Interação e clivagem de DNA por novos complexos mononucleares de Cu(II) e binucleares de Fe(III)Zn(II)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2015.O desenvolvimento de novas moléculas e/ou novas metodologias para clivagem de DNA é um tema de crescente investimento nos últimos anos, seja na descoberta de novas ferramentas para biologia molecular ou de protótipos para fármacos antitumorais. Neste trabalho procurou-se determinar a interação e clivagem de DNA por novos complexos ternários de cobre(II) e que possuem atividade antitumoral frente a uma linhagem de células leucêmicas, com o intuito de determinar se sua atividade citotóxica está relacionada à capacidade de fragmentar DNA. Além disso, estudos da atividade de fotoclivagem de DNA (sob luz UV) foram realizados visando o seu potencial uso em terapia fotodinâmica. Paralelamente, uma potencial estratégia para o aumento da atividade de clivagem de DNA por complexos de Fe(III)Zn(II) foi caracterizada como forma prática para potencializar a atividade de agentes sintéticos que reconhecidamente clivam DNA. Os quatro novos complexos de cobre são: [Cu(hyd)(bpy)]2+ (Cu(hyd)(bpy), [Cu(hyd)(phen)]2+ (Cu(hyd)(phen), [Cu(S-hyd)(bpy)]2+ (Cu(S-hyd)(bpy) e [Cu(S-hyd)(phen)]2+ (Cu(S-hyd)(phen)), em que: hyd e S-hyd são a hidrazida do ácido 2-furóico e do ácido 2-tiofenocarboxílico e bpy e phen são os ligantes heterocíclicos 2,2?-bipiridina e 1,10-fenantrolina, respectivamente. Todos os quatro complexos foram capazes de clivar o DNA plasmidial de modo concentração-dependente e com diferentes eficiências. Alterações no pH não influenciaram na atividade dos complexos e sua atividade é proveniente da natureza química do complexo: ligante-metal-ligante. Interações eletrostáticas e ligação por sulco mostraram-se ser necessárias para o processo de clivagem de DNA que sugere-se ser predominantemente oxidativo. Os ensaios cinéticos confirmaram a ordem de reatividade dos complexos Cu(hyd)(bpy) Abstract : The development of new molecules and/or new strategies for DNA cleavage is an increasing investment issue in recent years for the discovery of new molecular biology tools or prototypes for antitumor drugs. In this study aimed to determine the DNA interaction and cleavage by new ternary complexes of copper(II) which have anti-tumor activity against a strain of leukemia cells in order to determine whether their cytotoxic activity is related to the ability to fragment DNA. In addition, DNA photocleavage studies (under UV light) were conducted to analyze their potential use in photodynamic therapy. Meanwhile, a potential strategy to increase the DNA cleavage activity of Fe(III)Zn(II) complexes was characterized as a practical way to enhance the activity of synthetic agents that are known to cleave DNA. The four new copper complexes are [Cu(hyd)(bpy)]2+ (Cu(hyd)(bpy), [Cu(hyd)(phen)]2+ (Cu(hyd)(phen), [Cu(S-hyd)(bpy)]2+ (Cu(S-hyd)(bpy) e [Cu(S-hyd)(phen)]2+ (Cu(S-hyd)(phen)) where: S-hyd and hyd are hydrazides from 2-furoic acid and 2-thiophenecarboxylic acid and bpy and phen are the heterocyclic ligands 2,2'-bipyridine and 1,10-phenanthroline, respectively. All four complexes were able to cleave the plasmid DNA in a concentration-dependent manner with different efficiencies. Changes in pH did not influence the activity of the complex and its activity should be derived from the chemical nature of the complex formation: ligand-metal-ligand. Electrostatic interactions and groove binding shown to be required for the DNA cleavage which, is suggested, be predominantly oxidative. The kinetic experiments confirmed the reactivity order of the complex Cu(hyd)(bpy) << Cu(hyd)(phen) ~ Cu(S-hyd)(bpy) < Cu(S-hyd)(phen) which follow the order of DNA affinity, indicating that the last three complexes are among the most reactive examples found in the literature. The speed of reaction and the ability to trigger cell death in tumor cells showed an excellent correlation suggesting that the antitumour activity of these molecules can be derived from the DNA cleavage activity. In photocleavage conditions, however, the reactivity order was: Cu(S-hyd)(bpy) < Cu(S-hyd)(phen) < Cu(hyd)(bpy) < Cu (hyd)(phen). The ratio of the observed rates of DNA photocleavage by DNA cleavage ranged from about 6 to 146-fold. Under conditions of photocleavage, no changes in DNA cleavage mechanism were found; suggesting that exposure to UV light should amplify the oxidative activity of the complexes towards DNA. Oligonucleotide cleavage assays revealed that all the complexes were able to fragment the DNA in a non-specific way, with scission events throughout the DNA molecule. Complexes containing phen ligand showed the best results was evidenced the formation of fragments containing terminal 3'-phosphoglycolate, whose formation is related to oxidative processes, reinforcing the hypothesis that these complexes cleaves the DNA for the generation of ROS. Circular Dichroism assays suggest that the DNA binding behavior of theses complexes must proceed as a non-intercalative way. In general, the tested four Cu(II) complexes showed as promise for development of new models complexes with antitumor activity linked to DNA cleavage. In addition, the use of UV light exposure was shown to be able to increase the activity of the complex, which moots a possible use as a prototype drug for Photodynamic Therapy. The studied Fe(III)Zn(II) complexes [FeIII-(µ-OH)ZnIILP1] (FeZnLP1) and [FeIII-(µ-OH)ZnIILP2] (FeZnLP1) are pyrene derivatives from [FeIII-(µ-OH)ZnIILH] complex (FeZnOH). Both complexes were able to cleave the plasmid DNA generating not only single- but also double-strand breaks, which were not observed for the FeZnOH complex. The pH variation strongly affects the activity of both complex and agrees with the hydrolysis of 2,4-BDNPP phosphate ester, suggesting that the same mechanism hydrolysis of the ester model can be applied to DNA. Both complexes had their activity strongly inhibited by the increasing addition of NaCl or NaClO4 suggesting the participation of electrostatic interactions between the complex and the DNA. None of ROS inhibitors were able to inhibit the activity of the complex, suggesting a predominantly hydrolytic mechanism which had already been seen with the FeZnOH complex. Both complexes have preference for interaction with the DNA minor groove, which was also observed in Circular Dichroism assays. Kinetic studies showed that introduction of a single pyrene group led to an increase of 11.3-fold compared to FeZnOH. Besides, the addition of two pyrene groups further increased this activity 18.6-fold. When comparing the FeZnLP1 to FeZnLP2 an increase of 1.65-fold was observed, confirming the previous results which showed that FeZnLP2 is more reactive than FeZnLP1. None of the complexes were able to cleave a short oligonucleotide, but DNAse footprinting assays revealed that the complexes tend to bind preferentially (and more affinity) to AT-rich regions and suggested that as much larger was the complex (in terms of volume), the greater is the extent of the interaction. In general, the substantial increase in activity of the modified pyrene complexes exemplifies the hypothesis that the introduction of groups that bind to DNA is a viable strategy to enhance the action of artificial DNA cleaving agents

Influência da mineração de carvão na toxicidade das águas superficiais do Rio Molha, Urussanga, SC

A mineração de carvão é uma importante atividade econômica da região sul de Santa Catarina, no entanto, a mesma tem gerado sérios problemas ambientais, principalmente aos ambientes aquáticos na rede hidrográfica do sul catarinense. Assim este trabalho propôs avaliar a toxicidade das águas superficiais do Rio Molha, Urussanga, SC, comparando um de seus afluentes sem contato com zonas de mineração a um ponto do rio que sofre grande contato com uma área de mineração a céu aberto. Foi determinado o pH e os índices de toxicidade de ambos os ambientes. Para avaliação ecotoxicológica, foram utilizados os ensaios de letalidade em Artemia sp. e de toxicidade em Allium cepa L. Os resultados demonstraram que tanto as águas do Rio Molha quanto do seu afluente, possuem baixos níveis de pH (3,17 e 4,16, respectivamente), sendo que o pH obtido nas águas do Rio Molha foi semelhante à de outros ambientes fluviais da região carbonífera de Santa Catarina contaminados com rejeitos da mineração de carvão. Nos testes ecotoxicológicos, as águas do Rio Molha apresentaram um índice de toxicidade elevada, no ensaio de Artemia sp., com uma CL50 calculada em 37,44%. No mesmo ensaio as águas do afluente não foram capazes de provocar uma letalidade superior a 50%. Nos ensaios de inibição de crescimento de raízes e ganho de biomassa em Allium cepa, foi observado que das águas do Rio Molha possuem toxicidade significativamente superior às águas do seu afluente e ao grupo controle. Estes resultados demonstram que a atividade mineradora influencia na toxicidade as águas superficiais do Rio Molha tornando este ambiente altamente impróprio para a sobrevida de comunidades aquáticas

APRENDIZAGEM BASEADA EM PROBLEMAS (ABP) NA FORMAÇÃO EM SAÚDE: VISÃO DISCENTE DA APLICAÇÃO DA METODOLOGIA EM UMA DISCIPLINA CURRICULAR

The Resolution No. 569 of December 8, 2017 expresses assumptions, principles and guidelines for the National Curriculum Guidelines of undergraduate courses in the health area. In the context of this resolution, the item VII describes the need to use teaching methodologies that promote collaborative and meaningful learning. Thus, it is important that active methodologies are part of the course curriculum, even if only partially. Given the context of changes in favor of the use of these methodologies, this study aims to report an experience of the application of Problem Based Learning (PBL) in a discipline of Cellular and Molecular Biology, in the Physiotherapy course. Students were properly prepared and submitted to a PBL session, which took place in two moments: opening and closing. Afterwards, they were invited to answer a questionnaire formulated on the Google Docs platform, with questions related to their satisfaction and perceptions regarding the methodology applied. As a result, the answers about the questions were divided into three main axes, namely: 1) Perceptions of students after the application of the PBL; 2) Students' opinion regarding the application of the PBL and 3) Student self-assessment before and after the application of the PBL. In conclusion, there is no doubt that the application of PBL, as long as it is well guided by the teacher, develops a series of important characteristics in the student, such as being responsible for their learning, stimulating and facilitating group work, and in what seems, facilitate the learning.La Resolución No. 569 del 8 de diciembre de 2017 expresa supuestos, principios y lineamientos comunes para las Guías Curriculares Nacionales (ENT) de los cursos de pregrado en el área de la salud. En el contexto de esta resolución, el punto VII describe la necesidad de utilizar metodologías de enseñanza que promuevan el aprendizaje colaborativo y significativo. Por lo tanto, es importante que las metodologías activas formen parte de los planes de estudio de los cursos, incluso parcialmente. Dado el contexto de cambios a favor del uso de estas metodologías, el presente estudio pretende reportar una experiencia de la aplicación del Aprendizaje Basado en Problemas (BPA) en una disciplina de Biología Celular y Molecular, en el curso de fisioterapia. Los estudiantes fueron debidamente preparados y sometidos a una sesión de BPA, que tuvo lugar en dos momentos: apertura y cierre. Posteriormente, se les invitó a responder un cuestionario formulado en la plataforma Google Docs, con preguntas relacionadas con su satisfacción y percepciones en vista de la metodología aplicada. Como resultado, las respuestas sobre las preguntas se dividieron en tres ejes principales: 1) Percepciones de los estudiantes después de la aplicación de bpA; 2) Opinión de los estudiantes con respecto a la aplicación de BPA y 3) Autoevaluación del estudiante antes y después de la solicitud de bpA. En conclusión, no cabe duda de que la aplicación del BPA, siempre y cuando esté bien guiada por el profesor/tutor,.A Resolução Nº 569, de 08 de dezembro de 2017 expressa pressupostos, princípios e diretrizes comuns para as Diretrizes Curriculares Nacionais (DCNs) dos cursos de graduação da área da saúde. No contexto desta resolução, o inciso VII descreve a necessidade de utilização de metodologias de ensino que promovam a aprendizagem colaborativa e significativa. Assim, é importante que metodologias ativas façam parte dos currículos dos cursos, mesmo que de forma parcial. Diante do contexto de mudanças em prol da utilização destas metodologias, o presente estudo visa relatar uma experiência da aplicação da Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP) em uma disciplina de Biologia Celular e Molecular, no curso de Fisioterapia. Os alunos foram devidamente preparados e submetidos à uma sessão de ABP, que aconteceram em dois momentos: abertura e fechamento. Após, foram convidados a responder um questionário formulado na plataforma Google Docs, com questões relacionadas a sua satisfação e às percepções em face da metodologia aplicada. Como resultado, as respostas acerca dos questionamentos foram divididos em três grandes eixos, sendo eles: 1) Percepções dos alunos após a aplicação da ABP; 2) Opinião dos discentes em relação à aplicação da ABP e 3) Autoavaliação discente antes e após a aplicação da ABP. Como conclusão, não há dúvidas que a aplicação da ABP, desde que bem orientada pelo professor/tutor, desenvolve uma série de características importantes no estudante, como ser o responsável pela sua aprendizagem, estimular e facilitar o trabalho em grupo, e no que parece, facilitar a questão do aprendizado

Posturografia em idosas praticantes de atividade física: influência dos sistemas sensoriais

O estudo teve como objetivo avaliar e comparar o equilíbrio estático entre mulheres idosas praticantes e não praticantes de atividade física e mulheres jovens, em diferentes situações sensoriais. O equilíbrio de 40 mulheres idosas, moradoras da comunidade (20 ativas fisicamente e 20 sedentárias) e 20 mulheres jovens sedentárias foi avaliado em uma plataforma de força, em diferentes condições sensoriais (olhos abertos e fechados, superfície estável e instável). Informações a respeito das forças e momentos em três direções foram usadas para obter as variáveis: deslocamento total, velocidade média de oscilação e área 95% da elipse. Foi aplicado um questionário inicial com dados pessoais e antropométricos. As comparações intergrupos foram feitas por uma ANOVA one-way e as comparações intragrupos por uma ANOVA com medidas repetidas utilizando o teste de Kruskal-Wallis com pós-teste de Dunn. Em todos os testes foi adotado o nível de significância de p ≤ 0,05. A análise intergrupos mostrou que idosas sedentárias oscilaram mais do que as idosas ativas e as jovens em todas as situações propostas, apesar da não significância estatística entre os grupos sedentário e ativo. A análise intragrupo mostrou que os três grupos pioraram quando alguma informação sensorial foi suprimida e de maneira significativa quando foi retirada a informação somatossensorial. Os resultados mostraram que as mulheres idosas sedentárias tendem a ter uma maior oscilação do centro de gravidade em relação às mulheres jovens e ativas, e os idosos ativos apresentam uma oscilação maior que as jovens em todas as situações sensoriais. Além disso, foi possível observar que a retirada da informação somatossensorial teve maior impacto no equilíbrio do que a retirada da visão em todos os grupos avaliados

Potenciales y desafíos en la aplicación de metodologías activas en la enseñanza de Fisioterapia: visión del alumno

O presente trabalho visa analisar algumas percepções e sugestões dos acadêmicos frente à aplicação destas metodologias em um curso de Fisioterapia. Para tal, utilizou-se a aplicação dos dois primeiros níveis do modelo de Kirkpatrick, utilizando-se dispositivos como questionários de autoavaliação. 83 acadêmicos participaram da pesquisa. Concluiu-se que a aplicação de metodologias ativas de ensino-aprendizagem facilita o trabalho em grupo e atende as expectativas dos alunos frente ao aprendizado sobre o tema, porém, é necessário adequar algumas etapas, especialmente a estratégia para não restem dúvidas para os alunos no final do processo.The present study aims to analyze some perceptions and suggestions of the academics regarding the application of these methodologies in a Physiotherapy course. The first two levels of the Kirkpatrick model were used, applying devices such as self-assessment questionnaires. The sample consisted of 83 college students. It was concluded that the application of active teaching-learning methodologies facilitates group work and attends to students' expectations of learning about the subject, however, it is necessary to adapt some steps, especially the strategy so that there is no doubt for students in the end of the process.El presente trabajo con el objetivo de analizar algunas percepciones y sugerencias de los académicos frente a la aplicación de metodologías activo en el curso de Fisioterapia. Para tal fin, se utilizó la aplicación de los dos primeros niveles del modelo de Kirkpatrick, utilizando dispositivos como cuestionarios de autoevaluación. 83 académicos participaram da pesquisa. Se concluyó que la aplicación de metodologías activas de enseñanza-aprendizaje facilita el trabajo en grupo y atiende a las expectativas de los alumnos de aprender sobre el asunto, sin embargo, es necesario adaptar algunos pasos, principalmente la estrategia para que no haya dudas en finales del proceso

Ocean variability beneath Thwaites Eastern Ice Shelf driven by the Pine Island Bay Gyre strength

West Antarctic ice-shelf thinning is primarily caused by ocean-driven basal melting. Here we assess ocean variability below Thwaites Eastern Ice Shelf (TEIS) and reveal the importance of local ocean circulation and sea-ice. Measurements obtained from two sub-ice-shelf moorings, spanning January 2020 to March 2021, show warming of the ice-shelf cavity and an increase in meltwater fraction of the upper sub-ice layer. Combined with ocean modelling results, our observations suggest that meltwater from Pine Island Ice Shelf feeds into the TEIS cavity, adding to horizontal heat transport there. We propose that a weakening of the Pine Island Bay gyre caused by prolonged sea-ice cover from April 2020 to March 2021 allowed meltwater-enriched waters to enter the TEIS cavity, which increased the temperature of the upper layer. Our study highlights the sensitivity of ocean circulation beneath ice shelves to local atmosphere-sea-ice-ocean forcing in neighbouring open oceans

Cobertura vacinal em crianças de até dois anos de idade beneficiárias do Programa Bolsa Família, Brasil

Objective: Evaluate the vaccinal coverage in agreement with the Brazilian National Immunization Program, among children benefiting from the Bolsa Familia Program, Brazil, according to the family's socioeconomic level and maternal characteristics. Methods: 3242 children were assessed between August/2018 and April/2019, of which 3008 were reassessed between September/2019 and January/2020. Multilevel models (level 3, state; level 2: municipality, level 1, children) were employed. Results: Coverage was 2.5 times higher in the first (61.0% – 95%CI 59.3;62.6%) than in the second follow-up (24.8% – 95%CI 22.8;25.9%) (p&lt;0.001). In the first follow-up, coverage was higher in children in the richest quintile (67.9%) and whose mothers had ≥9 years of schooling (63.3%). There were no differences in the second follow-up. The highest coverage occurred between 0.5-2.5 months (93.5%) and 12.5-15.5 months (34.4%), respectively in the first and second follow-ups. Conclusion: The coverage of adequate vaccination was low, both in the first and second year of life.Objetivo: Avaliar a cobertura vacinal, conforme o calendário do Programa Nacional de Imunizações, entre crianças beneficiárias do Programa Bolsa Família, Brasil, segundo nível socioeconômico da família e características maternas. Métodos: Foram avaliadas 3.242 crianças menores de 12 meses de vida entre agosto/2018 e abril/2019, sendo 3.008 delas reavaliadas entre setembro/2019 e janeiro/2020. As análises foram realizadas utilizando-se modelos multiníveis (nível 3, Unidade da Federação; nível 2, município; nível 1, crianças). Resultados: A cobertura vacinal foi 2,5 vezes maior no primeiro (61,0% – IC95% 59,3;62,6%), comparado ao segundo acompanhamento (24,8% – IC95% 22,8;25,9%) (p&lt;0,001). No primeiro acompanhamento, a cobertura foi maior no quintil mais rico (67,9%) e nas crianças cujas mães tinham ≥9 anos de escolaridade (63,3%). No segundo acompanhamento, não houve diferenças. As maiores coberturas ocorreram entre 0,5-2,5 (93,5%) e 12,5-15,5 meses (34,4%), respectivamente primeiro e segundo acompanhamentos. Conclusão: Encontrou-se baixa cobertura, tanto no primeiro quanto no segundo ano de vida