Biocompatibilidade do ácido 5-aminolevulínico nanoveiculado e sua eficácia em mediar a terapia fotodinâmica para tratamento do câncer de mama

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2017.Ácido 5-aminolevulínico (ALA), pró-fármaco precursor do fotossensibilizante protoporfirina IX (PpIX), é um agente terapêutico fotodinâmico aprovado pelo FDA (Food and Drug Administration, USA). A natureza hidrofílica da molécula, no entanto, limita a sua aplicação a casos de lesões superficiais cutâneas que demandam menor capacidade de penetração de ALA pelas membranas celulares. Uma nova formulação de ALA, baseada em nanocápsulas de poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA), foi projetada na tentativa de expandir a sua aplicação no campo da oncologia. Neste trabalho, avaliou-se os efeitos biológicos e eficácia do NanoALA em mediar a TFD em modelos experimentais, in vitro e in vivo, de carcinoma mamário murino, bem como a capacidade de permeação e retenção em membrana biológica natural. Para isso, os ensaios foram conduzidos em três etapas/capítulos: (i) ensaio de cinética de incorporação de pró-fármaco em células 4T1, avaliação dos mecanismos anti-tumorigênicos (perfil de morte, função mitocondrial, quantificação da produção de espécies reativas de oxigênio, fragmentação de DNA), testes de fotocitoxicidade (análise morfológica e ensaio MTT), (ii) análise da produção de PpIX em tumor mamário murino, testes de toxicidade aguda, de biocompatibidade e eficácia do tratamento por meio de análises clínicas, hematológicas, bioquímicas, genotóxicas e histopatológicas, (iii) padronização e validação de método analítico para quantificação de ALA, estudo de liberação in vitro, estudos de permeação e retenção em pele de porco. Tomados em conjunto, os resultados indicaram que a nanoformulação favoreceu uma maior captação de pró-fármaco pelas células tumorais em menor intervalo de tempo e mais seletivamente que o ALA livre. Em consequência, os efeitos fototóxicos desencadeados nas mitocôndrias das células tumorais foram mais acentuados e os efeitos adversos foram insignificantes. Foi observada uma redução significativa do crescimento do tumor primário, bem como atenuação do processo metastástico, o que resultou em maior sobrevida dos animais tratados. Além disso, as nanocápsulas de PLGA promoveram maior penetração de ALA para camadas mais profundas da pele. Dessa forma, a TFD mediada por NanoALA emerge como potencial estratégia de tratamento adjuvante/neoadjuvante para o câncer de mama e também como modalidade de tratamento principal para lesões de pele mais profundas, como metástases cutâneas de câncer de mama.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).5-Aminolevulinic acid (ALA), precursor of photosensitizer protoporphyrin IX (PpIX), is a photodynamic therapeutic agent approved by FDA (Food and Drug Administration, US). The hydrophilic nature of the molecule, however, limits its application to cases of superficial skin lesions that require a lower capacity for ALA penetration by cell membranes. A novel formulation of ALA, based on poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) nanocapsules, was designed in an attempt to expand its application in the oncology field. In this work, we evaluated the biological effects and efficacy of NanoALA in mediating PDT in experimental models, in vitro and in vivo, of murine mammary carcinoma, as well as the permeability and retention capacity in natural biological membrane. For this purpose, the assays were conducted in three steps/chapters: (i) prodrug incorporation kinetics assay in 4T1 cells, evaluation of anti- tumorigenic mechanisms (death profile, mitochondrial function, measurement of reactive oxygen species production, DNA fragmentation analysis), photocytotoxicity tests (morphological analysis and MTT assay), (ii) analysis of the PpIX production in murine mammary tumor, acute toxicity tests, biocompatibility and treatment efficacy tests using clinical, hematological, biochemical and genotoxic analyzes (iii) standardization and validation of analytical method for ALA quantification, in vitro release study, permeation and retention studies on pig skin. Taken together, the results indicated that nanoformulation favored increased uptake of prodrug by tumor cells in a shorter time and more selectively than free ALA. As consequence, the phototoxic effects triggered in the mitochondria of the tumor cells were more pronounced and the adverse effects were insignificant. A significant reduction of primary tumor growth as well as attenuation of the metastatic process was observed, which resulted in a longer survival of the treated animals. In addition, PLGA nanocapsules promoted greater penetration of ALA to deeper layers of the skin. Thus, NanoALA-mediated PDT emerges as a potential adjuvant/neoadjuvant treatment strategy for breast cancer and also as the primary treatment modality for deeper skin lesions, such as cutaneous metastases of breast cancer

Hydroxychloroquine in fighting COVID-19 : What led WHO to suspend clinical trial of drug?

Purpose: On March 11, 2020 the pandemic status of COVID-19 (Coronavirus Disease 2019) was declared. The milestone of thousands of daily deaths from Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was reached worldwide. So far, there is still no proven effective treatment against this disease. This study summarizes the main clinical findings on the use of hydroxychloroquine (HCQ) to treat COVID-19. The goal is to gather the evidence that led WHO to suspend the HCQ arm of its Solidarity Trial, contributing to the understanding of its denouement. Methods: LitCovid platform was searched for the term "hydroxychloroquine” in the “treatment” field. All clinical studies published in the period from January 1st to June 17th were included in the review. Results: We included ten articles on HCQ in COVID-19 positive patients (eight non-randomized and two randomized clinical studies). Most studies did not report a benefit in the use of HCQ. There is no evidence of decreased risk of intubation or death, and in some cases adverse effects have been reported, such as abnormal liver function, transient blurred vision, diarrhea. Conclusions: The overview of the available data on HCQ in COVID-19 patients can guide future studies, still needed to support public policies and health authorities in fighting COVID-19

In vivo efficacy and toxicity of curcumin nanoparticles in breast cancer treatment : a systematic review

Breast cancer is one of the most prevalent types of malignant tumors in the world, resulting in a high incidence of death. The development of new molecules and technologies aiming to apply more effective and safer therapy strategies has been intensively explored to overcome this situation. The association of nanoparticles with known antitumor compounds (including plant-derived molecules such as curcumin) has been considered an effective approach to enhance tumor growth suppression and reduce adverse effects. Therefore, the objective of this systematic review was to summarize published data regarding evaluations about efficacy and toxicity of curcumin nanoparticles (Cur-NPs) in in vivo models of breast cancer. The search was carried out in the databases: CINAHL, Cochrane, LILACS, Embase, FSTA, MEDLINE, ProQuest, BSV regional portal, PubMed, ScienceDirect, Scopus, and Web of Science. Studies that evaluated tumor growth in in vivo models of breast cancer and showed outcomes related to Cur-NP treatment (without association with other antitumor molecules) were included. Of the 528 initially gathered studies, 26 met the inclusion criteria. These studies showed that a wide variety of NP platforms have been used to deliver curcumin (e.g., micelles, polymeric, lipid-based, metallic). Attachment of poly(ethylene glycol) chains (PEG) and active targeting moieties were also evaluated. Cur-NPs significantly reduced tumor volume/weight, inhibited cancer cell proliferation, and increased tumor apoptosis and necrosis. Decreases in cancer stem cell population and angiogenesis were also reported. All the studies that evaluated toxicity considered Cur-NP treatment to be safe regarding hematological/biochemical markers, damage to major organs, and/or weight loss. These effects were observed in different in vivo models of breast cancer (e.g., estrogen receptor-positive, triple-negative, chemically induced) showing better outcomes when compared to treatments with free curcumin or negative controls. This systematic review supports the proposal that Cur-NP is an effective and safe therapeutic approach in in vivo models of breast cancer, reinforcing the currently available evidence that it should be further analyzed in clinical trials for breast cancer treatments

Síndrome de Chiari e Hidrossiringomielia com comprometimento neurológico: um relato de caso

A Malformação de Chiari (MC) pertence a um amplo grupo de raras deformidades estruturais da junção craniocerebelomedular. O tipo I da doença caracteriza-se pela herniação tonsilar ou amigdaliana cerebelar devido à anomalia da base do crânio e da parte superior da coluna cervical, além de a porção medial do lobo inferior do cerebelo pelo canal cervical também se protuberar através do forame magno, impedindo que o líquor flua normalmente através do canal. A real prevalência da doença é desconhecida, pois muitos pacientes com herniação cerebelar são assintomáticos e o problema agrava-se na fase adulta, com queixas de cefaleia intensa e, por vezes, parestesia. O objetivo deste estudo é relatar um caso de síndrome de Chiari (SC) em uma paciente de 53 anos, ao abordar sua apresentação clínica, diagnóstico e tratamento. Paciente do sexo feminino, 53 anos, foi admitida em um hospital da rede pública de referência se queixando de cefaleia occipital intensa e cervicalgia com irradiação da dor para os membros superiores, acompanhada de parestesia nos quatro segmentos. Relatou já sentir dor há 2 anos, mas apresentou piora do quadro clínico há 8 meses. Foi, também, observada incontinência urinária devido à dissinergia detrusora-esfincteriana por provável bexiga neurogênica. Foi, então, realizado exame de imagem de ressonância magnética (RNM) do crânio e da coluna cervical, com obtenção de sequências ponderadas em T1, T2 e STIR, nos planos sagital e transverso com contraste, o qual evidenciou leve alargamento medular, além de sinais de hidrossiringomielia difusa, com hipossinal na sequência T2 intramedular na altura de D1-D2 (coluna dorsal). Foi notada discreta herniação das tonsilas cerebelares junta ao forame magno, típica da SC, sendo, por fim, confirmado o diagnóstico. A paciente, no entanto, não apresentava hidrocefalia, mesmo com a interrupção do fluxo do líquido cefalorraquidiano (LCR) para o canal vertebral. Ela encaixou- se nos parâmetros de indicação cirúrgica, sendo realizada craniotomia occipital, com acesso ao plexo coroide do quarto ventrículo do tronco encefálico com o intuito de elevar as tonsilas cerebelares baixas, herniadas no canal espinhal cervical e bloqueando o fluxo do LCR. Após a descompressão craniocervical, o curso do líquor foi restaurado e a paciente foi, por fim, encaminhada à sala de recuperação pós-operatória. A SC é uma rara doença que apresenta quadro clínico e alterações radiológicas complexas e extensas e, por vezes, o diagnóstico é retardado devido à inespecificidade dos sintomas confundidos com cervicalgias e cefaleias comuns. A hipótese diagnóstica deve ser embasada nas queixas do paciente, na anamnese minuciosa, exame clínico e nos exames de imagens, sendo a prevalência desta patologia de difícil definição e com faixas etárias distintas

Study of taxicity and genotoxicity induced by different nenoparticles in vivo

Submitted by Luanna Matias ([email protected]) on 2015-03-25T20:56:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laise Rodrigues de Andrade - 2012.pdf: 1986605 bytes, checksum: 71d7e662c6200f1a50a70ae9addb99b0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Matias ([email protected]) on 2015-03-26T13:07:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Laise Rodrigues de Andrade - 2012.pdf: 1986605 bytes, checksum: 71d7e662c6200f1a50a70ae9addb99b0 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5)Made available in DSpace on 2015-03-26T13:07:25Z (GMT). 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It was employed the somatic mutation and recombination test (SMART) in Drosophila melanogaster that detects the loss of heterozygosity of two genetic markers involved in the metabolic pathways of wing hairs formation - multiple wing hairs (mwh) and flare3 (flr3). In larvae, the proliferating of wings imaginal disc cells can produce hairs with mutant phenotypes expressed on the adult wings. Using the standard cross, third-stage larvae were treated with different concentrations of the nanoparticles until pupal stage. The wings of adult flies were examined microscopically for the identification of phenotypic abnormalities. In all concentrations the survival rates were higher than 90%, indicating the absence of chronic toxicity for nanoparticles evaluated. Using the conditional binomial test, the results of different treatments were compared with the respective negative control (distilled water), demonstrating no significantly increase in the NTC, NT and CS mutation and recombination frequencies (p>0.05) in mwh/flr3 genotype. In all carbon nanotubes tested, only the two higher concentrations of nanotubes MW (0.4 and 1 mg/mL) were able to induce genetic changes, mainly by mitotic recombination. The concentration of 10 mg/mL AgNP also promoted changes in the DNA and 61% of the phenotypic abnormalities were caused by recombination. The nanoceria was able to produce genotoxic effects at all concentrations tested (0.64-10 mg/mL). Overall, the mutational events were predominant, ranging from 46 to 72% of the total genotoxic effect induced by nanoceria, showing no dose-response relationship. In conclusion, our results demonstrated that carbon, silver and cerium dioxide nanoparticles have different genotoxic potential in D. melanogaster, so, another studies should be performed before any clinical and/or industrial application of nanoparticles.O rápido avanço da nanotecnologia permitiu a criação de uma grande variedade de nanopartículas promissoras para os setores industrial, energético e ambiental. Além disso, muitas aplicações biológicas têm sido propostas para as nanopartículas, como o transporte de genes e fármacos para o tratamento de doenças, incluindo o câncer e infecções. Portanto, é importante esclarecer se as nanopartículas podem representar um perigo ao ambiente e à saúde humana. Neste estudo, nós investigamos a toxicidade potencial e a capacidade de induzir danos ao DNA de diferentes nanopartículas: quatro espécies de nanotubos de carbono (NTC, NT, CS e MW), nanopartículas de prata (AgNP) e nanocéria (CeO2-NP). Foi utilizado o teste para detecção de mutação e recombinação somática (SMART) em Drosophila melanogaster que detecta a perda de heterozigose de dois marcadores genéticos envolvidos nas vias metabólicas de formação de pelos da asa – pelos múltiplos (mwh) e flare3 (flr3). Nas larvas, a proliferação das células dos discos imaginais das asas pode produzir pelos com fenótipos mutantes expressos nas asas dos indivíduos adultos. Usando o cruzamento padrão, larvas de terceiro estágio foram tratadas com diferentes concentrações das nanopartículas até atingir o estágio de pupa. As asas das moscas adultas foram examinadas microscopicamente para identificação de alterações fenotípicas. Em todas as concentrações as taxas de sobrevivência foram superiores a 90%, indicando ausência de toxicidade crônica das nanopartículas avaliadas. Usando o teste binomial condicional, os resultados dos diferentes tratamentos com NTC, NT e CS foram comparados com o respectivo controle negativo (água destilada), demonstrando que não houve aumento estatisticamente significativo (p>0,05) nas frequências de mutação e recombinação no genótipo mwh/flr3. De todos os nanotubos de carbono avaliados, apenas as duas maiores concentrações do nanotubo MW (0,4 e 1 mg/mL) foram capazes de induzir alterações genéticas, principalmente via recombinação mitótica. A concentração de 10 mg/mL de AgNP também promoveu alterações no DNA e 61% das anormalidades fenotípicas foram causadas por recombinação. A nanocéria foi capaz de produzir efeitos genotóxicos em todas as concentrações testadas (0,64-10 mg/mL). Destes efeitos, os eventos mutacionais foram predominantes, variando de 46 a 72% do efeito genotóxico total induzido pela nanocéria, sem demonstrar efeito dose resposta. Em conclusão, nossos resultados demonstraram que nanopartículas constituídas de carbono, prata e dióxido de cério têm potenciais genotóxicos distintos em D. melanogaster, portanto, outros estudos devem ser realizados antes de qualquer aplicação clínica e/ou industrial das nanopartículas

Melittin sensitizes skin squamous carcinoma cells to 5-fluorouracil by affecting cell proliferation and survival

Combined 5-fluorouracil (5-FU) and melittin (MEL) is believed to enhance cytotoxic effects on skin squamous cell carcinoma (SCC). However, the rationale underlying cytotoxicity is fundamentally important for a proper design of combination chemotherapy, and to provide translational insights for future therapeutics in the dermatology field. The aim was to elucidate the effects of 5-FU/MEL combination on the viability, proliferation and key structures of human squamous cell carcinoma (A431). Morphology, plasma membrane, DNA, mitochondria, oxidative stress, cell viability, proliferation and cell death pathways were targeted for investigation by microscopy, MTT, trypan blue assay, flow cytometry and real-time cell analysis. 5-FU/MEL (0.25 µM/0.52 µM) enhanced the cytotoxic effect in A431 cells (74.46%, p < .001) after 72 h exposure, showing greater cytotoxic effect when compared to each isolated compound (45.55% 5-FU and 61.78% MEL). The results suggest that MEL induces plasma membrane alterations that culminate in a loss of integrity at subsequent times, sensitizing the cell to 5-FU action. DNA fragmentation, S and G2/M arrest, disruption of mitochondrial metabolism, and alterations in cell morphology culminated in proliferation blockage and apoptosis. 5-FU/MEL combination design optimizes the cytotoxic effects of each drug at lower concentrations, which may represent an innovative strategy for SCC therapy

Conhecimento e uso da carnaúba e da algaroba em comunidades do Sertão do Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil

Em comunidades rurais do Vale do Açu, sertão do Rio Grande do Norte, investigaram-se o conhecimento e uso de Copernicia prunifera (carnaúba), palmeira nativa do Nordeste do Brasil; e de Prosopis juliflora (algaroba), leguminosa originária do Peru, intencionalmente introduzida na mesma região na década de 1940. Foram entrevistados 74 moradores de quatro comunidades estabelecidas no Município de Carnaubais, que citaram o uso de 142 espécies vegetais, nativas e introduzidas. Os dados foram analisados considerando-se a faixa etária dos entrevistados e as categorias de uso das plantas por eles citadas. Avaliou-se o índice de significado cultural de cada espécie que apontou seu valor para a sobrevivência biológica e cultural dos membros da comunidade. Os usos da carnaúba citados por 59% dos informantes se enquadravam nas categorias artesanato, combustível e medicinal. A categoria que mais contribuía para o uso da carnaúba era a categoria construção (UDs Coper 0,72). A algaroba tem uso como combustível e forragem, citados por 61% dos entrevistados. Calculou-se o valor da diversidade de uso mostrando que a categoria combustível (UDs Pros 0,37) era a que mais contribuía para o uso da algaroba nas comunidades rurais. Apesar do desequilíbrio ambiental ocasionado por sua introdução, a algaroba ajuda na subsistência das comunidades estudadas e aumentou o repertório de espécies fornecedoras de madeira para lenha, carvão e construção. A carnaúba, antes bastante utilizada pela população, vem sendo substituída por outras espécies, sendo estas atualmente as novas fontes de renda para a população local