Dissertations / Theses on the topic 'Agentes anticancerígenos'

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-09T11:14:45Z No. of bitstreams: 1 joanadarcsouzachaves.pdf: 22609666 bytes, checksum: 51b261770678783ac0b930fe0b204ace (MD5)
Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T14:05:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joanadarcsouzachaves.pdf: 22609666 bytes, checksum: 51b261770678783ac0b930fe0b204ace (MD5)
Made available in DSpace on 2017-05-17T14:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joanadarcsouzachaves.pdf: 22609666 bytes, checksum: 51b261770678783ac0b930fe0b204ace (MD5) Previous issue date: 2014-03-27
As propriedades medicinais do ouro têm sido exploradas ao longo da história da civilização. Na China, em 2500 a.C o ouro era usado para tratar varíola, úlceras da pele, sarampo e lepra. Em 1890 o sal Na[AuCl4] foi usado no tratamento da tuberculose e sífilis. Compostos de ouro contendo carboidratos têm sido usados na medicina, para tratar artrite reumatóide por mais de 50 anos, porém outras propriedades biológicas destes compostos vêm sendo descritas na literatura, como as propriedades antitumorais, antibacterianas, antifúngicas e antiviral. A síntese de compostos derivados de carboidratos tem cada vez mais importância na química medicinal, destacando-se a grande variedade de atividade biológica e a baixa toxicidade apresentada por estes compostos. As 1,3-tiazolidinas e os 1,3,4-oxadiazóis constituem uma interessante classe de compostos heterocíclicos por estarem presentes em substâncias com diferentes atividades biológicas, destacando-se a antibacteriana, antifúngica, anti-inflamatória, analgésica, anticonvulsivante e anticancerígena. O primeiro capítulo deste trabalho traz uma introdução geral sobre o ouro, o câncer e a tuberculose. O segundo capítulo descreve a síntese de novos compostos de ouro(I) e ouro(III) com ligantes derivados de carboidrato, candidatos a agentes antitumorais e antibacterianos. Os resultados da atividade antitumoral e antituberculose apresentados pelos complexos de ouro preparados são promissores. O terceiro e último capítulo descreve a síntese e atividade antitumoral de novos complexos de ouro(I) e ouro(III), potenciais agentes antitumorais, com ligantes derivados de aromáticos e dos heterocíclicos: 1,3-tiazolidina-2-tiona e 1,3,4-oxadiazol- 2-tiona e de alquil ou aril fosfinas. Tais unidades aromáticas possuem diferentes substituintes na posição quatro do anel, visando verificar a influência dos mesmos e das fosfinas na atividade antitumoral. Os complexos de ouro(I) foram mais ativos que a cisplatina e apresentaram alto índices de seletividade.
The medicinal properties of gold have been explored throughout the history of civilization. In China, 2500 BC, gold was used to treat smallpox, skin ulcers, measles and leprosy. In the 1890’s the salt Na[AuCl4] was used to treat tuberculosis and syphilis. Gold compounds containing carbohydrates have been used in medicine, to treat rheumatoid arthritis for last 50 years, but other biological properties have been described in the literature such as antitumor, antibacterial, antifungal and antiviral. The synthesis of compounds derived from carbohydrates has become increasingly important in medicinal chemistry, due to the wide range of biological activity and low toxicity by these compounds. The 1,3-thiazolidines and 1,3,4-oxadiazoles are an interesting heterocyclic class of compounds being present in substances with different biological activities, notably antibacterial, antifungal, anti-inflammatory, analgesic, anticonvulsant and anti-cancer. The first chapter of this thesis provides a general introduction on gold, cancer and tuberculosis. The second chapter describes the synthesis of novel gold(I) and gold(III) compounds with ligands derived from carbohydrate, candidates for antitumor and antibacterial agents. The results of antitumor and antituberculosis activity presented by the gold complexes prepared are promising. The third and final chapter describes the synthesis and antitumor activity of novel gold (I) and gold(III) complexes, potential antitumor agents, derivatives of aromatic and heterocyclic ligands: 1,3-thiazolidine-2-thione and 1,3,4-oxadiazole-2-thione and alkyl or aryl phosphines. The aromatic units present different substituents on the aromatic ring in the four position to check their effect and the influence of the phosphines in antitumor activity. The gold(I) complexes were more cytotoxic than cisplatin and presented high selectivity indexes.

Mestrado em Toxicologia e Ecotoxicologia
Atualmente, as terapias anticancerígenas normalmente consistem na combinação de fármacos e também em outras abordagens terapêuticas como a radioterapia, a cirurgia, entre outras, contribuindo para um prognóstico mais favorável dos doentes com cancro, bem como para a melhoria da sua qualidade de vida. Em contrapartida, o aumento da eficácia clínica é acompanhado por uma elevada incidência de efeitos secundários graves. Os efeitos secundários da quimioterapia são uma das grandes limitações à sua utilização e a cardiotoxicidade é considerada um dos efeitos secundários mais graves da quimioterapia. Esta dissertação teve como objetivo avaliar e comparar a toxicidade da doxorrubicina (DOX), do 5-fluorouracilo (5-FU), da ciclofosfamida (CIC) e da sua mistura (Cyclophosphamide+Adriamycin+5-Fluorouracil, doravante designada CAF) em células H9c2 diferenciadas. Para tal, as células H9c2 diferenciadas foram incubadas com DOX, 5-FU e CIC numa gama de concentrações entre 0-5 μM, durante 24 ou 48 horas. As células H9c2 foram também expostas a concentrações de 10, 25 e 50 μM de 5-FU ou CIC, durante 48 horas. Além disso, as células H9c2 diferenciadas foram incubadas com a mistura CAF nas concentrações de 0,2; 1 ou 5 μM de cada fármaco durante 48 horas. Após o tempo de incubação, foram realizados os seguintes testes de citotoxicidade: teste de redução do brometo de 3-(4,5-dimetil-tiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazólio (MTT) e o teste de incorporação do vermelho neutro. A DOX no teste de redução do MTT demonstrou causar citotoxicidade em todas as concentrações testadas, quando comparado com as células controlo, sendo esta citotoxicidade dependente da concentração e mais acentuada para o maior tempo de exposição. No teste de incorporação do vermelho neutro, a DOX provocou citotoxicidade significativa nas concentrações de 0,5; 1; 2,5 e 5 μM, quando comparado com o controlo, sendo a citotoxicidade dependente do tempo de incubação.Relativamente ao 5-FU, após 24 horas de exposição observou-se citotoxicidade no teste de redução do MTT apenas na concentração de 5 μM. Quando as células foram expostas 48 horas ao 5-FU, verificou-se citotoxicidade significativa nas concentrações de 0,5; 1; 2,5 e 5 μM, em comparação com o controlo. No teste de incorporação do vermelho neutro, apenas as concentrações 1; 2,5 e 5 μM de 5-FU causaram toxicidade às células H9c2 diferenciadas. Quando as células foram incubadas com 10, 25 e 50 μM de 5-FU, todas as concentrações testadas causaram citotoxicidade quer esta tenha sido avaliada pelo ensaio de redução do MTT, quer pelo ensaio de incorporação do vermelho neutro. No que diz respeito à CIC, no teste de redução do MTT e às 24 horas, apenas a concentração de 1 μM causou citotoxicidade significativa. Porém, às 48 horas de incubação, as concentrações de 0,13; 0,2; 1 e 5 μM causaram citotoxicidade quando comparado com as células controlo. No teste de incorporação do vermelho neutro não se verificaram diferenças significativas em nenhuma concentração ou tempos de exposição testados, quando comparado com o controlo. No entanto, quando as células H9c2 diferenciadas foram incubadas com 10, 25 e 50 μM de CIC verificou-se toxicidade quando esta foi avaliada pelo teste de redução do MTT; no entanto no teste de incorporação do vermelho não se verificaram quaisquer diferenças significativas nas células expostas a CIC, quando comparado com as células do controlo. No que diz respeito à combinação de fármacos, CAF, esta na concentração de 0,2 μM (de cada fármaco da mistura), causa citotoxicidade de acordo com ambos os testes realizados em células H9c2 diferenciadas, quando comparado com as células do controlo. De facto, a mistura na concentração de 0,2 μM causa citotoxicidade no teste de redução do MTT significativamente maior do que cada um dos compostos isoladamente, quando a citotoxicidade foi avaliada pelo teste de redução do MTT. No teste de incorporação do vermelho neutro, no entanto, não existem diferenças significativas nos níveis de incorporação do corante no interior das células entre a mistura e cada um dos fármacos incubados isoladamente. Quando as células foram incubadas com 1 ou 5 μM de CAF (de cada fármaco da mistura), verificou-se que a toxicidade observada no teste de redução do MTT não era significativamente diferente entre a mistura CAF e qualquer mistura que contenha DOX, ou mesmo a DOX isoladamente. Verificaram-se diferenças significativas apenas entre a mistura e a associação de 5-FU+CIC, e os fármacos 5-FU e a CIC, isoladamente. Concluindo, a DOX, o 5-FU, a CIC e a CAF causam cardiotoxicidade em concentrações na ordem dos micromolar em células H9c2 diferenciadas, apesar dos valores encontrados serem diferentes consoante o teste de citotoxicidade utilizado. A DOX é o fármaco anticancerígeno mais tóxico no modelo celular utilizado, de acordo, com os dois testes de citotoxicidade realizados e parece contribuir de forma significativa para a toxicidade cardíaca da combinação CAF.
Currently, the most common therapeutic approaches for cancer combine drugs and also use other procedures, such as radiation therapy and surgery, among others. The use of combined therapeutics contributes both to attain a better prognosis and to improve the quality of life for people living with cancer. Unfortunately, the increased clinical efficacy of combined approaches is accompanied by a higher incidence of severe side effects. In fact, the use of chemotherapy causes severe side effects, which are major limitations for its use and with cardiotoxicity being considered one of its most serious adverse effects. This dissertation aimed to evaluate and compare the toxicity of doxorubicin (DOX), 5-fluorouracil (5-FU), cyclophosphamide (CIC), and their combination (Cyclophosphamide + Adriamycin + 5-Fluorouracil, herein after referred as CAF) in differentiated H9c2 cardiac cells. Thus, differentiated H9c2 cells were treated with several concentrations of DOX, 5-FU and CIC over a range from 0-5 μM, for 24 or 48 hours. Moreover, the cells H9c2 were treated with CAF mixtures containing 0.2; 1 or 5 μM of each drug during 48 hours. After the incubation period, the cytotoxicity was measured using the reduction of 3-(4,5-dimethyl-thiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (MTT) and neutral red incorporation assays. According to the MTT assay, the cells treated with DOX showed cytotoxicity for all concentrations tested when compared with the control, and the cytotoxicity was concentration-dependent and more notorious in the longest time of exposure. In the neutral red assay, when compared to the control, the cellular damage caused by DOX was observed for the concentrations of 0.5; 1; 2.5, and 5 μM and showed to be time-dependent. Regarding 5-FU, after an incubation time of 24 hours only the concentration of 5 μM showed significant toxicity in the MTT assay and the cytotoxicity increased in the longest incubation time. In fact, when the cells were exposed to 5-FU during 48 hours a significant cytotoxicity was shown at the concentrations of 0.5; 1; 2.5 to 5 μM, when compared with control. In the neutral red uptake assay, only the concentrations of 1; 2.5 and 5 μM of 5-FU caused toxicity to differentiated H9c2 cells. Additionally, when the cells were incubated with 10, 25 and 50 μM of 5-FU, all tested concentrations caused cytotoxicity observed on both the MTT reduction and neutral red uptake assays. Concerning CIC, in the MTT reduction assay, cells treated for 24 hours only showed significant cytotoxicity for the concentration 1 μM. However, after 48 hours, significant of incubation the cytotoxicity was observed for the concentrations of 0.13; 0.2; 1, and 5 μM when compared to the control cells. In the neutral red uptake assay, no significant differences were observed for any of the concentrations or exposure periods tested, when compared to the control cells. When differentiated H9c2 cells were incubated with 10, 25, and 50 μM of CIC, toxicity was seen in the MTT reduction assay; whereas for the neutral red uptake assay no significant differences where observed when compared to the control cells. Finally, the combination of drugs, CAF, at a concentration of 0.2 μM (of each drug) causes toxicity in the MTT reduction and neutral red uptake assays performed. In fact, the drugs in combination exhibited a significantly higher cytotoxicity, in the MTT assay when compared with each compound alone at a concentration of 0.2 μM. In the neutral red uptake assay, however, no significant differences were observed for the mixture when compared to each drug by itself. When the cells were treated with 1 and 5 μM of CAF, a significant toxicity was seen in the MTT reduction assay when compared to the control cells. Nevertheless, there were no significant differences between the CAF mixture and any mixture containing DOX, or even DOX alone. In fact, significant differences were only observed between CAF and 5-FU, or CIC or the association 5-FU + CIC. In summary, DOX, 5-FU, CIC, and CAF cause cardiotoxicity in differentiated H9c2 cells when in micro-molar concentrations, although with the assay used show different sensitivities to demonstrate that toxicity. Moreover, according to the results, for the cell model used and with the cytotoxicity assays performed, DOX is the most toxic anticancer drug tested and appears to contribute significantly to the cardiac toxicity of the combination CAF.

O trabalho apresentado neste documento provém do conhecimento reunido durante as três vertentes abordadas durante o Estágio final do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas. O relatório encontra-se dividido em três capítulos, correspondendo cada capítulo a uma das vertentes referidas anteriormente. No primeiro capítulo encontra-se descrito o trabalho de investigação desenvolvido no Centro de Investigação em Ciências da Saúde durante o último ano de frequência universitária, envolvendo a síntese e a avaliação biológica de esteróides da série pregnano com potencial atividade anticancerígena. Neste âmbito, foi explorada a reatividade no anel D do núcleo pregnano com o objetivo de sintetizar moléculas que possam contribuir para os estudos de relação entre as estruturas e o seu potencial interesse no combate ao cancro. Neste trabalho foram preparados e caraterizados parcialmente cinco compostos, que foram posteriormente avaliados em linhas celulares de cancro da próstata (LNCaP), cancro de mama (MCF-7) e fibroblastos saudáveis da derme humana (NHDF). O segundo capítulo faz referência à experiência profissional adquirida durante o estágio curricular desenvolvido no Hospital Sousa Martins da Unidade Local de Saúde da Guarda, encontrando-se descritas as atividades realizadas durante o estágio, relativamente ao papel desempenhado pelo farmacêutico hospitalar conforme o descrito na legislação em vigor. No terceiro capítulo é abordada a experiência profissional adquirida durante o estágio curricular realizado na Farmácia Mousaco Torrão, situada na localidade do Ferro, concelho da Covilhã. De um modo semelhante, procede-se à descrição de todos os conhecimentos e competências adquiridas durante o estágio, comparando os mesmos com a informação descrita nas Boas Práticas em Farmácia Comunitária e legislação regente da atividade.

O cancro é a segunda causa de mortalidade a nível mundial. Um dos problemas nos tratamentos atuais de quimioterapia relaciona-se com os efeitos secundários causados pela falta de seletividade dos fármacos utilizados. Assim, um dos desafios atuais é o desenvolvimento de sistemas terapêuticos que permitam potenciar o efeito dos fármacos e diminuir os seus efeitos nocivos. Neste contexto, neste trabalho, foram sintetizados complexos de Fe, Co e Zn com fórmula geral [M(bipy-R)3]x+, a partir dos quais foi possível obter sistemas micelares formados in situ pela adição de um copolímero de PLA-b-PEG ou por introdução de macroligandos poliméricos anfifílicos. Os resultados mostram que as nanopartículas formadas apresentam tamanho e características adequadas para aplicações na terapia dirigida contra o cancro. Os resultados preliminares de citotoxicidade na linha tumoral humana da mama MDAMB231 indicam que todos os compostos estudados apresentam atividade citotóxica relevante, sendo os compostos micelares os mais promissores; Abstract: New micellar transition metals complexes for targeted therapy of cancer Cancer is the second leading cause of mortality worldwide. One problem in the current chemotherapy treatments is related to the severe side effects caused by the lack of selectivity of the drugs in clinical use. Thus, one of the current challenges is the development of new therapeutic systems that allow maximizing the effect of the drugs and reducing their harmful effects. In this context, several Fe, Co and Zn compounds of the general formula [M (bipy-R)3]x+ were synthesized in order to obtain micellar systems, either by in situ addition of a PLA-b-PEG copolymer or by introducing amphiphilic macroligands. The results show that the formed nanoparticles have size and characteristics suitable for applications in targeted therapy against cancer. Preliminary results of cytotoxicity in human breast cancer line MDAMB231 indicate that all the studied compounds show significant cytotoxic activity, being the micellar compounds the most promising agents.

Mestrado em Biotecnologia Molecular
Durante as últimas décadas, as cianobactérias têm ganho importância devido à sua capacidade de sintetizar metabolitos secundários com actividade biológica, úteis no tratamento de inúmeras doenças, tal como o cancro. A caracterização dos metabolitos secundários com aplicações farmacológicas tem sido maioritariamente feita com cianobactérias filamentosas marinhas, do género Lyngbya, Microcoleus e Symploca, recolhidas em áreas tropicais. Contudo, a investigação em cianobactérias marinhas que ocorrem em baixas densidades e em regiões temperadas, como a costa Portuguesa, tem sido largamente negligenciada. Neste sentido, este trabalho teve como objectivo avaliar o potencial anticancerígeno de cianobactérias isoladas da costa Portuguesa e mantidas no laboratório de Ecotoxicologia, Genómica e Evolução do Centro Interdisciplinar de Investigação Marinha e Ambiental, Porto. Cinco estirpes de cianobactérias pertencentes aos géneros Cyanobium, Leptolyngbya, Romeria e Synechocystis, LEGE06098 (Cyanobium sp.), LEGE06113 (Cyanobium sp.), LEGE06102 (Leptolyngbya cf. halophila), LEGE06013 (Romeria sp.) e LEGE06155 (Synechocystis salina), foram cultivadas em condições laboratoriais. A partir da biomassa liofilizada foi obtido um extracto bruto usando metanol e diclorometano, o qual foi posteriormente fraccionado usando hexano, acetato de etilo e metanol, originando as fracções A, B e C, respectivamente, de forma a separar compostos com polaridades crescentes. Com o extracto bruto e as fracções foram realizados ensaios de citotoxicidade em quatro linhagens humanas tumorais: osteosarcoma (MG63), adenocardinoma de cólon (RKO e HT29) e neuroblastoma (SH-SY5Y). A citotoxicidade foi avaliada através da redução do bromide 3-(4,5-dimetil-tiazol-2-il)-2,5-difenil-tetrazolio (MTT) e do ensaio da lactato desidrogenase (LDH). A ocorrência de Apoptose/Necrose foi investigada pelo método de exclusão dos corantes, usando Iodeto de Propídeo e Hoechst 33342. De entre o extracto bruto e as fracções preparadas de cada estirpe de cianobactérias, a fracção com a maior percentagem de acetato de etilo, fracção B, revelou uma maior percentagem de inibição das células tumorais, sendo, portanto, promissora relativamente ao isolamento de compostos bioactivos. De entre as estirpes de cianobactérias incluídas no estudo, a estirpe Synechocystis salina, LEGE06155, revelou ser a mais interessante para o isolamento de potenciais compostos bioactivos.
In the last few decades, cyanobacteria have gained significant importance due to their ability to synthesize secondary metabolites with biological activity, useful in the treatment of a role of diseases, such as cancer. Characterization of bioactive metabolites with pharmacological applications has mainly been performed with marine filamentous cyanobacteria of the genera Lyngbya, Microcoleus and Symploca collected in tropical areas. However, the research on marine cyanobacteria that occur in low densities in temperate regions such as the Portuguese coast has been largely overlooked. In this work we aimed to assess the anticancer potential of marine cyanobacteria isolated from the Portuguese coast. Five cyanobacteria strains from the genera Cyanobium, Leptolyngbya, Romeria and Synechocystis, LEGE06098 (Cyanobium sp.) and LEGE06113 (Cyanobium sp.), LEGE06102 (Leptolyngbya cf. halophila), LEGE06013 (Romeria sp.), and LEGE06155 (Synechocystis salina), respectively, were cultivated under laboratory conditions. From freeze dried biomass a crude extract was obtained using methanol and dichloromethane and fractionated using hexane, ethyl acetate and methanol, yielding fractions A, B and C with increasing polarity. The crude extract and the fractions were tested for cytotoxicity in four human tumor cell lines: osteosarcoma (MG63), colon adenocarcinoma (RKO and HT29) and neuroblastoma (SH-SY5Y). Cytotoxicity was evaluated by the reduction of the bromide 3-(4,5-dimetil-tiazol-2-il)-2,5-difenil-tetrazolio (MTT) and the Lactate Dehydrogenase (LDH) assay. Apoptosis/Necrosis was investigated by the dye exclusion method, using both Propidum Iodide and Hoechst 33342. Among the crude extract and prepared fractions, the fraction containing the higher percentage of ethyl acetate, fraction B, from each cyanobacteria strain revealed the highest percentage of inhibition of tumor cells growth, and is, therefore, promising in terms of isolation of bioactive compounds. Among the cyanobacteria strains, the Synechocystis salina strain, LEGE06155, revealed to be an interesting strain for the isolation of bioactive compounds.

Submitted by Kamila Costa (kamilavasconceloscosta@gmail.com) on 2015-07-23T20:59:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Ellen Suzany Pereira Aranha.pdf: 5525688 bytes, checksum: 2e52510a8984ee46894c1f0f78cdff51 (MD5)
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CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Cancer is one of the most causes of death in the world. The research of natural products is strategy to develop anticancer agents. The aim this research was to identify chemical components, to investigate the anticancer potential in vitro and genotoxicity of Eugenia genus´s essential oil. For this, were used the cytotoxicity assay of Alamar blue and the hemolytic potential in erythrocytes of mice, as initial screening for selection of samples with cytotoxic potential, from the determination of the samples IC50. After the samples selection, we attemped to evaluate anticancer effect of the essential oil and its genotoxicity. Nine essential oils were tested, in a single concentration (50 μg/mL) which only two- Eugenia cuspidifolia (1) e Eugenia tapacumensis (3)- were selected for later tests. The IC50, in 72 hours, obtained to these samples varied between 4,69 to 24,35 μg/mL and 6,22 to 26,17 μg/mL, respectively, among tumor cell lines. For non-tumor cell line, in 72 hours, the values for the IC50 were 25,51 μg/mL to E. cuspidifolia and 36,12 μg/mL to E. tapacumensis besides they didn´t cause hemolysis to mice erythrocytes. The species E. cuspidifolia and E. tapacumensis were more active to colorectal line (HCT 116) and ovary (ES-2), and the HCT 116 line was chosen to be used for later tests, because it´s one of the most frequent kind of cancer in diagnostics and in deaths worldwide at a world level . The chemical constitution of E. cuspidifolia and E. tapacumensis essential oils was investigated through gas chromatography. A total 26 constituents were identified for both samples. The majority components were caryophyllene oxide, α-copaene, hepoxid of humulene II and cis-nerolidol. The essential oils in concentrations 7,5, 15 and 30 μg/mL, were tested in the clonogenic assay and they significantly reduced the number of colonies (p<0,05), in the 7,5 and 15 μg/mL concentrations, when compared with DMSO (0,2%). In the wound-healing assay, 24 and 48 hours, the essential oils reduced the migration in vitro (p<0,05) only on the concentration 30 μg/mL, at 48h. The inhibitor potential of metalloproteinase MMP-2 and MMP-9 was evaluated through of zymography method. In the results, the better inhibition effect was from the E. tapacumensis essential oil, that reduced the enzymatic activity (p<0,05) in the concentrations 15 and 30 μg/mL, in both treatments times (24 and 48h). Genotoxicity was evaluated by comet assay, using two versions, alkaline pH, which detects any damage caused to DNA, and neutral pH, specific to double-stranded breaks in DNA. Through damage index analisis, the results in alkaline pH assay were similar to the neutral pH. Only E. tapacumensis (30 μg/mL) caused damage DNA (p<0,05) in the alkaline version. At the neutral pH version, all concentrations tested (p<0,05) caused DNA damage. Thus, is concluded that E. cuspidifolia and E. tapacumensis essential oils are cytotoxic in tumor cell lines, and they have anticancer potencial in HCT 116 cell line acting as cytotoxic and cytostatic depending on the time and the tested concentration. Only E. tapacumensis is genotoxic, in non-tumor cell line, however more specific studies are needed to determine whether this genotoxicity is reversible or if the mechanism of cytotoxic action of essential oil is related to the cell DNA damage.
O câncer é uma das maiores causas de morte no mundo. A pesquisa de produtos naturais constitui uma estratégia para o desenvolvimento de agentes anticancerígenos. Objetivou-se nessa pesquisa identificar os componentes químicos, investigar o potencial anticâncer in vitro e a genotoxicidade de óleos essenciais do gênero Eugenia. Para isso, foram utilizados os ensaios de citotoxicidade do alamar blue e o potencial hemolítico em eritrócitos de camundongos, como triagem inicial para a seleção das amostras com potencial citotóxico, a partir da determinação da CI50 das amostras. Posteriormente a seleção das amostras, buscouse avaliar o efeito anticâncer dos óleos essenciais e a sua genotoxicidade. Foram testados nove óleos essenciais, em concentração única (50 μg/mL) dos quais apenas dois - Eugenia cuspidifolia (1) e Eugenia tapacumensis (3)- foram selecionados para os testes posteriores. A CI50, em 72 horas, obtida para essas duas amostras variou entre 4,69 a 24,35 μg/mL e 6,22 a 26,17 μg/mL, respectivamente, entre as linhagens tumorais. Para a linhagem não tumoral, em 72 horas, os valores de CI50 foram de 25,51μg/mL para E. cuspidifolia (1) e 36,12 μg/mL para E. tapacumensis (3), além de não causarem hemólise a eritrócitos de camundongos. As espécies E. cuspidifolia (1) e E. tapacumensis (3) foram mais ativas para as linhagens de colorretal (HCT 116) e ovário (ES-2), e escolheu-se para os testes posteriores utilizar a linhagem HCT 116, por ser um dos tipos de câncer mais frequentes em diagnósticos e também em mortes a nível mundial. A constituição química dos óleos essenciais de E. cuspidifolia (1) e E. tapacumensis (3) foi investigada através de cromatografia gasosa. Foram identificados um total de 26 constituintes para as duas amostras. Os componentes majoritários foram óxido de cariofileno, α-copaeno, hepóxido de humuleno II e cis-nerolidol. Os óleos nas concentrações de 7,5, 15 e 30 μg/mL, foram testados no ensaio clonogênico e reduziram significativamente o número de colônias (p<0,05) na concentração de 7,5 e 15 μg/mL, quando comparado ao controle DMSO (0,2%). No ensaio de motilidade celular, nos tempos de 24 e 48 horas, os óleos essencias reduziram a migração (p<0,05) somente na concentração de 30 μg/mL, no tempo de 48h. O potencial inibidor de metaloproteinases MMP-9 e MMP-2 foi avaliado através de método zimográfico. Nos resultados obtidos, o melhor efeito inibitório foi do óleo essencial de E. tapacumensis (3), o qual reduziu a atividade enzimática (p<0,05) nas concentrações de 15 e 30 μg/mL, nos dois tempos de tratamento (24 e 48h). A genotoxicidade foi avaliada pelo ensaio do cometa, usando duas versões, a de pH alcalino, o qual detecta qualquer dano causado ao DNA, e a de pH neutro, específico para quebras da fita dupla de DNA. Através da análise do Índice de dano, os resultados no ensaio em pH alcalino foram semelhantes ao do pH neutro. Somente E. tapacumensis (3) (30 μg/mL) causou dano ao DNA (p<0,05) na versão alcalina. Na versão em pH neutro todas as concentrações causaram dano (p<0,05). Assim, conclui-se que os óleos essenciais de E. cuspidifolia (1) e E. tapacumensis (3) são citotóxicos nas linhagens tumorais, tem potencial anticâncer na linhagem HCT116 agindo como citotóxico e citostático dependendo do tempo e da concentração testada e somente a E. tapacumensis (3) é genotóxica, em células não neoplásicas, , entretanto estudos mais específicos precisam determinar se essa genotoxicidade é reversível ou se o mecanismo de ação citotóxica do óleo está relacionada a lesão do DNA das células.

Mestrado em Bioquímica - Métodos Biomoleculares
A unidade estrutural uracilo é uma estrutura promissora para a descoberta de novos agentes terapêuticos, uma vez que apresenta uma diversificada atividade biológica. Os derivados de uracilo substituídos na posição C-5, entre os quais se destaca o 5-fluorouracilo, apresentam atividade antitumoral significativa. De igual modo os derivados porfirínicos têm sido amplamente estudados como fotossensibilizadores em terapia fotodinâmica (PDT), destacando-se entre os naturais a clorofila a, precursora de alguns agentes como é o caso da clorina e6 e da feoforbida a. A conjugação de unidades de hidratos de carbono a outras moléculas tem demonstrado conferir-lhes solubilidade e seletividade para com determinadas células alvo, tornando estes conjugados adequados para administração intravenosa. Atualmente, já se encontram descritos alguns estudos envolvendo derivados de uracilo conjugados e ou fundidos a derivados porfirínicos e a hidratos de carbono. A conjugação destas moléculas poderá ser um meio para potenciar as propriedades fotossensibilizadoras dos derivados porfirínicos, tornando-os potenciais agentes terapêuticos para PDT antitumoral e antimicrobiana. A PDT tem-se destacado no tratamento de diversas doenças, particularmente no tratamento de tumores e infeções bacterianas. A ação fotodinâmica envolve a combinação da luz visível, oxigénio molecular e um fotossensibilizador, levando à formação de espécies reativas de oxigénio que induzem danos nos tecidos e consequentemente pode conduzir à morte celular. Neste trabalho, é descrita uma estratégia sintética para preparar novos derivados de clorofila a extraída da Spirulina maxima conjugada a diferentes unidades de uracil-alditóis, bem como a avaliação da atividade biológica destes conjugados, nomeadamente atividade antibacteriana e antitumoral. Os compostos preparados, 3 e 9a-c, foram caracterizados estruturalmente por espetrometria de massa e por RMN de 1H, tendo em alguns casos sido necessário recorrer a técnicas bidimensionais (COSY de 1H/1H), bem como por outras técnicas espetroscópicas. Para avaliação da atividade antibacteriana, selecionaram-se duas estirpes bacterianas: Staphylococcus aureus (Gram-positivo) e Escherichia coli (Gram-negativo). Os resultados obtidos mostraram que os compostos 3 e 9a, a uma concentração de 5,0 μM, inativaram eficientemente a bactéria S. aureus ( 7 log) após 180 min de irradiação com luz branca a uma irradiância de 2,7 mW.cm-2. Os compostos 9b e 9c, nas mesmas condições experimentais de irradiação, foram menos eficazes mostrando uma redução da abundância bacteriana de apenas cerca de 2 log. No ensaio com E. coli verificou-se que nenhum dos compostos estudados, 3 e 9a, foram capazes de inativar a bactéria de Gram-negativo. Nos estudos da avaliação da atividade antitumoral foram selecionadas duas linhas celulares da próstata humana, PNT-2 e PC-3. Os compostos 9a e 9b foram testados a uma concentração de 0,1; 1,0 e 10 μM, tendo sido incubados durante 4 h no escuro e irradiados durante 20 min com luz vermelha a uma irradiância de 1,28 mW.cm-2. Ambos os compostos, na concentração de 10 μM, foram capazes de reduzir a viabilidade das células cancerígenas PC-3, mas também das células pré-neoplásicas (PNT-2). O composto 9a consegue ainda reduzir as células PC-3 de forma significativa na concentração de 1,0 μM. No estudo preliminar de uptake intracelular do composto 9a observou-se não existir uma diferença significativa na concentração intracelular entre as linhas PNT-2 e PC-3 ao fim de 4 h de incubação. Os estudos biológicos realizados permitem concluir que a eficiência dos compostos para inativar S. aureus é dependente da unidade de açúcar utilizado (o derivado conjugado com a xilose é melhor PS do que os derivados de galactose e glucose), mas não parece ser determinante para reduzir a viabilidade das células do cancro da próstata (PC-3) na concentração de 10 μM.
Uracil is considered a lead compound, since it has been used as an important platform for chemical modifications in order to improve and to diversify its biological activity. C-5 substituted uracil derivatives, among which the 5-fluorouracil outstands, exhibits relevant antitumoral activity. Among the natural porphyrin derivatives, chlorophyll a is the precursor of some photosensitizing agents in photodynamic therapy (PDT), such as chlorin e6 and pheophorbide a. The conjugation of carbohydrates moieties to other molecules has been shown to confer solubility and selectivity to the new entities to target cells, making these conjugates suitable for intravenous administration. Currently, some studies involving uracil derivatives conjugated to and/or fused to porphyrin derivatives and carbohydrates are described in literature. The conjugation of these molecules may be used to potentiate the photosensitizing properties of the porphyrin derivatives, making them potential therapeutic agents for antitumor and antimicrobial PDT. PDT has been used with success in the treatment of various diseases, particularly in the treatment of tumors and bacterial diseases. Photodynamic action involves the combination of visible light; molecular oxygen and a photosensitizer, leading to the formation of reactive oxygen species, which will induce tissue damage and consequently leads to cell death. In this study, we report an efficient access to new derivatives of chlorophyll a, extracted from Spirulina maxima, bearing different uracil-alditols moieties, as well as the evaluation of their antibacterial and antitumoral activity. The prepared compounds, 3 and 9a-c, were structurally characterized by mass spectrometry and by 1H NMR recurring to mono- and bidimensional techniques (COSY 1H/1H ), and other spectroscopic techniques. To evaluate the antibacterial activity, two bacteria strains, Staphylococcus aureus (Gram-positive strain) and Escherichia coli (Gram-negative strain) were selected. The results showed that compounds 3 and 9a, at a concentration of 5.0 μM, were able to inactivate efficiently the S. aureus bacterium ( 7 log) after 180 min of irradiation with white light at an irradiance of 2.7 mW.cm-2. Compounds 9b and 9c, under the same experimental conditions, were much less efficient showing a reduction of only 2 log. In the E. coli assay it was found that none of the studied compounds 3 and 9a, were able to photoinactivate Gram-negative bacterium. In the antitumoral activity evaluation studies, two human prostate cell lines, PNT-2 e PC-3, were selected. Compounds 9a and 9b were tested at a concentration of 0.1, 1.0 and 10 μM, and incubated for 4 h in the dark and irradiated for 20 min with red light at an irradiance of 1.28 mW.cm-2. Both compounds, at a concentration of 10 μM, were able to reduce the viability of PC-3 cancer cells and pre-malignant cells (PNT-2). Compound 9a was further able to significantly reduce PC-3 cells at a concentration of 1.0 μM. In the preliminary intracellular uptake study of compound 9a, there was no significant difference in intracellular concentration between the PNT-2 and PC-3 cell lines after 4 h of incubation. These conducted studies allow us to conclude that the efficiency of the compounds to photoinactivate S. aureus is dependent on the sugar moiety (the xylose derivative is better PS than the galactose and glucose derivatives), but does not seem be determinant to reduce the viability of prostate cancer cells (PC-3) at a concentration of 10 μM.

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CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Neste trabalho são descritas as sínteses e avaliações biológicas de diferentes classes de compostos orgânicos e está dividido em três capítulos. O primeiro deles descreve a síntese de derivados da genisteína com distintas propriedades físico-químicas, a fim de avaliar a influência dessas propriedades na atividade biológica contra a esclerose múltipla. Foram sintetizados compostos condensados a carboidratos derivados da D-glicose e D-galactose e derivados lipofílicos com cadeias alquila ou acila lineares de doze ou quatorze carbonos. Esses compostos foram submetidos a ensaios de citotoxicidade e anti-inflamatórios in vitro e os compostos mais ativos foram avaliados quanto a sua atividade na modulação da resposta imune in vivo no modelo de encefalomielite auto-imune experimental (EAE). Na síntese dos drivados éteres verificaram-se diferentes reatividades: os compostos com cadeias alquila lineares foram obtidos em rendimentos melhores, seguido dos derivados da D-glicose e D-galactose, respectivamente. A regiosseletividade obtida na síntese dos derivados éteres foi sugerida por nOe, enquanto que nos derivados ésteres foi sugerida por RMN de 1H. Os ensaios biológicos revelaram que todos os compostos apresentaram atividade in vitro e os derivados de carboidrato foram mais citotoxicicos que os derivados com cadeias lipofílicas lineares. Após os ensaios in vivo, o composto 13 foi considerado um protótipo para o tratamento da esclerose múltipla. O segundo capítulo descreve a síntese e avaliação das propriedades antimicrobianas de surfactantes derivados do ácido quínico condensados a diaminas N-alquiladas, variando-se o tamanho da cadeia alquila (parte apolar) e a estrutura do ácido quínico (parte polar), estabelecendo-se uma relação estrutura e atividade. Foram sintetizados 32 compostos através de reações de amidação entre uma lactona derivada do ácido quínico com diaminas Nalquiladas em rendimentos satisfatórios. 17 compostos apresentaram atividades semelhantes ou melhores do que a droga de referência. Também estão sendo realizados alguns ensaios antiparasitários e anti-inflamatórios com esses compostos. O terceiro capítulo descreve a síntese e avaliação das propriedades antitumorais de derivados de xantonas Garcinia, especificamente de cluvenona. Foram sintetizados diversos compostos com grupos retiradores e doadores de eletróns, hidrofílicos e contendo a unidade sal de trifenilfosfônio no anel A de hidroxicluvenonas, que auxiliarão no entendimento da relação estrutura e atividade para essa classe de compostos. Sintetizou-se também um composto derivado da 6- hidroxicluvenona condensada com o BODIPY com potencial atividade antitumoral e propriedades fluorescentes com o objetivo de realizar estudos de localização celular e mecanismo de ação. A etapa chave para a síntese desses compostos foi uma reação em cascata de Claisen/Diels-Alder.
In this work the synthesis and biological evaluation of different classes of organic compounds are described and it is divided into three chapters. The first chapter describes the synthesis of genistein derivatives with different physicochemical properties in order to assess the influence of these properties in biological activity against multiple sclerosis. Carbohydrate derivatives from D-glucose and D-galactose and compounds condensed with lipophilic alkyl or acyl linear chains of twelve or fourteen carbons were synthesized. Cytotoxicity and anti-inflammatory activities in vitro were performed and the most active compounds were evaluated in modulating the immune response in vivo model of experimental autoimmune encephalomyelitis. Reactivity of ethers derivatives was different: compounds with linear alkyl chains were obtained in higher yields, followed by the derivatives of D-glucose and D-galactose, respectively. The regioselectivity obtained in the synthesis of ether derivatives were suggested by nOe, while the ester derivatives were suggested by 1H NMR. All compounds showed in vitro activity and carbohydrate derivatives were more cytotoxic than lipophilic derivatives. After in vivo tests, compound 13 was considered a prototype for the treatment of multiple sclerosis. The second chapter describes the synthesis and evaluation of the antimicrobial properties of surfactants derived from quinic acid (popar part) condensates with N-alkylated diamines (nonpolar part). The size of the alkyl chain and the structure of quinic acid were altered, settling a relationship structure and activity. 32 compounds were synthesized by amidation reactions between a lactone derivative of quinic acid with N-alkylated diamines in satisfactory yields. 17 of these compounds showed equal or better equal activities than the drug reference. Some antiparasitic and anti-inflammatory tests are also being conducted for these compounds. The third chapter describes the synthesis and evaluation of antitumoral properties of derivatives of Garcinia xanthones, specifically cluvenone. Several compounds were synthesized with electron withdrawing and donors groups, containing hydrophilic and the triphenylphosphonium salt unit in the A ring of hidroxicluvenonas. These compounds will help in understanding the structure and activity relationship for this class of compounds. A BODIPY Hydroxicluvenone conjugate compound with potential antitumor activity and fluorescent properties was synthesized with the aim of studying the cellular location and mechanism of action. The key step for the synthesis of these compounds was a reaction cascade Claisen / Diels-Alder reaction.

O Cancro, atualmente, é considerado uma das principais causas de morte no mundo. Esta doença oncológica não escolhe idade, género, classe social ou raça e, por conseguinte, constitui um grave problema de Saúde Pública. É considerado a doença com maior impacto económico no mundo, devido às mortes provocadas, à perda de produtividade e aos recursos financeiros necessários para o seu tratamento e sua prevenção. Os cancros hormono-dependentes, entre os quais se destacam os cancros da próstata e da mama, são dos mais frequentes. Apesar de serem conhecidos vários agentes quimioterapêuticos no seu tratamento, os efeitos secundários severos e a baixa eficácia a si associadas levam à investigação de novas estratégias terapêuticas eficientes no combate a esta doença. Para tal, o desenvolvimento de novos compostos com ação anticancerígena é de elevado interesse para a resolução desta enfermidade. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar e determinar a ação de potenciais combinações de agentes quimioterapêuticos no tratamento destes tipos de cancro. A diosgenina, sapogenina esteróide proveniente de plantas, tem funções biológicas importantes agindo como regulador de processos fisiológicos nas plantas e animais. Nos últimos anos, vários estudos têm mostrado a potencial ação anticancerígena da diosgenina, cujo mecanismo passa pela inibição da proliferação e morte celular, no tratamento de diversos cancros. Para o tratamento dos cancros da mama e da próstata atualmente recorre-se frequentemente ao uso dos fármacos - Tamoxifeno e Flutamida, respetivamente. Assim, considerando esta conhecida ação antiproliferativa e a utilização dos mesmos como agentes anticancerígenos, foram efetuados estudos da sua combinação com a Diosgenina, em células MCF-7 e LNCaP, respetivamente. O interesse pela Diosgenina como agente anticancerígeno foi evidenciado pelos resultados obtidos. Entre outros resultados, verifcou-se que em concentrações elevadas, as combinações dos compostos manifestam efeito antiproliferativo marcado, tanto nas células MCF-7 como LNCaP. Contudo, não foram evidenciados efeitos aditivos nem sinergísticos a destacar.
Actually, Cancer is considered one of the principle causes of death in the world. This oncologic disease does not choose age, gender, social class or race, wherefore, is a major public health problem. It is considered the disease with major impact in the economic world, due to deaths, the loss of productivity and the financial resources required for its treatment and prevention. The hormone-dependent cancers, among which stand out breast and prostatic cancer, are the most frequent in the world. Although they are known many chemotherapeutical agents for its treatment, the severe side effects and the low effectiveness associated with it, lead to the search for new effective therapeutic strategies in fighting the disease. For this, the development of new compounds with anticancer action is of high interest for the resolution of this disease. In this context, the aim of this work was evaluate and determine the action of potential combinations of chemotherapeutical agents in the treatment of these types of cancer. Diosgenin and steroid saponin found in plants, have important biological functions acting has physiologic processes regulator in plants and animals. Lately, many studies have shown a anticancer potential action of diosgenin, whose mechanism involves the inhibition of proliferation and cell death in the treatment of various cancers. For breast and prostatic cancer, often relies on the use of Tamoxifen and Flutamide respectively, considering this known antiproliferative action and the use of the same as anticancer agents, studies have been conducted combining these two compounds with Diosgenin, in MCF-7 cells such as LNCaP, but however, do not appear to exist any additive or synergistic effects to highlight.

Doutoramento em Química
The main scope of this work was to evaluate the metabolic effects of anticancer agents (three conventional and one new) in osteosarcoma (OS) cells and osteoblasts, by measuring alterations in the metabolic profile of cells by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy metabolomics. Chapter 1 gives a theoretical framework of this work, beginning with the main metabolic characteristics that globally describe cancer as well as the families and mechanisms of action of drugs used in chemotherapy. The drugs used nowadays to treat OS are also presented, together with the Palladium(II) complex with spermine, Pd2Spm, potentially active against cancer. Then, the global strategy for cell metabolomics is explained and the state of the art of metabolomic studies that analyze the effect of anticancer agents in cells is presented. In Chapter 2, the fundamentals of the analytical techniques used in this work, namely for biological assays, NMR spectroscopy and multivariate and statistical analysis of the results are described. A detailed description of the experimental procedures adopted throughout this work is given in Chapter 3. The biological and analytical reproducibility of the metabolic profile of MG-63 cells by high resolution magic angle spinning (HRMAS) NMR is evaluated in Chapter 4. The metabolic impact of several factors (cellular integrity, spinning rate, temperature, time and acquisition parameters) on the 1H HRMAS NMR spectral profile and quality is analysed, enabling the definition of the best acquisition parameters for further experiments. The metabolic consequences of increasing number of passages in MG-63 cells as well as the duration of storage are also investigated. Chapter 5 describes the metabolic impact of drugs conventionally used in OS chemotherapy, through NMR metabolomics studies of lysed cells and aqueous extracts analysis. The results show that MG-63 cells treated with cisplatin (cDDP) undergo a strong up-regulation of lipid contents, alterations in phospholipid constituents (choline compounds) and biomarkers of DNA degradation, all associated with cell death by apoptosis. Cells exposed to doxorubicin (DOX) or methotrexate (MTX) showed much slighter metabolic changes, without any relevant alteration in lipid contents. However, metabolic changes associated with altered Krebs cycle, oxidative stress and nucleotides metabolism were detected and were tentatively interpreted at the light of the known mechanisms of action of these drugs. The metabolic impact of the exposure of MG-63 cells and osteoblasts to cDDP and the Pd2Spm complex is described in Chapter 6. Results show that, despite the ability of the two agents to bind DNA, the metabolic consequences that arise from exposure to them are distinct, namely in what concerns to variation in lipid contents (absent for Pd2Spm). Apoptosis detection assays showed that, differently from what was seen for MG-63 cells treated with cDDP, the decreased number of living cells upon exposure to Pd2Spm was not due to cell death by apoptosis or necrosis. Moreover, the latter agent induces more marked alterations in osteoblasts than in cancer cells, while the opposite seemed to occur upon cDDP exposure. Nevertheless, the results from MG-63 cells exposure to combination regimens with cDDP- or Pd2Spm-based cocktails, described in Chapter 7, revealed that, in combination, the two agents induce similar metabolic responses, arising from synergy mechanisms between the tested drugs. Finally, the main conclusions of this thesis are summarized in Chapter 8, and future perspectives in the light of this work are presented.
Este trabalho teve como principal objetivo estudar os efeitos metabólicos de alguns fármacos (três fármacos convencionais e um em desenvolvimento) em células de osteossarcoma (OS) e osteoblastos, através da medição de alterações dos perfis metabólicos celulares por metabolómica usando espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). O Capítulo 1 apresenta um enquadramento teórico deste trabalho, começando por identificar as principais características metabólicas que descrevem o cancro em geral, assim como as famílias e mecanismos de ação dos fármacos usados no seu tratamento. São ainda apresentados os fármacos usados atualmente na quimioterapia do OS, bem como o complexo de Paládio (II) com espermina, Pd2Spm, com potencial atividade anticancerígena. Seguidamente, é explicada a estratégia da metabolómica celular e apresentado o estado da arte de estudos metabolómicos do efeito de agentes anticancerígenos em células. No Capítulo 2, apresentam-se os princípios das técnicas analíticas usadas neste trabalho, nomeadamente ensaios biológicos, espectroscopia de RMN e análise multivariada e estatística dos resultados. Os detalhes e procedimentos experimentais relativos aos métodos usados são descritos no Capítulo 3. O estudo da reprodutibilidade analítica e biológica do perfil metabólico de células MG-63 medido por RMN de alta resolução e rotação segundo o ângulo mágico (HRMAS) é apresentado no Capítulo 4. Avalia-se o impacto de vários fatores (integridade celular, velocidade de rotação da amostra, temperatura, duração e parâmetros de aquisição) nas características e qualidade do espectro de RMN HRMAS de 1H, definindo-se então os parâmetros de aquisição dos espectros a adquirir subsequentemente. Avaliam-se também os efeitos do nº de passagens celulares e do tempo de armazenamento no perfil metabólico de células MG-63. O Capítulo 5 descreve o impacto metabólico de fármacos convencionais usados atualmente na quimioterapia do OS, estudado por metabolómica por RMN de células lisadas e análise de extratos celulares aquosos. Os resultados mostram que as células MG-63 tratadas com cisplatina (cDDP) sofrem um aumento dramático do teor de lípidos, alterações dos níveis de constituintes dos fosfolípidos (compostos de colina) e de indicadores de degradação do DNA, associados a fenómenos de apoptose. Nas células expostas a doxorrubicina (DOX) ou a metotrexato (MTX) foram identificadas alterações metabólicas mais ténues, com a quase total ausência de alterações no teor de lípidos. Foram também detetadas alterações em metabolitos relacionados com o ciclo de Krebs, stress oxidativo e metabolismo de nucleótidos, interpretadas tentativamente à luz dos mecanismos de ação de cada um dos fármacos. O impacto metabólico da exposição de células MG-63 e osteoblastos a cDDP e ao complexo de Pd2Spm é apresentado no Capítulo 6. Os resultados mostram que, apesar de ambos os fármacos poderem ligar ao DNA, as alterações metabólicas que decorrem da sua ação são muito distintas, nomeadamente no que respeita às variações nos teores de lípidos (ausentes para Pd2Spm). Ensaios de medição de apoptose mostraram que, contrariamente ao verificado para células MG-63 expostas a cDDP, a redução do número de células por exposição a Pd2Spm não se deve a fenómenos de morte celular por apoptose ou necrose. Além disso, este último complexo exerce um efeito mais marcado em osteoblastos do que nas células cancerígenas, o inverso parecendo acontecer com a exposição a cDDP. Contudo, os resultados da exposição de células MG-63 a regimes de tratamento combinado com base em cocktails de cDDP ou Pd2Spm, descritos no Capítulo 7, mostram que, em combinação, os dois agentes induzem respostas metabólicas semelhantes entre si, decorrentes de mecanismos de sinergia entre fármacos. Finalmente, sumariam-se no Capítulo 8 as conclusões deste trabalho e apontam-se perspetivas de trabalho futuro.

Las hojas de Dodonaea viscosa Jacq presenta propiedades antinflamatorias, información etnofarmacológica, el cual fue obtenida en la provincia de Aymaraes, departamento de Apurimac, Perú. La presente investigación evalúa el efecto anticancerígeno del extracto hidroalcohólico de hojas de Dodonaea viscosa Jacq en el cáncer colorrectal y el efecto citotóxico en células tumorales HT-29. El material vegetal fue colectado en el distrito de Chalhuanca, provincia de Aymaraes, departamento de Apurimac a 2.888 m.s.n.m. Las hojas fueron seleccionadas y se procedieron a la maceración con alcohol al 70%, finalmente se obtuvo un extracto seco que se utilizó para realizar el ensayo químico cualitativo por cromatografía liquida acoplado a espectrometría de masas UHPLC/MS. Una vez determinado los componentes mayoritarios se procedió a determinar las características farmacocinéticas in silico utilizando la herramienta Swiss ADME, la citotoxidad sobre células HT-29 (adenocarcinoma colorectal) y el cáncer inducido por 1,2 dimetilhidracina empleando el extracto dosis de 50 y 200 mg/Kg. Se identificaron 57 compuestos tipo flavonoides y terpénico. En el ensayo de citotoxicidad por sulforodamina B (SRB) sobre la línea celular HT-29 resultó que la CI50 fue mayor a 20 µg/mL y en el estudio histopatológico se observó displasia y adenomas a la máxima dosis de 50 y 200 mg/Kg de extracto evaluado. Concluye que el extracto hidroalcohólico de D. viscosa contiene ácido dodonico como componente mayoritario, tiene efecto citotóxico in vitro sobre las células HT-29, pero ningún efecto de protección a nivel histopatológico en el ensayo cancer de colon inducido en ratas.

Objetivo: O objetivo do presente estudo foi descrever a relação entre as concentrações plasmáticas totais e livres tumorais do etoposídeo (ETO) e a inibição do crescimento do tumor observada em ratos Wistar portadores de tumor Walker- 256 (W256) utilizando a modelagem farmacocinética/farmacodinâmica (PK/PD). Métodos: Os procedimentos com animais foram aprovados no CEUA/UFRGS sob o número 22302. Os experimentos de farmacocinética foram realizados para determinar concentrações plasmáticas e livres em duas regiões do tumor sólido W256 através de microdiálise. Após a administração do ETO nas doses de 10 ou 20 mg/kg i.v. bolus em ratos Wistar portadores de tumor W256, amostras de sangue e microdialisado de tecido do centro e periferia do tumor foram coletadas simultaneamente, até 7 h pós-dose, para determinar o fator de penetração no tumor. Um método analítico por CLAE-UV foi desenvolvido e validado para quantificação do etoposídeo nas amostras de plasma e dialisado. Os experimentos de farmacodinâmica foram conduzidos em ratos portadores de tumor W256 que receberam ETO 5 e 10 mg/kg i.v. bolus uma vez ao dia por 8 e 4 dias, respectivamente. O volume dos tumores foram monitorados diariamente durante 30 dias. Análise não-compartimental dos dados de PK foi realizada no WinNonlin®. A modelagem dos dados PK e PK/PD foi realizada no Monolix®, utilizando abordagem populacional. Os dados PK/PD foram analisados usando o modelo Simeoni TGI modificado através da introdução de uma função Emax para descrever a relação nãolinear entre a concentração plasmática e tumoral e o efeito. Resultados e Discussão: O método por CLAE-UV foi desenvolvido e validado para quantificar as amostras de ETO em plasma e tecido. A penetração do ETO no tumor foi maior na periferia (61 ± 15 % e 61 ± 29 %) do que no centro do tumor (34 ± 6 % e 28 ± 11 %) após administração das doses 10 e 20 mg/kg, respectivamente (ANOVA, α = 0.05). Um modelo de 4 compartimentos compreendendo uma distribuição saturável (cinética de Michaelis-Menten) nos compartimentos tumorais a partir do compartimento central modelou simultaneamente os perfis de concentração-tempo do ETO em plasma e em ambas regiões do tumor. O modelo populacional PK/PD Simeoni TGI–Emax foi capaz de descrever o efeito antitumoral dependente do regime de administração do ETO utilizando concentrações totais plasmáticas ou livres no tumor, resultando em um maior k2max (potência máxima) para as concentrações livres (25,8 mL.μg-1.dia-1 - intratumoral vs. 12,6 mL.μg-1.dia-1 - plasma total). Conclusões: Os resultados mostram que a utilização das concentrações livres do fármaco no tumor para a modelagem PK/PD pode fornecer um melhor entendimento da relação farmacocinética e farmacodinâmica e melhoram a capacidade de previsão do modelo, considerando que a eficácia dos fármacos antineoplásicos no tratamento de tumores sólidos é dependente da capacidade do fármaco em se distribuir no tecido tumoral.
Objective: The aim of this study was to describe the relationship between total plasma and free interstitial tumor etoposide (ETO) concentrations and the drug tumor growth inhibition observed in a Walker-256 (W256) tumor-bearing Wistar rat model using the pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) modeling. Methods: The experiments with animals were approved by CEUA/UFRGS (protocol number 22302). Pharmacokinetic experiments were conducted to determine total plasma and free intratumoral concentrations in two regions of W256 solid tumor by microdialysis. After administration of ETO 10 or 20 mg/kg i.v. bolus to W256 tumorbearing Wistar rats, blood and tissue microdialysate samples from tumor center and periphery were simultaneously collected up to 7h to determine the tumor penetration factor. An analytical HPLC-UV method was developed and validated for quantification of ETO in plasma and microdialysate samples. The pharmacodynamic experiments were conducted in W256 tumor-bearing rats that received ETO 5 or 10 mg/kg i.v. bolus every day for 8 and 4 days, respectively. Tumor volumes were monitored daily for 30 days. Non-compartmental analysis of PK data was performed in WinNonlin®. The PK and PK/PD modeling by population approach were performed using Monolix®. PK/PD data were analyzed using a modification of Simeoni TGI model by introducing an Emax function to describe the nonlinear relationship between tumor and plasma concentrations and effect. Results and Discussion: The HLPCUV method was developed and validated to determine plasma and tissue samples of ETO. ETO tumor penetration was higher in the tumor periphery (61 ± 15 % and 61 ± 29 %) than center (34 ± 6 % and 28 ± 11 %) following 10 and 20 mg/kg doses, respectively (ANOVA, α = 0.05). A 4-compartment structural model comprising a saturable distribution (Michaelis-Menten kinetics) into the tumor compartments from the central compartment simultaneously described the ETO concentration–time profiles in plasma and both tumor regions. The PK/PD population Simeoni TGI–Emax model was capable of describing the schedule-dependent antitumor effects of ETO using total plasma or free tumor concentrations obtained in a W256-tumor bearing Wistar rat model, resulting in higher k2max (maximal potency) for free concentrations (25.8 mL.μg-1.day-1 - intratumoral vs. 12.6 mL.μg-1.day-1 total plasma). Conclusions: The results showed that the use of free intratumoral drug concentrations in the PK/PD modeling can provide a better understanding of the pharmacokinetics and pharmacodynamics relationship and improve the forecasting ability of the models considering that the efficacy of antineoplastic drugs in the treatment of solid tumors is dependent on the drug ability to distribute into the tumor.

Dissertação de mestrado em Química Medicinal
Esta tese de mestrado teve como objetivo o desenvolvimento de métodos eficazes para a síntese de novas estruturas de cromeno e o estudo da sua reatividade com vista à preparação de um análogo da novobiocina. Foi obtida uma série de compostos, através de sequências reacionais simples e eficazes com a preocupação de criar metodologias ecológicas. Inicialmente foram sintetizados os derivados de cloreto de 1-(2-imino-2H-cromen-3- il)piridínio, com rendimentos moderados a bons, através da reação do cloreto de 1- (cianometil)piridínio (previamente sintetizado) com diferentes salicilaldeídos. Após este primeiro passo, seguiu-se o estudo da reação de hidrólise dos compostos anteriormente obtidos, em água e meio ácido, tendo-se obtido os 2-oxocromenos correspondentes com rendimentos na ordem dos 73-96%. Estas duas vias de síntese foram também testadas no sentido de isolar estes derivados na escala das gramas. Seguidamente, foi estudada a reatividade dos derivados de 2-oxocromeno obtidos no capítulo anterior, com hidróxido e acetato de amónio, tendo-se isolado o cloreto de 10-metoxi-2- metil-4-oxo-3,4,5,6-tetrahidro-2H-2,6-metanobenzo[g][1,3]oxazocin-5-il)piridínio e 12-acetil-4- metoxi-6a,12a-dihidro-6H-cromeno[4,3-b]indolizin-6-ona, compostos que deverão possuir elevado interesse e potencial, não tendo ainda sido reportados na literatura. Foi ainda estudada a evolução dos 2-oxocromenos na presença de N-metilpiperazina. Neste passo, foi possível obter derivados de 3-aminocromeno através de uma metodologia inovadora e com um impacto ambiental reduzido relativamente às abordagens propostas até hoje. Na última parte deste trabalho, foi estudada a reatividade dos derivados de 3- aminocromeno com diferentes espécies eletrofílicas, nomeadamente, isocianatos, aldeídos, cloroformiato de etilo, cloreto de 2,3,4-trimetoxibenzoílo e ortoformiato de etilo. As diferentes espécies geradas foram devidamente caracterizadas e deixam em aberto um caminho com elevado potencial de estudo para a preparação de análogos da novobiocina.
This master degree thesis aimed to develop effective methods for the synthesis of new chromene structures and to study their reactivity for the preparation of a novobiocin analogue. We prepared several compounds by reaction sequences using simple and effective methods with ecological concern. Initially 1-(2-imino-2H-chromen-3-yl)pyridinium chloride derivatives were isolated in moderate to good yields by the reaction of 1-(cyanomethyl)pyridinium chloride (previously synthesized) with different salicylaldehydes. These compounds were hydrolyzed in water and acidic medium, leading to 1-(2-oxo-2H-chromen-3-yl)pyridinium chloride derivatives in 73-96% yield. These two synthetic routes have also been tested to generate the derivatives on a gram scale. Subsequently, we studied the reactivity of the 2-oxochromene derivatives obtained in the previous section, with sodium and ammonium acetate, having isolated the 10-methoxy-2-methyl-4- oxo-3,4,5,6-tetrahydro-2H-2,6-methanobenzo[g][1,3]oxazocin-5-yl)pyridinium chloride and 12- acetyl-4-methoxy-6a,12a-dihydro-6H-chromeno[4,3-b]indolizin-6-one. These compounds have not yet been reported in the literature and may present high interest and scientific potential. The evolution of 2-oxochromenes in the presence of N-methylpiperazine was also studied. The reaction allowed the isolation of 3-aminochromene derivatives through this innovative methodology and with a reduced environmental impact in relation to previously proposed approaches. In the last part of this work, we studied the reactivity of 3-aminochromene derivatives with different electrophilic species, in particular isocyanates, aldehydes, ethyl chloroformate, 2,3,4- trimethoxybenzoyl chloride and ethyl orthoformate. The different products generated were completely characterized and pave the way for the development of a simple and efficient approach to the synthesis of novobiocin analogs.

Dissertação de mestrado, Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014
Cancro é um termo genérico que se utiliza para designar doenças em que as células se dividem sem controlo, podendo invadir outros tecidos do corpo através do sistema sanguíneo e linfático. Nas células cancerígenas, o ácido desoxirribonucleico lesado não é reparado e a célula não morre, originando novas células de que o corpo não necessita e que possuem o mesmo erro genético que a célula inicial. O tratamento do cancro (neoplasia) requer cuidado na seleção de uma ou mais intervenções, sendo a cirurgia, a radioterapia e a quimioterapia as estratégias mais utilizadas. Face às limitações associadas aos fármacos existentes e ao rápido desenvolvimento de resistência, a procura de soluções mais eficazes e seguras para o tratamento de neoplasias representa um premente desafio. A exploração de fármacos já aprovados para o tratamentos de outras doenças é atrativa, pois grande parte da informação relativa ao perfil farmacocinético e toxicológico é conhecida. Exemplo disso são os peróxidos, derivados da Artemisinina, aplicados no tratamento da Malária. A sua atividade anticancerígena está associada aos mecanismos de indução de apoptose, sendo a ligação endoperóxido existente na estrutura destes compostos, crucial para a atividade. Com este trabalho pretende-se rever os estudos relativos à utilização de peróxidos como agentes antineoplásicos e as vantagens da sua aplicação em combinação com a terapia convencional. A preparação relativamente económica e a estabilidade da função trioxolano permitem a síntese de derivados com estruturas diversas, alargando a possibilidade de desenvolvimento de novos fármacos. Durante o trabalho de investigação sintetizaram-se diversos trioxolanos que demonstraram ter uma atividade antimalárica semelhante à dos derivados da Artemisinina aplicados atualmente no tratamento da Malária. Estes compostos também se mostram promissores na área do tratamento do cancro.

Dissertação de mestrado em Ciências (área de especialização em Química)
Neste trabalho aborda-se a síntese e caracterização de derivados de imidazol biologicamente ativos. Estas moléculas orgânicas foram posteriormente usadas como ligandos polidentados na formação de complexos com o metal de transição cobre(II). Estes compostos coordenados e os seus ligandos foram caracterizados por métodos analíticos e espectroscópicos, nomeadamente por espectroscopia de ressonância magnética nuclear, infravermelho e UV/Vis. Foi também efetuada a caraterização eletroquímica dos ligandos livres e dos seus complexos usando voltametria cíclica numa tentativa de correlacionar posteriormente o potencial redox destes compostos e a sua potencial atividade anticancerígena. A síntese dos vários compostos derivados de imidazol inclui dois grandes grupos, os bi-imidazois e os pirrolil-imidazois. A sua síntese foi bem-sucedida com rendimentos bastante elevados para a maior parte dos compostos. Todos estes compostos foram caracterizados por 1H RMN e IV e a sua estrutura foi confirmada por comparação com os dados de moléculas preparadas e completamente caracterizadas em trabalhos anteriores. Recorreu-se a derivados de imidazol pois este grupo tem nos últimos anos, sugido em moléculas com actividade biológica, nomeadamente como potenciais agente antibacterianos, antifúngicos e anticancerígenos. A coordenação destes ligandos foi realizada com apenas dois metais, cobre e níquel, com o segundo a ser usado de modo a possibilitar a caracterização eficiente dos complexos por 1H RMN. Os rendimentos para a síntese dos complexos foram apreciáveis e caracterizaram-se por análise elementar, UV-vis e por métodos eletroquímicos. Traçaram-se voltamogramas cíclicos para os complexos e ligandos de forma a caracterizar o seu comportamento redox, em dois solventes, DMSO e ACN pois a solubilidade de alguns complexos era limitada em DMSO. Este estudo foi realizado com a intenção de comparar os resultados obtidos com os de complexos de cobre já existentes com conhecida atividade anticancerígena e assim avaliar a possibilidade de alguns dos complexos ou mesmo dos ligandos sintetizados nesta dissertação serem possíveis agentes anticancerígenos.
This work addresses the synthesis and characterization of biologically active ligands namely imidazole derivatives. These organic molecules were further used as polidentate ligands for the complexation of transition metals such as copper(II). All organic compounds obtained and coordination compounds were characterized by standard methods. The synthesized organic compounds derived from imidazol can be divided into two structural groups, the bi-imidazoles and pirrolil-imidazoles. Most of the compounds were obtained with high yield. All compounds were characterized by elemental analysis, 1H NMR and IR and their structura was confirmed by comparison with the data of the same, molecules that were prepared in previous work and fully characterized. The use of imidazole derivates results from their know potential as antifungal, antibacterial and anticancer agents. Complexation of all the ligands synthetized was performed using copper(II) and nickel(II) as metal ions. Nickel was used for his capacity to provide 1H NMR spectra. Yields for the synthesis of the complexes were reasonable and the products were characterized by elemental analysis, UV and IR spectroscopy and by electrochemical methods. A cyclic voltammetry study of the complexes and all the ligands was used to characterize their redox behavior. For this study we used DMSO and ACN due to solubility problems with the metal complexes in DMSO. This technique was applied with the intention to compare the redox potential of the metal complexes with copper with the redox potential of a known complex with anticancer activity. The major aim was to search for a relationship between the values of the redox potential and the possible anticancer activity of the imidazole copper complexes.

A nimesulida é um anti-inflamatório não esteroide, tendo também propriedades analgésicas e antipiréticas. Vários estudos demonstraram a sobreexpressão da enzima ciclooxigenase-2 em cancros sólidos, estando esta associada nomeadamente à produção da prostaglandina-E2, a qual potencializa a carcinogénese. Uma vez que a nimesulida e os seus análogos, bem como outros fármacos, inibem a ciclooxigenase-2, é expectável que apresentem propriedades anticancerígenas. Recentemente, várias orto-(alquilcalcogénio)-N-acetanilidas estruturalmente semelhantes à nimesulida foram sintetizadas e foi avaliada a sua potencial atividade anticancerígena. De facto, em estudos in vitro de proliferação celular apresentam atividade antiproliferativa seletiva para células cancerígenas, destacando-se as células do adenocarcinoma da próstata sensíveis a androgénios. Os compostos mais potentes foram as acetanilidas O- e/ou N-benzilícas e -hexílicas. Desta forma, tendo em conta os grupos já conhecidos de análogos da nimesulida que potenciam a atividade anticancerígena, foi sintetizada e caracterizada uma nova série de orto-(alquiltio)-N-alquilacetanilidas. Nesta série destaca-se a introdução dos grupos nitro e acetamida na posição 4 das acetanilidas e os grupos ligados ao grupo tio e/ou amida [hexilo, metilenociclohexilo e (2,4-dimetilbenzilo)]. Adicionalmente, foram avaliados os seus efeitos na viabilidade celular de fibroblastos normais da derme humana, em células do adenocarcinoma da próstata sensíveis a androgénios e em células epiteliais humanas do cancro da mama sensíveis a estrogénios. Os resultados obtidos confirmam que as acetanilidas desenvolvidas neste trabalho de dissertação são potenciais agentes anticancerígenos para o cancro da mama, realçando-se as acetanilidas com protão na posição 4 com grupos N- e S-hexílicos e a acetanilida com grupo acetamida na posição 4 e com grupo N-hexílico e S-(2,4-dimetilbenzílico). Os estudos de docking molecular foram realizados de forma a avaliar as energias de ligação e as possíveis interações com a ciclooxigenase-2, aromatase, recetor de androgénios e recetor alfa de estrogénios. Os resultados demonstraram que as acetanilidas podem ser potenciais inibidores da aromatase, e ligar-se a recetores de androgénios e a recetores alfa de estrogénios, embora não apresentem afinidade significativa para a ciclooxigenase-2.
Nimesulide is a nonsteroidal anti-inflammatory drug with analgesic and antipyretic properties. Several studies have demonstrated an overexpression of cyclooxygenase-2 in solid cancer. This overexpression of cyclooxygenase-2 is associated, namely, with an increased production of prostaglandin-E2 which therefore potenciate the carcinonegesis. Since nimesulide and its analogues, as well others drugs, inhibited cyclooxygenase-2, it is expectable that these compounds have anticancer activity. Recently, several ortho-(alkylchalcogen)-N-alkylacetanilides structurally resembling nimesulide were synthesized and their potencial anticancer activity was evaluated. In fact, in vitro, cell proliferation studies showed a selective antiproliferative activity for cancer cells, with prominence to the prostate cancer cell lines. The compounds that showed more anticancer activity were O- and/or N-benzylic and -hexyl acetanilides. Thus, taking in mind already known groups that potentiate the antiproliferation activity of nimesulide analogues, a set of new ortho-(alkylthio)-N-alkylacetanilides were synthesized and characterized. In this new serie was studied the introduction of the nitro and acetamide group at position 4, in which hexyl, methylcyclohexyl and/or 2,4-dimethylbenzyl are linked to thio and/or to an amide group. Additionally, cell viability of these acetanilides were evaluated against normal human dermal fibroblasts as well with human prostate and breast cancer cell lines. From the results obtained, acetanilides are a potencial anticancer agent for breast cancer. Although the best anticancer activity was presented in the acetanilides with a proton in position 4 with groups N- and S-hexyl and in the acetanilide with a group acetamide in the position 4 and with a group N-hexyl e S-(2,4-dimethylbenzyl). The docking molecular studies were performed in order to predict the binding energies and possible interactions with cyclooxygenase-2, aromatase, estrogen receptor and androgen receptor. The results of these studies can be potencial inhibitors for aromatase, androgen receptor and estrogen receptor, but this not occur for the cyclooxygenase-2.

Tese de mestrado em Química Inorgânica Biomédica (Aplicações em Diagnóstico e Terapia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012
O principal objectivo deste trabalho era a síntese e caracterização de novos compostos de ferro com potenciais aplicações terapêuticas no tratamento do cancro. Nesse contexto sintetizaram-se cinco novos compostos com o fragmento {(η5-C5H5)Fe(II)}, de estrutura em banco de piano e englobando na sua esfera de coordenação uma fosfina bidentada (dppe). Os complexos sintetizados têm a fórmula geral [FeCpDppeL] em que L é um ligando heterocíclico azotado. Os compostos foram caracterizados por NMR (1H, 13C, 1H-1H, 31P e 1H-13C), IV, UV-Vis, Análises Elementares (%H, C, N e S), Voltametria Cíclica e, sempre que possível, Difracção de Raios-X. O seu potencial anticancerígeno foi avaliado em ensaios in vitro em linhas celulares tumorais humanas. Para o complexo de ferro com melhor actividade foram efectuados estudos preliminares por espectroscopia de fluorescência, tendo sido verificada interacção entre a proteína e o complexo. Este trabalho abre caminho para os estudos das potencialidades dos monociclopentadienilos de ferro como agentes antitumorais.
The main purpose of this work was synthesized and characterized new iron complexes with potential applications in cancer treatment. Five new compounds have been synthesized containing the fragment {(η5-C5H5)Fe(II)}, with piano stool structure with dppe in his coordination ring. [FeCpDppeL] is the general formula of these complexes, where L is a nitrogen heterocicle ligand. These compounds were characterized by NMR (1H, 13C, 1H-1H, 31P e 1H-13C), Infrared spectroscopy, Ultraviolet-visible spectroscopy, Elementar Analysis (%H, C, N e S), Ciclic Voltametry and, when possible, X Ray Diffraction. Their antitumoral activity was evaluated by in vitro essays with human tumoral cell lines. The most promising complex was studied by fluorescence spectroscopy and a complex-protein interaction has been observed. This work is an initial step to the studies of monocyclopentadienyl iron as antitumoral agents.

Atualmente, o cancro apresenta uma elevada mortalidade perante a população mundial e novas estratégias terapêuticas têm sido desenvolvidas com o objetivo de combater esta patologia. Recentemente verificou-se que uma das formas de diminuir a atividade dos genes tumorais é através da estabilização das estruturas do G-quadruplex. O G-quadruplex é uma estrutura de quatro cadeias formada por sequências específicas ricas em guanina e estão presentes em regiões de extrema importância biológica, como telómeros humanos e promotores de oncogenes. A sua estabilização pode ser obtida com compostos orgânicos de baixo peso molecular que promovem a inibição da atividade da enzima telomerase. Assim, o contexto deste trabalho foca-se no desenvolvimento de compostos derivados de calixarenos, capazes de se ligarem seletivamente ao G-quadruplex telomérico. Os compostos foram sintetizados, purificados e caraterizados por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e Espectometria de Massa (MS). A interação entre as estruturas G-quadruplex e os derivados de calixarenos foi estudada utilizando titulações de RMN de 1H, de modo a avaliar a estabilização do G-quadruplex a diferentes temperaturas e identificar os locais de ligação envolvidos na interação. O efeito dos compostos na proliferação das linhas celulares tumorais (MCF-7 e LNCaP) e normais (NHDF) foi avaliado pelo ensaio MTT, de modo a se poder concluir acerca do seu interesse como potenciais agentes anticancerígenos. Adicionalmente, a localização celular dos calixarenos foi avaliada por microscopia de fluorescência confocal e o estudo do mecanismo de morte celular por citometria de fluxo. Da síntese química resultaram vários intermediários e dois macrociclos, os quais foram posteriormente estudados. A formação e estabilidade da estrutura G-quadruplex foi seguida por RMN e observou-se que à temperatura de 65°C este desnaturou, passando à forma de duplex. Por microscopia de fluorescência, observou-se que os compostos macrociclos são fluorescentes e que, ao nível de localização celular, não se observou fluorescência no núcleo da célula com o composto Calix-Benz. Relativamente à avaliação biológica dos derivados de calixarenos pelo ensaio MTT, verificou-se existirem diferentes efeitos antiproliferativos. O composto que revelou ser mais tóxico para as várias linhas celulares foi o intermediário Calix-NH2, especialmente em células cancerígenas da próstata, uma vez que foram observados valores elevados de inibição da proliferação celular e IC50 de 1,474 µM, demonstrando também ser mais tóxico para estas células do que para as células normais da derme humana. Este mesmo composto não relevou marcação significativa pela Anexina V-FITC e originou valores significativos de morte celular em comparação com compostos padrão ativos contra o cancro da mama.
Currently, cancer has a high mortality rate in global population and new therapeutic strategies have been developed in order to treat this disease. Recently, it was found that stabilization of the G-quadruplex structures reduce the activity of tumoral genes. The G-quadruplex structure is constituted by four specific chains rich in guanine sequences, which are present in regions with biological importance such as human telomeres and oncogene promoters. The stabilization of these structures can be achieved through binding of molecular compounds that can promote inhibition of telomerase activity in cancer cells. Therefore, this work focuses on the development of calixarene derivatives, able to selectively bind the telomeric G-quadruplex. These compounds were synthetized, purified and characterized using nuclear magnetic resonance (NMR) and mass spectrometry (MS). The interaction between the G-quadruplex structures and the calixarene derivatives is studied using 1H-NMR titration, in order to evaluate the stabilization of G-quadruplex at different temperatures and also to identify the compounds binding sites involved in the interaction. The effects of these compounds on proliferation of tumoral (MCF-7 and LNCaP) and normal (NHDF) cell lines were assessed by MTT assay to evaluate as potential anti-cancer agents. Moreover, their cellular localization is evaluated by confocal fluorescence microscopy and the cell death follows by flow cytometry. From the chemical synthesis resulted several calixarene intermediates and two macrocycles that are studied as G-quadruplex binders. The formation and stability of G-quadruplex structure is monitored by NMR, and revealed a denaturation to a duplex at T=65°C. The fluorescence microscopy revealed that the macrocycles compounds are fluorescent and no fluorescence is observed for Calix-Benz in the nucleus of the cells. The biological evaluation of calixarene derivatives by the MTT assay revealed different anti-proliferative effects. The Calix-NH2 is found to be the most citotoxic compound in these cell lines, especially for the prostate cancer cells, since high levels of inhibition of cell proliferation and a IC50 of 1.474 µM is observed in cancer cells than in normal human dermal cells. This compound also evidenced to have more toxic effects for these cells than to normal human dermal cells. This compound do not have significant staining using FITC Annexin V; however significant cell death is obtained when compared to standard compounds against breast cancer.

O poli(beta-amino ésteres)( PβAE) é um polímero catiónico, biodegradável com elevado potencial na complexação e entrega do material genético. O presente trabalho visa a síntese e caracterização do PβAE para a obtenção de nanotransportadores a partir da sua conjugação com o polietilenoglicol (PEG) para entrega de fármacos e/ou material genético. Para isso, procedeuse à síntese do PβAE por adição de Michael entre o diacrilato de 1,4-butanodiol e 5-amino-1-pentanol (1,2/1) em acetona. Deste modo, foram obtidos polímeros com pesos moleculares entre 3300-10000 g.mol -1 , tendo sido demonstrado que o aumento da temperatura de reacção é determinante para o aumento do peso molecular. A confirmação da estrutura química foi realizada por 1 H-RMN e por FTIR-ATR. O pkb do polímero foi determinado por titulação com NaOH, tendo-se obtido um valor de pkb ≈5. Os valores medidos de transmitância demonstraram que para valores de pH superiores a 5 o valor da transmitância vai diminuindo rapidamente, indicando o PβAE torna-se solúvel como resultado daprotonação do grupo amino. A degradação do PβAE foi avaliada em soro fisiológico tendo-se concluído que, nestas condições, a degradação ocorre por hidrólise das cadeias sendo o tempo de meia vida da amostra estimada em 7 dias. A viabilidade celular das células na presença de diferentes concentrações de PβAE foi avaliada pelo teste de Alamar Blue. Os resultados mostraram uma elevada viabilidade celular mesmo para altas concentrações de polímero. Os dados de potencial Zeta e da medição de tamanhos das partículas, preparadas por complexação com alginatode sódio, indiciaram que houve agregação das partículas, formando-se agregados de tamanho superiores a 1 µm. A preparação do copolímero PEG-PβAE-PEG foi feita por uma reacção de cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen (azida-alcino) catalisada por cobre Cu (I) (Click Chemistry), após prévia modicação dos terminais do PβAE e do PEG com um grupo alcino e azida, respectivamente. Apesar dos resultados da análise FTIR indiciarem que a reacção foi bem-sucedida não foi possível confirmar por outros métodos de caracterização físico-química, tornando-se, por isso, inviável a continuação do projecto inicialmente proposto. De forma a contornar este resultado, foram propostos dois novos objectivos ao projecto inicial, a modificação dos terminais acrilato do PβAE com glucosamina e a preparação de um novo PβAE preparado com o diacrilato de 1,4-butanodiol e a glucosamina. Relativamente à modificação dos terminais acrilato com glucosamina conseguiu-se uma modificação na ordem dos 85%. Os resultados da síntese de PβAE com glucosamina revelaram-se promissores, contudo necessitam de mais experiências de modo a optimizar a síntese. Palavras-chave: poli(beta-amino ésteres); polietilenoglicol ; nanotransportadores; adição de Michael; cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen (azida-alcino) catalisada por cobre Cu (I); glucosamina;

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019
Este projeto começou com uma triagem virtual baseada em farmacóforos, previamente escolhidos, de uma biblioteca de produtos naturais. Foram identificados 9 compostos flavonóides que poderiam possuir potencial de inibição da enzima topo IIα e combater o cancro.
This project started with a previously completed large-scale pharmacophore-based virtual screening of a library of natural products. 9 natural compounds from the flavonoid chemical class were identified and could possess topo IIα inhibition potential and combact cancer.
National Institute of Chemistry in Ljubljana

Tese de doutoramento em Bioquímica, na especialidade de Biologia Celular e Molecular, apresentada ao Departamento de Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
O cancro continua a ser uma das principais causas de morte em todo o mundo. O cancro de mama, em particular, é um dos que apresenta a maior taxa de incidência em mulheres. Desta forma, novas abordagens para o tratamento do cancro de mama baseadas no desenvolvimento de compostos anticancerígenos promissores que permitam uma eficiente melhoria na sobrevivência do paciente, são de extrema importância. No presente trabalho, várias poliaminas biogénicas modificadas e correspondentes complexos de platina (Pt(II)) e paládio (Pd(II)) foram estudados relativamente ao seu comportamento conformacional, através de espectroscopia vibracional (infravermelho e Raman). Uma vez que os complexos de Pt(II) e Pd(II) têm demonstrado uma boa actividade anticancerígena, um conhecimento rigoroso do perfil estrutural destes compostos é essencial para compreendermos a base molecular da sua atividade citotóxica. A geometria all-trans foi reconhecida como sendo a mais favorável para todas as poliaminas alquiladas, em condições totalmente protonadas. Po outro lado, os respetivos complexos polinucleares apresentaram uma geometria estável muito semelhante àquela previamente obtida para os quelatos análogos com espermidina e espermina, contendo duas ou três unidades análogas da cisplatina (MCl2(NH3)2). A atividade antineoplásica destes compostos in vitro foi avaliada em linhas celulares humanas de cancro de mama (JIMT-1, L56Br-C1, MCF-7 e MDA-MB-231), assim como numa linha imortalizada não-neoplásica (MCF-10A), como sistema modelo. As células MCF- 10A mostraram ser menos afetadas pelos compostos testados, no entanto uma inibição significativa do crescimento e uma indução de morte celular (por apoptose) foram detetadas em algumas das linhas cancerígenas estudadas. As células L56Br-C1 foram as mais sensíveis a este tipo de tratamento. A norespermidina (NSpd) e o seu complexo de Pd(II) apresentaram um efeito antiproliferativo mais forte relativamente ao análogo de Pt(II). Verificou-se ainda que estes compostos reduziam a atividade celular da enzima ornitina descarboxilase na maioria das linhas celulares analisadas, para doses inferiores relativamente às do complexo de Pt(II). Além disso, o tratamento com NSpd ou com Pd-NSpd diminuíram a formação de colónias, i.e. a malignidade das células de cancro de mama, com maior eficiência do que o homólogo de Pt(II). Nenhum destes compostos aparentou atuar como uma genotoxina (na concentração de 25 μM). Relativamente aos análogos da espermina, a paladinação do N1,N11- bis(etil)norespermina (BENSpm) levou a um aumento da citotoxicidade, em contraste com a platinação do N1-metilciclopropil-N11-etilnorespermina (CPENSpm) que reduziu a citotoxicidade, o que pode ser explicado por diferenças na entrada celular dos dois quelatos. O BENSpm e o Pd-BENSpm apresentaram um efeito redutor face à população de células estaminais cancerígenas CD44+CD24- (avaliada por citometria de fluxo). O Pd-BENSpm foi o composto mais eficiente de todos os investigados relativamente à indução de danos no ADN e redução na formação de colónias. O Pt-CPENSpm e o Pd-Spm, por sua vez, mostraram ser os compostos menos tóxicos de todos os testados. O Pd-Spm diminuiu eficientemente os níveis intracelulares de glutationa, o que provavelmente foi uma consequência da sua inativação metabólica por conjugação a este tiol endógeno. Os resultados obtidos mostram que os complexos polinucleares de poliaminas com Pd(II) possuem uma atividade anticancerígena mais elevada do que os seus homólogos de Pt(II), podendo assim serem considerados promissores agentes terapêuticos inorgânicos contra o cancro de mama, acoplando uma maior eficiência a uma toxicidade mais reduzida.
Worldwide, cancer is still one of the major leading causes of death. In particular, breast cancer is the one presenting the highest incidence rates in women. Therefore, new approaches for breast cancer treatment based on the development of promising anticancer agents that can efficiently improve patient survival are of utmost relevance. In the present work, several modified biogenic polyamines and their newly synthesised Pt(II) and Pd(II) complexes were studied regarding their conformational behaviour by vibrational spectroscopy (infrared and Raman). Since Pt(II) and Pd(II) complexes have shown good anticancer activity, an accurate knowledge of the structural profile of these compounds is essential for understanding the molecular basis of their cytotoxic activity. The all-trans geometry was found to be favoured for all the alkylated polyamines, in their totally protonated state. In the other hand, their polynuclear complexes presented a stable geometry very similar to that previously obtained for the analogous chelates with spermidine and spermine, comprising two or three cisplatin-like (MCl2(NH3)2) moieties. The in vitro cytotoxic activity of these compounds was then evaluated in established human breast cancer cell lines (JIMT-1, L56Br-C1, MCF-7 and MDA-MB-231) and in one normal-like immortalised breast cell line (MCF-10A) as model systems. The MCF-10A cells were found to be least affected by the tested compounds, while significant growth inhibition and apoptotic cell death was observed for some of the cancer cell lines, L56Br-C1 being the most sensitive to this type of treatment. Norspermidine (NSpd) and its Pd(II) complex were generally shown to have a stronger antiproliferative effect, as compared to its Pt(II) analogue. Also they were found to reduce the cellular activity of the growth-related enzyme ornithine decarboxylase to a lower level than the Pt(II) complex, in most of the cell lines examined. Moreover, treatment with NSpd or Pd- NSpd decreased colony formation, i.e. the malignancy of the breast cancer cells, to a much larger extent than the Pt(II) counterpart. None of these agents appeared to act as a genotoxin at a 25 μM concentration. Regarding the spermine analogues, palladination of N1,N11-bis(ethyl)norspermine (BENSpm) led to enhanced cytotoxicity, in contrast to platination of N1-cyclo-propylmethyl- N11-ethylnorspermine (CPENSpm), that reduced cytotoxicity, which may be explained by differences in the cellular uptake of the chelates. BENSpm and Pd-BENSpm treatment reduced the putative cancer stem cell population CD44+CD24- (evaluated by flow cytometry). Furthermore, Pd-BENSpm was the most efficient compound of those investigated regarding induction of DNA damage and decrease in colony formation. Pt-CPENSpm and Pd-Spm, in the other hand, were shown to be the least toxic compounds of all tested. Pd-Spm efficiently reduced the cellular glutathione levels, which probably was a consequence of its metabolic inactivation by conjugation to this endogenous thiol. Overall, the results show that the polynuclear Pd(II)-polyamine complexes display a stronger anticancer effect than their Pt(II) homologues, which renders them promising new metal-based therapeutic agents against breast cancer, coupling increased efficiency to a slightly lower toxicity.
FCT - SFRH/BD/46364/2008