These 4 chapters represent manuscripts formatted for submission to journals based on an experiment conducted on Ring-necked Pheasants (Phasianus colchicus). Calcium limits the distribution of this species, which produces 7-15 eggs per clutch. They may renest up to 5 times per breeding season on a diet low in calcium. The first chapter examines egg production in laying hens on 7 different diets from 0.19-4.47% calcium in the absence of calcium loading. Calcium-loaded pheasants store calcium in medullary bone before an experiment and can draw on this surplus during egg production, possibly skewing experimental results. We measured egg production, egg characteristics, and hen femur ash fraction in a 2-month experiment. Hens in the middle 5 dietary calcium (1.07-3.08%) groups statistically produced the same number of eggs, which differed from reported studies where hens were calcium-loaded. Ash fraction values indicated that hens expended medullary bone reserves to produce eggs when dietary input was low. In Chapter 2, we examined bone properties in the above femurs to determine if pheasant hens on low calcium diets expended enough medullary bone stores to compromise skeletal integrity. We applied a 3-point bending test to find femur breaking strength and examined structural bone properties. Calcium and breaking strength were linearly associated. Femurs of hens given lower calcium diets were easier to break. Structural properties of cortical bone were not correlated with dietary calcium. Pheasants on low calcium, comparable to wild conditions, seemed to sacrifice skeletal integrity to maintain high egg production, although not enough to damage cortical bone. In Chapter 3 we examined 437 eggs laid to determine if egg color correlated with dietary calcium, egg mass, volume or shell thickness. Yellow pigment decreased with increasing calcium. Biliverdin had a higher affinity for calcium than protoporphyrin. In Chapter 4, we examined male pheasants to determine if reduced surface area on one wing (clipped) induced unbalanced pectoralis muscle development and humerous density on the corresponding side after wing-whirring for 2 months. We weighed pectoralis muscles and conducted 3-point bending tests on humeri of 7 pheasant males. We found no difference in pectoralis muscles mass, humeri breaking strength or ash fraction between clipped and unclipped wings. Wing-whirring may only put a negligible strain on male Ring-necked Pheasant pectoralis muscles and humeri.

Photodynamic therapy (PDT) is a multimodality cancer treatment available for the palliation or eradication of systemic and cutaneous malignancies. In this thesis, the application of PDT is for the treatment of non-melanoma skin cancer (NMSC). While PDT has a well-documented track record, there are, at this time no significant indicators to suggest the superiority of one treatment regime over the next. The motivation for this work is to provide additional evidence pertaining to PDT treatment variables, and to assist in optimising PDT treatment regimes. One such variable is the treatment light dose. Determining the light dose more accurately would assist in optimising treatment schedules. Furthermore, choice of photosensitiser pro-drug type and application times still lack an evidence base. To address issues concerning treatment parameters, fluorescence spectroscopy – a valuable optical diagnostic technique – was used. Monitoring the in vivo PpIX fluorescence and photobleaching during PDT was employed to provide information pertaining to the progression of treatment. This was demonstrated by performing a clinical study at the Photobiology Unit, Ninewells Hospital and Medical School, Dundee. Two different photosensitiser pro-drugs – either 5-aminolaevulinic acid (ALA) or its methyl ester (MAL) – were investigated and based on the fluorescence and pain data recorded both may be equally suitable for topical PDT. During PDT, surface fluorescence is observed to diminish with time – due to photobleaching – although cancerous cells may continue to be destroyed deep down in the tissue. Therefore, it is difficult to ascertain what is happening at depth in the tumour. This raised the questions; How long after surface PpIX fluorescence has diminished is the PDT treatment still effective and to what depths below the surface is effective treatment provided? In order to address these important questions, a three-dimensional (3D) Monte Carlo radiation transfer (MCRT) model was used to compute the light dose and the ¹O₂ production within a tumour, and the PpIX fluorescence emission from the tumour. An implicit dosimetry approach based on a single parameter – fluorescence photobleaching – was used in order to determine the ¹O₂ generation, which is assumed to be related to tissue damage. Findings from our model recommended administering a larger treatment light dose, advocating an increase in the treatment time after surface PpIX fluorescence has diminished. This increase may ultimately assist in optimising PDT treatment regimes, particularly at depth within tumours.

O óxido nítrico (NO) é um versátil agente biológico, atuando em diversas partes do organismo, tais como cérebro, artérias, sistema imunológico, fígado e pulmões. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade, tornando o entendimento de sua bioquímica um desafio. A molécula de NO tende a reagir rapidamente com alguns metais de transição, formando compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. A liberação de NO a partir de complexos nitrosilos pode ocorrer por redução química, eletroquímica e fotoquímica. No presente trabalho foi estudada a obtenção, caracterização e permeação cutânea de um complexo nitrosilo de rutênio, o trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), que associado ao fotossensibilizador protoporfirina IX, possui a peculiaridade de absorver na região do visível, podendo então ser aplicados na terapia fotodinâmica (TFD) para tratamento de câncer de pele. A mistura dos compostos foi incorporada em nanodispersões de cristais líquidos, de fase cúbica (DFC) e de fase hexagonal (DFH), e sua penetração/permeação in vitro em pele de modelo animal foi avaliada, assim como o comportamento fotoquímico do sistema, no que se refere à liberação de NO, visando uma futura aplicação em TFD. A atividade citotóxica dos compostos isolados e em mistura foi avaliada frente às linhagens B16F10 e Melan-A, na ausência e presença de luz, mostrando maior atividade da mistura dos compostos quando irradiados em 630 nm. Foram construídos diagramas de fase binário e ternário e, a partir destes, foram escolhidas as formulações a serem estudadas. Estas formulações foram caracterizadas por microscopia de luz polarizada e difração de raios-X e foram avaliados o tamanho médio de partícula e o índice de polidispersividade das nanodispersões obtidas e sua estabilidade por turbidimetria. Também foi analisada a liberação de oxigênio singlete e de NO a partir dos compostos em solução e destes incorporados nas formulações. Foi desenvolvido e validado um método analítico por cromatografia líquida de alta eficiência para a quantificação simultânea dos compostos nos experimentos. A liberação dos compostos a partir das formulações usando membrana de acetato de celulose também foi avaliada, sendo possível detectar apenas o cyclam-NO. O estudo da eficiência de encapsulação mostrou que cerca de 70% da quantidade adicionada dos compostos foi incorporado na DFC e cerca de 80% na DFH. Os experimentos in vitro de permeação e retenção dos compostos em pele de orelha de porco mostraram aumento significativo da concentração dos compostos, comparado a controles contendo os mesmos em PEG. A DFH promoveu um aumento na concentração de PpIX no estrato córneo (EC) de 2,6 vezes e na epiderme+derme se EC ([E+D]) de 3,4 vezes, e para o cyclam-NO de 2,7 vezes no EC e 2,4 vezes na [E+D]. Já a DFC aumentou em 1,6 vezes a quantidade de PpIX no EC e 1,9 vezes na [E+D] e em 4,6 vezes a quantidade de cyclam-NO no EC e em 2,0 vezes na [E+D]. Os resultados obtidos permitem sugerir que estes sistemas são adequados para utilização como potenciais carreadores para a associação cyclam-NO e PpIX na TFD do câncer de pele e que esta associação apresentou efeito sinérgico, sendo mais eficiente que a utilização de apenas um dos compostos. / Nitric oxide (NO) is a versatile biological agent, acting in several parts of the body such as brain, arteries, immune system, liver and lungs. Its radical nature gives great versatility and reactivity, making the understanding of its biochemical a challenge. The NO molecule tends to react quickly with some transition metals, forming stable compounds called nitrosyl complexes, which can be used as a source of nitric oxide. NO release from nitrosyl complexes can occur by chemical, electrochemical or photochemical reduction. In this work, the acquisition, characterization and permeation of a nitrosyl ruthenium complex, trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), which associated with the photosensitizer protoporphyrin IX, has the peculiarity of absorbing in the visible region, and could then be applied in photodynamic therapy (PDT) for treatment of skin cancer, were studied. The mixture of compounds was incorporated into liquid crystal nanodispersions, cubic (DFC) and hexagonal (DFH) phases, and its penetration/permeation in vitro in an animal model skin was evaluated, as well as the photochemical behavior of the system, with regard to NO release, seeking a future application in PDT. The cytotoxic activity of the compounds alone and in combination was evaluated against the B16F10 and Melan-A cell lines, in the absence and in the presence of light. Binary and ternary phase diagrams were constructed, and from these, the formulations to be studied were chosen. These formulations were characterized by polarized light microscopy and X-ray diffraction and were evaluated for particle size and polydispersity index of nanodispersions obtained and their stability by turbidimetry. Also, the release of singlet oxygen and NO from the compounds in solution and incorporated in the formulations was discussed. An analytical method using high efficiency liquid chromatography was developed and validated for simultaneous quantification of compounds in the experiments. The release of compounds from formulations using cellulose acetate membrane was evaluated, and only the cyclam-NO could be detect. The study of the encapsulation efficiency showed that about 70% of the added amount of the compounds was incorporated in the DFC and approximately 80% in DFH. In vitro permeation and retention experiments of the compounds in pig ear skin were performed, showing a significant increase in the concentration of the compounds in the skin layers, compared to controls containing compounds in polyethylene glycol. The DFH promoted an increase in the concentration of PpIX in the stratum corneum (EC) of 2.6 times and in the epidermis + dermis without EC ([E + D]) of 3.4 times, and the cyclam-NO by 2.7 times for EC and 2.4 times in the [E + D]. DFC already increased by 1.6 times the amount of PpIX in EC and 1.9 times at the [E+D] and 4.6 times the amount of cyclam-NO in EC and 2.0 times in the [E + D]. The results may suggest that these systems are suitable for use as potential carriers for the association of cyclam-NO and PpIX for use in skin cancer PDT and that this association showed a synergistic effect, being more efficient than the use of only one of the compounds.

A zinco protoporfirina (ZPP) eritrocitária é um metabólito formado pela adição do zinco no sítio do ferro durante a formação da molécula de hemoglobina, quando este último está total ou parcialmente indisponível. O objetivo deste trabalho foi realizar a padronização dos valores da ZPP eritrocitária em bezerros sadios com até um mês de vida, assim como a validade da ZPP como previsora da ocorrência de anemia ferropriva em bezerros neonatos, em comparação com outros métodos. Para tanto foram utilizados 134 bezerros da raça Holandesa, com idades variando do nascimento até 30 dias de vida, provenientes de fazendas produtoras de leite localizadas no Estado de São Paulo, classificados como sadios (67 animais) e anêmicos (67 animais). Os animais foram monitorados por meio de exames físico e complementares (hemograma e reticulocitometria, teores de ferro sérico (FT) e capacidade total de ligação do ferro (CTLF), teores de bilirrubinas e de uréia séricas, e concentrações da ZPP). Durante a padronização do exame, os valores médios encontrados foram: concentração de ZPP eritrocitária das amostras de hemácias não lavadas em até 3 horas após a colheita de sangue de 30 animais sadios - 80,90 &#181;mol ZPP/mol heme; concentração de ZPP eritrocitária, após a lavagem de hemácias, determinadas até 3 horas e 12 horas após colheita de sangue do mesmo grupo - 61,40 &#181;mol ZPP/mol heme e 61,03 &#181;mol ZPP/mol heme, respectivamente. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que as amostras de sangue colhidas para a mensuração da ZPP podem ser armazenadas, sob refrigeração a 4°C, por até 12 horas após a colheita, sem alterações significativas dos seus valores, sendo recomendável a lavagem das hemácias antes da mensuração dos valores da ZPP eritrocitária devido à presença de substâncias interferentes no plasma do animal. Foi encontrada diferença significativa nas concentrações da ZPP e de todos os componentes do eritrograma, assim como nos teores do metabolismo de ferro entre os animais anêmicos e sadios. As concentrações de bilirrubinas e ureia séricas apresentaram-se no intervalo fisiológico de variação, não interferindo na mensuração da ZPP nos eritrócitos dos bezerros com ou sem anemia. A correlação entre os valores encontrados dos teores de ferro sérico e da capacidade total de ligação do ferro com as concentrações de ZPP foram: rs = - 0,45, p < 0,001 (ZPP x FT) e rs = 0,51, p < 0,001 (ZPP x CTLF), respectivamente, demonstrando que quanto menores os teores de ferro, maiores serão as concentrações de ZPP. Portanto, a utilização da ZPP como previsora dos quadros de anemia ferropriva em bezerros neonatos com até um mês de vida se mostrou válida e, considerando que a hematofluorometria é um método rápido e não oneroso, pode ser recomendado como exame complementar de rotina. / The zinc protoporphyrin (ZPP) is a metabolic originated by zinc addition in the iron site during the synthesis of hemoglobin molecule, when iron is total or partially unavailable. The aim of this study was to standardize the values of zinc protoporphyrin (ZPP) in erythrocyte of healthy calves until one month of life, and to evaluate this determination as a predictor of the occurrence of iron deficiency anemia in newborn calves, compared with other methods. Therefore, 134 Holstein calves were used, aged from birth to 30 days of life, from dairy farms located in the São Paulo State, splitted into two groups, classified as healthies (67 animals), and anemics (67 animals). The animals were monitored by physical examination and laboratory assessments (complete blood cell count and reticulocytes, serum iron (SI) and total iron binding capacity (TIBC), levels of serum bilirubin and urea, and ZPP levels). During the exam standardization, the mean values found were: erythrocyte ZPP of unwashed erythrocytes within 3 hours after blood sampling of 30 healthy animals - 80.9 &#181;mol ZPP/mol heme; erythrocyte ZPP after washing of red blood cells, determined by 3 hours and 12 hours after blood collection, from the same group were 61.40 &#181;mol ZPP/mol heme and 61.03 &#181;mol ZPP/mol heme, respectively. Based on these results, it was concluded that blood samples taken for measurement of ZPP may be stored under refrigeration at 4 °C for up to 12 hours, without significant changes of the values of erythrocyte ZPP, and it is also advisable to wash the red cells before erythrocyte ZPP values measuring, due to the presence of interfering substances in the animal plasma. A significant difference was found in the ZPP levels and in all erythrogram components, as well as on the levels of iron metabolism between anemic and healthy animals. The bilirubin and serum urea levels remained within physiological variation, does not interfering with the measurement of erythrocyte ZPP of calves with or without anemia. The correlation values between SI and TIBC with ZPP levels were: rs = - 0.45, p < 0.001 (ZPP x SI) and rs = 0.51, p < 0.001 (ZPP x TIBC), respectively, i.e. decreasing biochemical levels of iron metabolism will increase levels of ZPP. Therefore, the use of ZPP as an iron deficiency anemia predictor in newborn calves up to one month of life has proven its validity, and considering hematofluorometry as a quick and inexpensive method, it might be recommended as a routine exam.

A zinco protoporfirina (ZPP) eritrocitária é um metabólito formado pela adição do zinco no sítio do ferro durante a formação da molécula de hemoglobina, quando este último está total ou parcialmente indisponível. O objetivo deste trabalho foi realizar a padronização dos valores da ZPP eritrocitária em bezerros sadios com até um mês de vida, assim como a validade da ZPP como previsora da ocorrência de anemia ferropriva em bezerros neonatos, em comparação com outros métodos. Para tanto foram utilizados 134 bezerros da raça Holandesa, com idades variando do nascimento até 30 dias de vida, provenientes de fazendas produtoras de leite localizadas no Estado de São Paulo, classificados como sadios (67 animais) e anêmicos (67 animais). Os animais foram monitorados por meio de exames físico e complementares (hemograma e reticulocitometria, teores de ferro sérico (FT) e capacidade total de ligação do ferro (CTLF), teores de bilirrubinas e de uréia séricas, e concentrações da ZPP). Durante a padronização do exame, os valores médios encontrados foram: concentração de ZPP eritrocitária das amostras de hemácias não lavadas em até 3 horas após a colheita de sangue de 30 animais sadios - 80,90 &#181;mol ZPP/mol heme; concentração de ZPP eritrocitária, após a lavagem de hemácias, determinadas até 3 horas e 12 horas após colheita de sangue do mesmo grupo - 61,40 &#181;mol ZPP/mol heme e 61,03 &#181;mol ZPP/mol heme, respectivamente. Com base nos resultados obtidos, foi possível concluir que as amostras de sangue colhidas para a mensuração da ZPP podem ser armazenadas, sob refrigeração a 4°C, por até 12 horas após a colheita, sem alterações significativas dos seus valores, sendo recomendável a lavagem das hemácias antes da mensuração dos valores da ZPP eritrocitária devido à presença de substâncias interferentes no plasma do animal. Foi encontrada diferença significativa nas concentrações da ZPP e de todos os componentes do eritrograma, assim como nos teores do metabolismo de ferro entre os animais anêmicos e sadios. As concentrações de bilirrubinas e ureia séricas apresentaram-se no intervalo fisiológico de variação, não interferindo na mensuração da ZPP nos eritrócitos dos bezerros com ou sem anemia. A correlação entre os valores encontrados dos teores de ferro sérico e da capacidade total de ligação do ferro com as concentrações de ZPP foram: rs = - 0,45, p < 0,001 (ZPP x FT) e rs = 0,51, p < 0,001 (ZPP x CTLF), respectivamente, demonstrando que quanto menores os teores de ferro, maiores serão as concentrações de ZPP. Portanto, a utilização da ZPP como previsora dos quadros de anemia ferropriva em bezerros neonatos com até um mês de vida se mostrou válida e, considerando que a hematofluorometria é um método rápido e não oneroso, pode ser recomendado como exame complementar de rotina. / The zinc protoporphyrin (ZPP) is a metabolic originated by zinc addition in the iron site during the synthesis of hemoglobin molecule, when iron is total or partially unavailable. The aim of this study was to standardize the values of zinc protoporphyrin (ZPP) in erythrocyte of healthy calves until one month of life, and to evaluate this determination as a predictor of the occurrence of iron deficiency anemia in newborn calves, compared with other methods. Therefore, 134 Holstein calves were used, aged from birth to 30 days of life, from dairy farms located in the São Paulo State, splitted into two groups, classified as healthies (67 animals), and anemics (67 animals). The animals were monitored by physical examination and laboratory assessments (complete blood cell count and reticulocytes, serum iron (SI) and total iron binding capacity (TIBC), levels of serum bilirubin and urea, and ZPP levels). During the exam standardization, the mean values found were: erythrocyte ZPP of unwashed erythrocytes within 3 hours after blood sampling of 30 healthy animals - 80.9 &#181;mol ZPP/mol heme; erythrocyte ZPP after washing of red blood cells, determined by 3 hours and 12 hours after blood collection, from the same group were 61.40 &#181;mol ZPP/mol heme and 61.03 &#181;mol ZPP/mol heme, respectively. Based on these results, it was concluded that blood samples taken for measurement of ZPP may be stored under refrigeration at 4 °C for up to 12 hours, without significant changes of the values of erythrocyte ZPP, and it is also advisable to wash the red cells before erythrocyte ZPP values measuring, due to the presence of interfering substances in the animal plasma. A significant difference was found in the ZPP levels and in all erythrogram components, as well as on the levels of iron metabolism between anemic and healthy animals. The bilirubin and serum urea levels remained within physiological variation, does not interfering with the measurement of erythrocyte ZPP of calves with or without anemia. The correlation values between SI and TIBC with ZPP levels were: rs = - 0.45, p < 0.001 (ZPP x SI) and rs = 0.51, p < 0.001 (ZPP x TIBC), respectively, i.e. decreasing biochemical levels of iron metabolism will increase levels of ZPP. Therefore, the use of ZPP as an iron deficiency anemia predictor in newborn calves up to one month of life has proven its validity, and considering hematofluorometry as a quick and inexpensive method, it might be recommended as a routine exam.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose de Ribamar Martins Neto.pdf: 683212 bytes, checksum: dd95cedfe01600e58259c96b38a5f571 (MD5) Previous issue date: 2010-01-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents an analytical study on determination of 4-aminophenol (4-APh) with a system based on molecurlaly imprinted polymer (MIP) and iron protoporphyrin IX as biomimetic sensor of the peroxidase enzyme. The MIP synthesis was performed by the precipitation method and the analytical determinations by amperometric measurements with a glassy carbon electrode modified with the biomimetic system. The best analytical conditions established for 4-APh determination were: applied potential of -0.1 V vs. Ag/Agl, 0.05 mol L-1 Tris buffer solution, pH 7 and hydrogen peroxide concentration of 100 μmol L-1. Under such optimized conditions, a good linear sensor response was observed in a concentration range from 10 to 90 μmol L-1 (r>0.998), with detection and quantification limits of 3 and 10 μmol L-1, respectively. Experiments performed with tap and river water samples spiked with 4-APh resulted in 93 to 112 % recovery values, suggesting the viability of using the MIP/iron protoporphyrin IX system as biomimetic sensor for determinations of 4-APh in real samples. / O presente trabalho apresenta um estudo analítico da determinação de 4-aminofenol com um sistema a base de um polímero de impressão molecular (MIP, do inglês Molecularly Imprinted Polymer) e protoporfirina IX de ferro como sensor biomimético da enzima peroxidase. A síntese do MIP foi realizada pelo método de precipitação e as determinações analíticas realizadas amperometricamente com um eletrodo de carbono vítreo modificado com o sistema biomimético. As melhores condições analíticas estabelecidas para a determinação de 4-aminofenol foram: potencial aplicado de - 0,1V vs Ag/AgCl, tampão Tris 0,05 mol L-1, pH 7,0 e concentração de peróxido de 100 μmol L-1. Sob tais condições, uma boa resposta linear do sensor foi observada numa faixa de concentração de 10 a 90 μmol L-1 (r>0,9978), com limites de detecção e de quantificação de 3 e de 10 μmol L-1, respectivamente Experimentos realizados com amostras de águas de torneira e de rio fortificadas com 4-aminofenol, resultaram em valores de recuperação entre 93 a 112 %, indicando a viabilidade da aplicação do sistema MIP/proptoporfirina IX de ferro como sensor amperométrico para a detecção de 4-aminofenol em amostras reais.

O óxido nítrico (NO) é um versátil agente biológico, atuando em diversas partes do organismo, tais como cérebro, artérias, sistema imunológico, fígado e pulmões. Sua natureza radicalar lhe confere grande reatividade e versatilidade, tornando o entendimento de sua bioquímica um desafio. A molécula de NO tende a reagir rapidamente com alguns metais de transição, formando compostos estáveis denominados complexos nitrosilos, os quais podem ser utilizados como fonte geradora de óxido nítrico. A liberação de NO a partir de complexos nitrosilos pode ocorrer por redução química, eletroquímica e fotoquímica. No presente trabalho foi estudada a obtenção, caracterização e permeação cutânea de um complexo nitrosilo de rutênio, o trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), que associado ao fotossensibilizador protoporfirina IX, possui a peculiaridade de absorver na região do visível, podendo então ser aplicados na terapia fotodinâmica (TFD) para tratamento de câncer de pele. A mistura dos compostos foi incorporada em nanodispersões de cristais líquidos, de fase cúbica (DFC) e de fase hexagonal (DFH), e sua penetração/permeação in vitro em pele de modelo animal foi avaliada, assim como o comportamento fotoquímico do sistema, no que se refere à liberação de NO, visando uma futura aplicação em TFD. A atividade citotóxica dos compostos isolados e em mistura foi avaliada frente às linhagens B16F10 e Melan-A, na ausência e presença de luz, mostrando maior atividade da mistura dos compostos quando irradiados em 630 nm. Foram construídos diagramas de fase binário e ternário e, a partir destes, foram escolhidas as formulações a serem estudadas. Estas formulações foram caracterizadas por microscopia de luz polarizada e difração de raios-X e foram avaliados o tamanho médio de partícula e o índice de polidispersividade das nanodispersões obtidas e sua estabilidade por turbidimetria. Também foi analisada a liberação de oxigênio singlete e de NO a partir dos compostos em solução e destes incorporados nas formulações. Foi desenvolvido e validado um método analítico por cromatografia líquida de alta eficiência para a quantificação simultânea dos compostos nos experimentos. A liberação dos compostos a partir das formulações usando membrana de acetato de celulose também foi avaliada, sendo possível detectar apenas o cyclam-NO. O estudo da eficiência de encapsulação mostrou que cerca de 70% da quantidade adicionada dos compostos foi incorporado na DFC e cerca de 80% na DFH. Os experimentos in vitro de permeação e retenção dos compostos em pele de orelha de porco mostraram aumento significativo da concentração dos compostos, comparado a controles contendo os mesmos em PEG. A DFH promoveu um aumento na concentração de PpIX no estrato córneo (EC) de 2,6 vezes e na epiderme+derme se EC ([E+D]) de 3,4 vezes, e para o cyclam-NO de 2,7 vezes no EC e 2,4 vezes na [E+D]. Já a DFC aumentou em 1,6 vezes a quantidade de PpIX no EC e 1,9 vezes na [E+D] e em 4,6 vezes a quantidade de cyclam-NO no EC e em 2,0 vezes na [E+D]. Os resultados obtidos permitem sugerir que estes sistemas são adequados para utilização como potenciais carreadores para a associação cyclam-NO e PpIX na TFD do câncer de pele e que esta associação apresentou efeito sinérgico, sendo mais eficiente que a utilização de apenas um dos compostos. / Nitric oxide (NO) is a versatile biological agent, acting in several parts of the body such as brain, arteries, immune system, liver and lungs. Its radical nature gives great versatility and reactivity, making the understanding of its biochemical a challenge. The NO molecule tends to react quickly with some transition metals, forming stable compounds called nitrosyl complexes, which can be used as a source of nitric oxide. NO release from nitrosyl complexes can occur by chemical, electrochemical or photochemical reduction. In this work, the acquisition, characterization and permeation of a nitrosyl ruthenium complex, trans-[RuC(cyclam)(NO)]C2 (cyclam-NO), which associated with the photosensitizer protoporphyrin IX, has the peculiarity of absorbing in the visible region, and could then be applied in photodynamic therapy (PDT) for treatment of skin cancer, were studied. The mixture of compounds was incorporated into liquid crystal nanodispersions, cubic (DFC) and hexagonal (DFH) phases, and its penetration/permeation in vitro in an animal model skin was evaluated, as well as the photochemical behavior of the system, with regard to NO release, seeking a future application in PDT. The cytotoxic activity of the compounds alone and in combination was evaluated against the B16F10 and Melan-A cell lines, in the absence and in the presence of light. Binary and ternary phase diagrams were constructed, and from these, the formulations to be studied were chosen. These formulations were characterized by polarized light microscopy and X-ray diffraction and were evaluated for particle size and polydispersity index of nanodispersions obtained and their stability by turbidimetry. Also, the release of singlet oxygen and NO from the compounds in solution and incorporated in the formulations was discussed. An analytical method using high efficiency liquid chromatography was developed and validated for simultaneous quantification of compounds in the experiments. The release of compounds from formulations using cellulose acetate membrane was evaluated, and only the cyclam-NO could be detect. The study of the encapsulation efficiency showed that about 70% of the added amount of the compounds was incorporated in the DFC and approximately 80% in DFH. In vitro permeation and retention experiments of the compounds in pig ear skin were performed, showing a significant increase in the concentration of the compounds in the skin layers, compared to controls containing compounds in polyethylene glycol. The DFH promoted an increase in the concentration of PpIX in the stratum corneum (EC) of 2.6 times and in the epidermis + dermis without EC ([E + D]) of 3.4 times, and the cyclam-NO by 2.7 times for EC and 2.4 times in the [E + D]. DFC already increased by 1.6 times the amount of PpIX in EC and 1.9 times at the [E+D] and 4.6 times the amount of cyclam-NO in EC and 2.0 times in the [E + D]. The results may suggest that these systems are suitable for use as potential carriers for the association of cyclam-NO and PpIX for use in skin cancer PDT and that this association showed a synergistic effect, being more efficient than the use of only one of the compounds.

[pt] A aparição do HIV na década de 80 e de outros vírus presentes no sangue dos doadores, assim como a expansão de doenças como a hepatite C, tem estimulado as pesquisas para desenvolver substitutos do sangue. Pesquisas recentes têm sido realizadas em derivados artificiais da albumina de soro humano (human serum albumin - HSA) associados com heme, representando uma linha promissora nesse sentido. No presente trabalho, fazemos um estudo computacional da ligação do heme e de seu precursor, a protoporfirina IX, com a HSA, com o objetivo de conhecer os aminoácidos que contribuem à estabilidade da ligação, a natureza do sítio de ligação, a formação de possíveis sítios secundários de ligação e a influência das porfirinas na estrutura global da proteína. Para conseguir este objetivo ut ilizamos técnicas de cálculo quântico usando a Teoria do Funcional de Densidade, Docking Molecular e Dinâmica Molecular. Finalmente fazemos um estudo da correlação existente entre as diferentes regiões da HSA e de como este padrão muda na presença das porfirinas. Para este propósito usamos os coeficientes de correlação generalizada baseados na formulação de Kraskov. Com base nestas informações, discutimos a contribuição que poderiam fornecer nossos cálculos para a reengenharia do HSA, no sentido de fornecer- lhe características de hemoproteínas. / [en] The uprising of HIV and other viruses in the beginning of the 80s, as well as the expansion of other diseases like hepatitis C has stimulated research in order to develop blood substitutes. Research based on modified Human Serum Albumin associated with heme has shown a promissory line in this direction. In the present work we make a computational study about the heme and its precursor, the Protoporphyrin IX complexed with HSA, in order to know the contribution of the main amino acids to the stability of the binding, the character of the binding site, secondary binding sites formation, and the influence of the porphyrins in the global protein structure. To find this objective we use quantum calculations based on Functional Density Theory, Molecular Docking and Molecular Dynamics. Finally, a correlation study between different regions of HSA and the pattern modifications caused by the porphyrins were performed, using the generalized correlation coefficients based on the Kraskov formulation. We also discuss the contribution that our calculations could give to the reengineering of HSA, to provide them with hemeprotein characteristics.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2016-06-01T19:47:46Z No. of bitstreams: 1 Maria Eugenia Simoes Onofre De Santi.pdf: 2254123 bytes, checksum: b5a3993a9c227dee841fbc6c8cca349d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T19:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Eugenia Simoes Onofre De Santi.pdf: 2254123 bytes, checksum: b5a3993a9c227dee841fbc6c8cca349d (MD5) Previous issue date: 2014-12-04 / Vulvovaginal candidiasis is the second most common cause of vaginal infection and it affects 75% of all women at least once during their lifetime. Recurrent vulvovaginal candidiasis represents a challenge to gynecological practice, since some patients frequently experience re-occurrences shortly after antifungal treatment. Antimicrobial photodynamic therapy (PDT) is considered a therapeutically approach in treating fungal infections. The aim of this study was to investigate the efficiency of PDT against yeast infection in animal model. We tested two photosensitizers, methylene blue and PpNetNI combined to light sources. Microbial analysis was performed following treatment and seven days later, and histological examination of vaginal tissue was performed after PDT treatment. PDT inactivated yeast cells and it reduced in 1 log10 for both photosensitizers used and these low-fungal counts were maintained follow 7 days. Histological analysis showed an inhibition of neutrophil influx process in PDT groups and no side effects on tissue was observed. In conclusion, two PDT managements produced antimicrobial effects in this mice infection model and PDT can be considered as potential therapeutic approach to decrease fungal counts in vaginal infection. / Candidíase vulvovaginal é a segunda mais comum infecção ginecológica e afeta 75% das mulheres pelo menos uma vez durante seu período reprodutivo. A candidíase vulvovaginal recorrente representa um desafio à prática ginecológica, uma vez que muitas pacientes experimentam recorrências imediatamente após finalizarem um tratamento. A terapia fotodinâmica (PDT) é considerada uma abordagem terapêutica no tratamento de infecções fúngicas. O objetivo deste estudo foi investigar a eficácia da PDT em vulvovaginite causada por Candida albicans em modelo animal. Testamos dois fotossensibilizadores: Azul de metileno e uma protoporfirina: PpNetNI, combinados com fontes de luz adequadas. A análise microbiológica foi realizada imediatamente e sete dias após o tratamento e a análise histológica do canal vaginal foi realizada até quatro horas após o tratamento. A contagem fúngica foi reduzida em 1 log10 após a aplicação da PDT para os dois fotossensibilizadores testados e se manteve após sete dias. A análise histológica demonstrou uma redução no influxo neutrofílico nos grupos tratados e nenhum efeito colateral deste tratamento foi observado. Em conclusão, o tratamento com os dois fotossensibilizadores produziu efeitos antimicrobianos no modelo animal e a PDT pode ser considerada uma abordagem terapêutica para diminuir a infecção fúngica no canal vaginal.

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