamento que variam de acordo com a gravidade da doença, porém são associados com reações indesejadas e resistência aos antimicrobianos. A terapia fotodinâmica antimicrobiana (TFDa) então é proposta como tratamento alternativo para inativar C. acnes juntamente com a incorporação do fotossensibilizador (FS) em uma formulação tópica para otimizar a terapia. Este trabalho objetivou avaliar a eficácia in vitro da TFDa mediada pelo azul de metileno (AM) incorporado em hidrogel de quitosana e poloxamer (HG-AM) contra C. acnes em fase planctônica e biofilme. A viabilidade celular após TFDa foi avaliada através da quantificação das colônias formadas por mililitro de amostra (UFC/mL). Para caracterizar estruturalmente os HGs foram realizadas as análises oscilatórias e de comportamento de fluxo em reômetro de estresse controlado com geometria placa-cone e a bioadesão em pele de orelha de porco utilizando um texturômetro. A análise estatística dos dados feita foi a Análise de Variância (one way ANOVA) com pós-teste de Tukey. Os resultados deste estudo mostrou que a TFDa contra C. acnes foi eficaz utilizando HG-AM em fase plactônica. A concentração bactericida mínima foi de 12,5 µg/mL associada a uma fluência de 90 J/cm2. O biofilme de C. acnes não foi totalmente eliminado pela TFDa com HG-AM nas condições testadas. A máxima redução microbiana alcançada com o HG-AM foi de 1,9 log10 com 75 µg/mL do FS utilizando 150 J/cm2 e 30 minutos de pré-incubação do biofilme com o HG-AM. O HG a 0,25% de quitosana (HG1) mostrou-se adequado para aplicação na superfície da pele pois concentrações maiores de quitosana aumentam a elasticidade do hidrogel, podendo atrasar a liberação do FS. A incorporação do AM não afetou suas características reológicas e bioadesivas de forma significativa. Foi possível concluir que a TFDa mediada por HG-AM foi mais eficiente do que AM em solução para a redução total da carga microbiana em fase planctônica nas mesmas condições. / Acne vulgaris is one of the most frequent dermatosis in young people and the infection caused by the bacteria Cutibacterium acnes (formerly Propionibacterium acnes) plays an important role in the pathogenesis of acne. There are several treatments options that vary according to the severity of the disease, but are associated with unwanted reactions and antimicrobial resistance. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) is then proposed as an alternative treatment to inactivate C. acnes together with the incorporation of the photosensitizer (PS) into a topical formulation to optimize therapy. This work aimed to evaluate the in vitro efficacy of methylene blue (MB) mediated TFDa incorporated in chitosan and poloxamer (HG-MB) hydrogels against planktonic and biofilm C. acnes. Cell viability after aPDT was evaluated by quantifying the colonies formed per milliliter of sample (CFU / mL). To characterize structurally the HG were performed the oscillatory and behavior of flow in a controlled stress rheometer with cone-plate geometry and bioadhesion in pig ear skin using a texture analyser. The statistical analysis of the data was the Analysis of Variance (one way ANOVA) with post-test of Tukey. The results of this study showed that aPDT was effective using HG-MB in planktonic phase. The minimum bactericidal concentration was 12.5 μg/mL associated with a fluence of 90 J/cm2. The C. acnes biofilm was not totally eliminated by the aPDT with HG-MB under the conditions tested. The maximum microbial reduction achieved with HG-MB was 1.9 log10 with 75 μg/mL of the PS using 150 J/cm2 and 30 minutes biofilm incubation with HG-MB. HG at 0.25% of chitosan (HG1) was adequate for application to the skin surface because higher concentrations of chitosan increase the elasticity of the hydrogel and may delay PS release. The incorporation of MB did not significantly affect its rheological and bioadhesive characteristics. It was possible to conclude that HG-MB mediated aPDT was more efficient than MB solution for the total reduction of planktonic microbial load under the same conditions. / 133456/2016-1

Photodynamic therapy (PDT) is an alternative technique for treatment of tumors and other lesions. It results from the combination of three factors: a photosensitizer (PS), molecular oxygen and light. This combination triggers photochemical reactions that result in the destruction of cells and their neighborhoods. Because the FS presents preferential retention in tumors, its effect becomes localized, selectively destroying the tumor parenchyma and stroma only. However, the penetration of light during PDT is limited due to attenuation of the possible excitation wavelengths by the biological tissue itself. Thus, the depth of treatment is not sufficient to ensure the treatment of extensive lesions. To overcome this difficulty, one strategy is to surgically remove the bulk of the lesion, and then applying the PDT on the surgical bed. However, it is unknown how the alterations caused by surgical techniques (bleeding, coagulation, inflammatory processes, etc.) influence the optical properties of biological tissues as to compromise a subsequent PDT protocol. This work aims to study the influence of using surgical techniques prior to a PDT protocol in an animal model. It was applied four surgical tools (electrocautery, ultrasonic scalpel, long-pulsed Er:YAG laser and ultrashort-pulsed Ti: Sapphire laser) in order to verify the most recommended for a surgery + PDT combined protocol, using Photogem ® as the photosensitizer. Surface and subsurface changes were performed to simulate the remaining tissue properties treated with such techniques. The order of application between photosensitization and surgery was one of the study variables. In vivo fluorescence spectroscopy, confocal fluorescence microscopy of the necrotic tissue (ex vivo) and histopathology were used as analysis techniques of the tissue response. The analysis of ex vivo necrosis fluorescence made possible to assess the damage to biological tissues, supporting the histopathological analysis. Analyzing the depth of necrosis was important to confirm the generation of photodynamic effect in tissues previously modified by the use of surgery. Testing a surgical excision protocol, the same success was obtained. Through in vivo fluorescence it was possible to detect the concentration of the PS in all steps of the protocols. A hypothesis of increased electrical conductivity of photosensitized tissue is proposed to explain the decrease in thermal damage observed during excision. Finally, the full feasibility of the combination between surgery and PDT was verified, with space to suggest guidelines for the implementation of future protocols involving combined use of the studied techniques. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma técnica alternativa para o tratamento de tumores e outras lesões. Ela é fruto da combinação de três fatores: um fotossensibilizador (FS), o oxigênio molecular e luz. Esta junção desencadeia reações fotoquímicas que resultam na destruição de células e suas vizinhanças. Pelo fato de o FS apresentar retenção preferencial em tumores, seu efeito torna-se localizado, destruindo seletivamente apenas o parênquima e o estroma tumorais. Contudo, a penetração de luz durante a TFD é limitada, devido à atenuação dos possíveis comprimentos de onda de excitação pelo próprio tecido biológico. Assim, a profundidade de tratamento não é suficiente para garantir o tratamento de lesões extensas. Para superar esta dificuldade, uma estratégia é remover cirurgicamente a maior parte da lesão, aplicando a TFD em seguida no leito cirúrgico. No entanto, desconhecem-se como as alterações provocadas por técnicas cirúrgicas (hemorragia, coagulação, processos inflamatórios, etc.) influenciam nas propriedades ópticas dos tecidos biológicos a ponto de comprometer um subsequente protocolo de TFD. O presente trabalho se propõe a estudar a influência do uso de cirurgia anterior ao protocolo de TFD em um modelo animal. Foram aplicadas quatro ferramentas cirúrgicas (bisturi elétrico, bisturi ultrassônico, laser de Er: YAG de pulsos longos e laser de Ti: Safira de pulsos ultracurtos) com o fim de verificar a mais recomendável para o protocolo combinado de cirurgia + TFD, utilizando o Photogem® como fotossensibilizador. Simularam-se alterações de superfície e sub-superfície no tecido remanescente tratado com tais técnicas. A ordem de aplicação cirurgia-fotossensibilização foi uma das variáveis do estudo. Como técnicas de análise da resposta tecidual foram utilizadas: espectroscopia de fluorescência in vivo, microscopia confocal de fluorescência do tecido necrosado (ex vivo) e histopatologia. A análise da fluorescência da necrose ex vivo tornou possível avaliar os danos provocados nos tecidos biológicos, corroborando com a análise histopatológica. A análise da profundidade de necrose foi determinante para confirmar a geração de efeito fotodinâmico em tecidos anteriormente alterados pelo uso de cirurgia. Testando um protocolo de excisão cirúrgica propriamente dita, verificou-se o mesmo sucesso. Através da fluorescência in vivo foi possível detectar a concentração do FS em todas as etapas dos protocolos. Uma hipótese de aumento da condutividade elétrica do tecido fotossensibilizado é proposta para explicar a diminuição do dano térmico observado na excisão. Por fim, foi verificada a viabilidade total da combinação entre cirurgia e TFD, com espaço para sugerir diretrizes para a execução de futuros protocolos que envolvam uso combinado das técnicas estudadas.

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a ação do laser de baixa intensidade associado ao corante azul de toluidina, como agente bactericida durante a fase de instrumentação dos canais radiculares, comparando sua utilização associada ou não ao hipoclorito de sódio 0,5%. Para tal, 90 caninos humanos foram instrumentados, autoclavados e 88 imersos em caldo TSB(Tryptcase Soy Broth). Em seguida foram inoculados com suspensão de E. faecalis e incubados em estufa a 37C, por 72 horas, para permitir a formação do biofilme. As amostras foram randomicamente divididas em 4 grupos de 22 dentes cada e 1 grupo controle negativo com 2 dentes. Grupo I: reinstrumentados e irrigados com soro fisiológico com posterior aplicação de terapia fotodinâmica (PDT); Grupo II: reinstrumentados e irrigados com hipoclorito de sódio a 0,5% com posterior aplicação de PDT; Grupo III: reinstrumentados e irrigados com hipoclorito de sódio a 0,5%; Grupo IV controle positivo: não foi realizado nenhum tipo de tratamento antes da coleta do material e Grupo V controle negativo:não foram contaminados. Para a coleta da dentina intracanal utilizou-se uma broca Gates Glidden número 6. A atividade antimicrobiana foi avaliada por meio da contagem de UFCs (unidades formadoras de colônias). Os dentes foram então imersos em meio seletivo para enterococos, incubados em estufa a 37 C por 72 horas e avaliados quanto à alteração de coloração do meio. Todas as amostras, exceto o controle negativo, apresentaram-se positivas. Com a finalidade de certificar-se da formação do biofilme e da confirmação dos resultados das contagens das UFCs, 9 amostras foram avaliadas ao MEV (microscopia eletrônica de varredura). Para a análise dos resultados utilizou-se o teste de Kruskal-Wallis e o teste de comparações múltiplas de Tukey, ambos com o nível de significância de 5%. Baseado nos resultados obtidos parece-nos lícito concluir que não houve diferença estatística significante entre o grupo hipoclorito e o hipoclorito com laser e que PDT associada à instrumentação com soro fisiológico não foi capaz de eliminar o E. faecalis de forma significativa. / This current paper aims to assess the action of low-intensity laser together with toluidine blue as a bactericidal agent during the instrumentation phase of radicular canals, comparing its associated or non-associated use with sodium hypochlorite 0.5%. To do so, 90 human canines were instrumented, autoclaved, and 88 were immersed into TSB, and were then inoculated with an E. faecalis suspension and brought into an incubator at 37 degrees Celsius for 72 hours in order to allow the formation of biofilm. The samples were randomly divided into 5 groups, 4 of which composed of 22 samples each plus 1 negative control. Group I: reinstrumented and irrigated with saline solution and subsequent application of photodynamic therapy (PDT); Group II: reinstrumented and irrigated with sodium hypochlorite 0.5% and subsequent PDT application; Group III: reinstrumented and irrigated with sodium hypochlorite 0.5%; Group IV: positive control (no previous treatment before material collection); Group V: negative control (2 samples) with no contamination. The collection of intracanal dentin was obtained by using a Gates Glidden drill #6. The antimicrobial activity was assessed by CFUs counting. The teeth were then immersed in a selected medium for Enterococcus, incubated at 37 degrees Celsius for 72 hours. They were then assessed for medium turbidity. All samples, with the exception of the negative control, showed positive. In order to make sure of the formation of biofilm and the confirmation of the CFUs counting, 9 samples were scavenged under the electron microscope. For result assessment, the Kruskal-Wallis test and the Tukeys multiple comparison test were utilized, presenting both tests a rate and significance of 5%. Based on the results obtained, we may licitly conclude that there was no significant statistical difference between the hypochlorite group and the hypochlorite group with laser. We may still conclude that PDT associated with saline solution instrumentation was not possible to significantly eliminate E. faecalis.

Orientador: Prof. Dr. Ronei Miotto / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2015. / Neste trabalho, estudamos o processo de interação de fotossensibilizadores com modelos de membranas lipídicas com o intuito de contribuir para a compreensão dos processos dinâmicos e das mudanças físicas e estruturais em nível microscópico. Em particular, nossa análise está voltada para o desenvolvimento de fotossensibi- lizadores mais eficientes para aplicação em terapia fotodinâmica (TFD). Nossos estudos baseiam-se principalmente em simulações atomísticas de dinâmica molecu- lar (MD). A topologia do fotossensibilizador alvo, azul de metileno (AM), é obtido através de um modelamento quântico, baseado na teoria do funcional da densidade (DFT). Todas as simulações MD iniciam-se com o AM disperso em fase aquosa em diferentes configurações. Independente da configuração inicial, o AM interage com as membranas modelo estudadas em aproximadamente 2 ns. O processo de intera- ção é mediado principalmente por interações eletrostáticas entre membrana e AM. Nossos cálculos indicam que todas as membranas modelos estudadas apresentam modificações na presença de AM, mesmo na ausência de irradiação, sugerindo que algumas das mudanças morfológicas da membrana observadas experimentalmente acontecem antes do processo de iluminação. De acordo com nossas simulações, as membranas estudadas apresentam um aumento de área por lipídeo e uma diminui- ção da espessura, indicando um aumento da permeabilidade da membrana o que implica em uma maior facilidade para trocas entre os meios interno e externo. A análise da estrutura atômica derivada de nossas simulações sugerem que o átomo de enxofre da molécula de azul de metileno interage principalmente com os fosfatos presentes nas cabeças polares dos fosfolipídeos que compõem as membranas mo- delo. Nossas simulações indicam que o grau de superposição do AM com o oxigênio dissolvido no meio é similar para todas as membranas modelo consideradas. Isso nos leva a inferir que a eficiência do AM como agente em TFD nos diferentes mode- los de membrana considerados depende muito mais da afinidade entre membrana e fotossensibilizador do que das características estruturais ou modificações provo- cadas pela internalização do AM. Finalmente, cabe destacar que nossos cálculos indicam que a presença de íons no solvente provocam mudanças nas características de penetração do AM dificultando a passagem da molécula nos casos da DPPC, POPC e POPG. / In this work, we study the photosensitizers interaction process with model lipid membranes in order to contribute to the understanding of the dynamic processes with physical and structural changes at the microscopic level. In particular, our analysis is focused on the development of more efficient photosensitizers for use in photodynamic therapy (PDT). Our studies are mainly based on atomistic simu- lations of molecular dynamics (MD). The topology of the target photosensitizer, methylene blue (MB), is obtained by a quantum modeling based on Density Func- tional Theory (DFT). All MD simulations begin with MB in the dispersed aqueous phase in different configurations. Regardless of the initial configuration, the MB interacts with model membranes studied in approximately 2 ns. The process of interaction is primarily mediated by electrostatic interactions between membrane and MB. Our calculations indicate that all membranes studied models show chan- ges in the presence of MB, even in the absence of irradiation, suggesting that some of the experimentally observed morphological changes occur before the membrane illumination process. According to our simulations, we studied the membranes have an area of increased lipid and a thinning, indicating an increased permea- bility of the membrane which implies a greater ability to exchange between the internal and external means. The analysis of atomic structure derived from our simulations suggest that the sulfur atom the methylene blue molecule interacts mainly with phosphates in the polar heads of the phospholipids that makes up the model membranes. Our simulations indicate that the MB degree of overlap with the dissolved oxygen in the medium is similar for all the considered model membranes. This leads us to infer that the MB efficiency as an agent in PDT in different models of membrane considered depends much more on affinity between membrane and photosensitizer that the structural characteristics or modifications caused by internalization of MB. Finally, it is noteworthy that our calculations indicate that the presence of ions in the solvent causes changes on MB penetra- tion characteristics obstructing the passage of the molecule in the case of DPPC, POPC and POPG.

Orientador: Prof. Dr. Anderson Orzari Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / O cancer e uma doenca caracterizada pelo crescimento desordenado de celulas com potencial invasivo. Diversos tratamentos podem ser empregados para a doenca, dentre eles, a terapia fotodinamica, pela qual se utiliza, como agentes terapeuticos, um fotossensibilizador (FS), luz em comprimento de onda especifico e oxigenio. Este projeto tem como principal objetivo o estudo biologico de novos derivados de ftalocianinas para o emprego como fotossensibilizadores em Terapia Fotodinamica. Foram estudados macrociclos com ligantes perifericos derivados do acido glicolico ou do acido latico, e que contem zinco ou rutenio como atomo central sintetizados pelo grupo sobre uma linhagem de adenocarcinoma mamario humano (MCF7). Nos estudos com irradiacao de luz verificamos uma diminuicao da porcentagem de celulas viaveis, sendo os compostos pouco toxicos no escuro, podendo-se utilizar desde concentracoes baixas como 1 ¿ÊM ate concentracoes altas como 100 ¿ÊM. Observamos que quanto maior o tempo de contato entre os compostos e as celulas (no escuro), mais toxico se torna o composto, sendo o melhor tempo de incubacao de 2 horas, isto se deve aos efeitos agudos ocasionados por esta exposicao. Comparando as quatro ftalocianinas estudadas, concluimos que a estrutura que contem acido glicolico e zinco como metal central foi a que apresentou resultados mais promissores em todos os aspectos, principalmente nas analises de fototoxicidade que se relacionam a Terapia Fotodinamica, sendo que a viabilidade em relacao ao controle decaiu aproximadamente 50%. Pelos dados obtidos, pode-se inferir que, em uma unica sessao de irradiacao de luz, a morte celular foi de aproximadamente 20 a 30% para todas as ftalocianinas estudadas. / Cancer is a disease characterized by uncontrolled growth of cells. Some treatments are actually employed for the disease, including photodynamic therapy, which uses, as therapeutic agents, a photosensitizer (PS), light at a specific wavelength and the oxygen molecule near or inside the cells. In this project, the main objective is to study new phthalocyanine derivatives for their use as photosensitizers in photodynamic therapy. We studied phthalocyanines modified with glycolic or lactic acid in their peripheral positions, and with zinc or ruthenium as a central metal synthesized by our group on a human mammary adenocarcinoma line (MCF7). Our results revealed a good phototoxicity under irradiation and a low toxicity in the dark for all the studied compounds, from low concentrations such as 1 uM to the higher ones such as 100 uM. Comparing the studied phthalocyanines, we conclude that the structure containing glycolic acid and zinc as the central metal showed the most promising results in all aspects, especially in phototoxicity tests, where we observed a decrease in about 50% of cell viability after irradiation. According with our results, a single light irradiation session can promote approximately 20 to 30% of cell death for all studied phthalocyanines.

Orientador: Prof. Dr. Álvaro Takeo Omori / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / Nos últimos anos tem havido intensa pesquisa sobre novos compostos que possam ser empregados como fotossensibilizadores para uso em Terapia Fotodinâmica. Foram sintetizadas e caracterizadas duas ftalocianinas funcionalizadas com o grupo 4- hidroxibenziloxi (A3B e AAAA) para serem avaliadas como suporte na síntese de peptídeos em fase sólida como equivalente à resina Wang. A ideia foi aproveitar a baixa solubilidade das ftalocianinas em determinados solventes a fim de facilitar o processo de precipitação. Assim, um dos métodos desenvolvidos foi incorporar um aminoácido ao macrociclo em fase líquida e, através da adição de um segundo solvente precipitar a ftalocianina substituída facilitando o work-up e a purificação. Somente com a ftalocianina A3B foi possível à reação de acoplamento com os aminoácidos Boc-Glicina-OH e Fmoc- Alanina-OH. Os compostos sintetizados foram caracterizados por RMN, HRMS e IR. As caracterizações fotoquímicas e fotofísicas foram determinadas por análise de espectros de absorção, excitação e emissão na região do UV-Vis e o rendimento quântico de geração de oxigênio singlete. / In recent years there has been intensive research on novel compounds which can be employed as photosensitizers for use in photodynamic therapy. Two functionalised phthalocyanines 4-hydroxybenzyloxy group (A3B and AAAA) were synthesized and characterized to be evaluated as a support in peptide solid phase synthesis (equivalent to Wang resin). The idea is to take advantage of low solubility of phthalocyanines in certain solvents in order to facilitate the precipitation process. Thus, a tentative protocol was developed to incorporate one amino acid to the macrocycle in liquid phase followed by adding a second solvent to precipitate the reacted support facilitating the work-up and purification. The coupling reaction was only succeeded with the phthalocyanine A3B. Thus, two new phthalocyanine derivatives were synthesized from the coupling with Boc-Glycine- OH and Fmoc-Alanine-OH amino acids. The compounds were characterized by NMR, IR and HRMS. The photochemical and photophysical characterization were determined by analysis of absorption spectra, excitation and emission in the UV-Vis region and the quantum yield of singlet oxygen generation.

Orientador: Prof. Dr. Anderson Orzari Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2016. / Considerando o histórico de fármacos enantiomericamente puros e suas interações específicas com células alvos, nesse trabalho foram sintetizadas e caracterizadas quinze ftalocianinas com substituintes opticamente ativos e analisada suas propriedades fotoquímicas para possível aplicação como fármaco fotossensibilizador. Todas as ftalocianinas foram caracterizadas por RMN 1H, espectroscopia de massas, absorção na região do UV-vis, rendimentos quânticos de fluorescência e geração de espécies reativas de oxigênio sob irradiação. Resultados evidenciam que os diferentes grupos inseridos na periferia do anel ftalocianínico influenciam na solubilidade e na agregação do macrociclo, porém não influenciam significativamente nos rendimentos quânticos de geração de espécies reativas nas condições empregadas. Em relação a atividade óptica dos grupos e seus pares enantioméricos, pode-se concluir que não há relação direta entre configuração espacial e características fotoquímicas e fotofísicas, visto que não houve nenhuma relação que possa ser estabelecida como "regra" para esses compostos. Posteriores testes biológicos devem ser realizados par determinar interação entre células e as diferentes ftalocianinas sintetizadas. / Considering the history of enantiomerically pure drugs and their specific interaction with target cells, in this study were synthesized and characterized fifteen phthalocyanines with optically active substituents to be applied as photosensitizers in photodynamic therapy.. All phthalocyanines were characterized by 1H NMR, mass spectrometry, absorption and fluorescence emission, quantum yields of fluorescence and the quantum yield of generation of oxygen reactive species under irradiation. Results show that the different groups inserted on the phthalocyanine peripheral ring have influence on the solubility and the aggregation of the macrocycle in solution. With respect to optical characteristics, analyzing the groups and their enantiomeric pairs, it can be concluded that there is no direct link between configuration and photochemical and photophysical characteristics, as no relationship could be established as "rule" for these compounds. Further analyses should be taken to understand the influence of chiral ligands in the interaction of these phthalocyanines with target cells.

Orientador: Prof. Dr. Anderson Orzari Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017. / No presente trabalho apresentamos a sintese e caracterizacao do fotossensibilizador hipericina e alguns de seus sais hipericinato, bem como o estudo de sua atividade fotodinamica in vitro em celulas de adenocarcinoma mamario humano. A hipericina sintetizada foi caracterizada por espectroscopia 1H RMN, espectrometria de massas e espectroscopia no infravermelho. As propriedades fotofisicas e fotoquimicas da hipericina e dos hipericinatos foram determinadas por analises dos espectros de absorcao na regiao do UV-Vis, espectros de excitacao e emissao, coeficiente de absortividade molar (¿Ã) e capacidade de geracao de especies reativas de oxigenio atraves da degradacao do DPBF (1,3-difenilbenzofurano). Para os estudos in vitro utilizou-se a linhagem de adenocarcinoma mamario humano (MCF-7) avaliando a toxicidade e fototoxicidade da hipericina e hipericinatos, localizacao celular, capacidade mutagenica e genotoxica, capacidade clonogenica, tempo de captacao celular e identificacao de via de morte celular. Os resultados apresentam indicativos de que os hipericinatos possuem eficiencia relativa superior ao da hipericina na producao de oxigenio singlete, bem como uma menor taxa de agregacao em meio biologico. Ainda, nos ensaios in vitro, foi verificado que a atividade fotodinamica foi maior para os hipericinatos em comparacao com a hipericina, demonstrando que as modificacoes moleculares no composto promovem alteracoes na sua interacao com a linhagem celular estudada. / In this study we present the synthesis and characterization of photosensitizers like hypericin and hypericinates and its in vitro photodynamic ativity in human mammary adenocarcinoma cells. The synthesized hypericin was characterized by 1H NMR spectroscopy, mass spectrometry and infrared spectroscopy. The hypericinates were characterized by analysis of absorption spectra in the UV-vis region, excitation and emission spectra, molar absorptivity (å) and reactive oxygen species generation capacity through the degradation of DPBF (1,3-diphenylbenzofuran). For in vitro studies, human mammary adenocarcinoma (MCF-7) lineage was used to evaluate the toxicity and phototoxicity of hypericin and hypericinates, as well as their cell colocalization, mutagenic and genotoxic capacity, clonogenic capacity, time of cellular uptake and path of cell death identification. The results indicated that hypericinates have higher relative efficiency in the production of singlet oxygen than hypericin and lower rate of aggregation in biological medium. Furthermore, in in vitro assays, it was verified that the effectiveness of the photodynamic activity was higher for the hypericinates than hypericin, demonstrating that the molecular modifications in the hypericin macrocycle promotes changes in their interaction with cell line studied.