Efeitos anti-inflamatório, antitumoral e analgésico de nanopartículas de ouro e antibacteriano de nanopartículas de prata

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Athayde, Heloiza Fernanda Oliveira da Silva
Orientador(a): Gasparotto, Luiz Henrique da Silva
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28469
Resumo: A neoplasia e a resistência bacteriana estão entre os principais desafios na área biomédica atualmente, cenário este que demanda estudo e desenvolvimento de tratamentos alternativos. Nanopartículas metálicas tem se mostrado promissoras em aplicações dessa natureza. Esta tese apresenta aplicações de nanopartículas de ouro e prata (NanoAu e NanoAg, respectivamente) a sistemas biológicos. NanoAu são consideradas como potenciais plataformas para drug delivery. Entretanto, é essencial o entendimento da interação dessas partículas com os organismos vivos antes da sua utilização como nanocarreadores. Assim, o primeiro estudo apresenta a síntese e caracterização de NanoAu e a investigação dos efeitos anti-inflamatório, analgésico e antitumoral, além da biodistribuição das mesmas e o seu efeito sobre vários tipos de tecidos. As NanoAu foram sintetizadas por meio de uma rota de baixo impacto ambiental e caracterizadas com microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia na região do UV-Visível (UV-vis). Posteriormente, células HT-29 foram expostas às NanoAu e avaliou-se a apoptose por meio da atividade da caspase-3. Em relação a ensaios in vivo, NanoAu foram administradas a camundongos Swiss fêmeas e ratos machos para posterior avaliação das suas propriedades anti-inflamatórias e analgésicas. A biodistribuição das NanoAu e seu impacto sobre os tecidos foram estudados por espectroscopia de UV-Vis e análise histopatológica, respectivamente. A apoptose das células foi dependente da dose para concentrações de NanoAu entre 40 g ml-1 e 80 g ml-1 (p < 0,05). A melhor atividade anti-inflamatória foi observada na dose de 1500 g kg-1 , o que ocasionou uma redução de 49,3% na migração de leucócitos. NanoAu mostraram analgesia periférica na dose de 1500 g kg-1 e foram encontradas no fígado, baço, rim e pulmão dos camundongos Swiss. O exame histopatológico revelou extravasamento de hemácias no pulmão. Já o segundo estudo, aborda a investigação do efeito sinérgico metabólico das NanoAg combinadas ao hiclato de doxiciclina. Para isso foi utilizada a bioespectroscopia ATR-FTIR de amostras bacterianas de Staphylococcus aureus. A PCA foi aplicada ao grupo de espectros mostrando um padrão de diferenciação entre as classes. Devido à complexidade dos dados obtidos (apresentarem bandas de sobreposição e bastante variância dentro da mesma classe), foi necessário o emprego da ferramenta de seleção de variáveis PLS-DA. Foram identificados que todos os antimicrobianos desse estudo interferem na síntese protéica. Valores de sensibilidade de 75%, 100% e 75 % para Controle, NanoAg e hiclato de doxiciclina respectivamente. Ainda foi determinado se havia ou não diferença estatística nos valores médios de absorbância, isso permitiu apontar em quais casos os biomarcadores eram mais expressos o que sugeriu a possível causa da sinergia do efeito antibacteriano das NanoAu combinadas com hiclato de doxiciclina. Os resultados obtidos nos dois estudos confirmam a potencialidade das nanopartículas sintetizadas em nosso grupo de pesquisa como possíveis nanocarreadores.
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Esta tese apresenta aplicações de nanopartículas de ouro e prata (NanoAu e NanoAg, respectivamente) a sistemas biológicos. NanoAu são consideradas como potenciais plataformas para drug delivery. Entretanto, é essencial o entendimento da interação dessas partículas com os organismos vivos antes da sua utilização como nanocarreadores. Assim, o primeiro estudo apresenta a síntese e caracterização de NanoAu e a investigação dos efeitos anti-inflamatório, analgésico e antitumoral, além da biodistribuição das mesmas e o seu efeito sobre vários tipos de tecidos. As NanoAu foram sintetizadas por meio de uma rota de baixo impacto ambiental e caracterizadas com microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia na região do UV-Visível (UV-vis). Posteriormente, células HT-29 foram expostas às NanoAu e avaliou-se a apoptose por meio da atividade da caspase-3. Em relação a ensaios in vivo, NanoAu foram administradas a camundongos Swiss fêmeas e ratos machos para posterior avaliação das suas propriedades anti-inflamatórias e analgésicas. A biodistribuição das NanoAu e seu impacto sobre os tecidos foram estudados por espectroscopia de UV-Vis e análise histopatológica, respectivamente. A apoptose das células foi dependente da dose para concentrações de NanoAu entre 40 g ml-1 e 80 g ml-1 (p < 0,05). A melhor atividade anti-inflamatória foi observada na dose de 1500 g kg-1 , o que ocasionou uma redução de 49,3% na migração de leucócitos. NanoAu mostraram analgesia periférica na dose de 1500 g kg-1 e foram encontradas no fígado, baço, rim e pulmão dos camundongos Swiss. O exame histopatológico revelou extravasamento de hemácias no pulmão. Já o segundo estudo, aborda a investigação do efeito sinérgico metabólico das NanoAg combinadas ao hiclato de doxiciclina. Para isso foi utilizada a bioespectroscopia ATR-FTIR de amostras bacterianas de Staphylococcus aureus. A PCA foi aplicada ao grupo de espectros mostrando um padrão de diferenciação entre as classes. Devido à complexidade dos dados obtidos (apresentarem bandas de sobreposição e bastante variância dentro da mesma classe), foi necessário o emprego da ferramenta de seleção de variáveis PLS-DA. Foram identificados que todos os antimicrobianos desse estudo interferem na síntese protéica. Valores de sensibilidade de 75%, 100% e 75 % para Controle, NanoAg e hiclato de doxiciclina respectivamente. Ainda foi determinado se havia ou não diferença estatística nos valores médios de absorbância, isso permitiu apontar em quais casos os biomarcadores eram mais expressos o que sugeriu a possível causa da sinergia do efeito antibacteriano das NanoAu combinadas com hiclato de doxiciclina. Os resultados obtidos nos dois estudos confirmam a potencialidade das nanopartículas sintetizadas em nosso grupo de pesquisa como possíveis nanocarreadores.Neoplasia and bacterial resistance are among the main challenges in the biomedical área. It requires study and development of alternative. Metal nanoparticles have shown promise in such applications. This thesis presents applications of gold and silver nanoparticles (NanoAu and NanoAg, respectively) to biological systems. NanoAu are considered as potential drug delivery platforms. However, understanding the interaction of these particles with living organisms before their use as nanocarriers is essential. Thus, the first study presents the synthesis and characterization of NanoAu and the investigation of antiinflammatory, analgesic and antitumor effects, as well as their biodistribution and their effect on various tissue types. The NanoAu were synthesized by enviromental friendly route and characterized by transmission electron microscopy (TEM) and UV-Vis spectroscopy (UV-vis). Subsequently, HT-29 cells were exposed to NanoAu and apoptosis was evaluated by caspase-3 activity. Regarding in vivo assays, NanoAu were administered to female Swiss mice and male rats for further evaluation of their anti-inflammatory and analgesic properties. NanoAu biodistribution and its impact on tissues were studied by UVVis spectroscopy and histopathological analysis, respectively. Cell apoptosis was dose dependent for NanoAu concentrations between 40 µg ml -1 and 80 µg ml -1 (p <0.05). The best anti-inflammatory activity was observed at 1500 g kg-1, which led to a reduction of 49.3% in leukocyte migration. NanoAu showed peripheral analgesia at 1500 g kg-1 and were found in the liver, spleen, kidney and lung of Swiss mice. Histopathological examination revealed extravasation of red blood cells in the lung. The second study addresses the investigation of the metabolic synergistic effect of NanoAg combined with doxycycline hiclate, DO. ATR-FTIR biospectroscopy of bacterial samples of Staphylococcus aureus was used. PCA was applied to the spectrum group showing a pattern of differentiation between the classes. Due to the complexity of the obtained data (presenting overlapping bands and enough variance within the same class), it was necessary to use the PLS-DA variable selection tool. It was identified that all antimicrobials in this study interfere with protein synthesis. Sensitivity values of 75%, 100% and 75% for Control, NanoAg and doxycycline hyclate respectively. It was also determined whether or not there was a statistical difference in the mean absorbance values, which allowed us to indicate in which cases the biomarkers were more expressed, which suggested the possible cause of the synergy of the antibacterial effect of NanoAu combined with doxycycline hyclate. The results obtained in both studies confirm the potential of synthesized nanoparticles in our research group as possible nanocarriers.CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICANanopartículas de ouroHT-29Nanopartículas de prataEscherichia coliEfeitos anti-inflamatório, antitumoral e analgésico de nanopartículas de ouro e antibacteriano de nanopartículas de prataGold and silver nanoparticles applied to biological systemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTEfeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf.txtEfeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf.txtExtracted texttext/plain556869https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28469/2/Efeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf.txte8f894708623bc64947298dd8c48381aMD52THUMBNAILEfeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf.jpgEfeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1437https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28469/3/Efeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf.jpgd55722f2c74ceec3137dbd1ca3eb7386MD53ORIGINALEfeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdfapplication/pdf8959702https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/28469/1/Efeitosantiinflamatorio_Athayde_2019.pdf122fb2284b0b96f66988899d9802fb09MD51123456789/284692020-02-16 04:55:17.762oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/28469Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2020-02-16T07:55:17Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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