Projeto de aplicação de cuidados anestésicos na monitorização de situações clínicas de hipoperfusão orgânica

Apesar dos avanços na sua abordagem terapêutica, a hemorragia severa continua a ser a principal causa de morbilidade e mortalidade em animais vítimas de trauma ou sujeitos a intervenção cirúrgica. O aparecimento de lesões decorrentes, ou da morte consequente, deve-se ao deficit de volume de fluidos intravasculares e subsequente desenvolvimento do estado hipovolémico. Em termos fisiológicos, a consequência mais devastadora desta condição é a diminuição, absoluta ou relativa, da pré-carga cardíaca, resultando num baixo débito cardíaco, perfusão tecidular inadequada e diminuição do aporte de oxigénio aos tecidos, o qual compromete, inequivocamente, a função celular. O controlo da hipovolémia passa pela resolução da hemorragia e pela correção do deficit de volume intravascular causado e envolve, obrigatoriamente, o recurso à administração de fluidos intravenosos. A escolha do tipo de fluido mais adequado para a terapia intravenosa, em cada ocorrência, é uma tarefa que exige reflexão e ponderação. A seleção dos fluidos apropriados é da responsabilidade do médico veterinário, sendo, no entanto, fundamental que o enfermeiro veterinário detenha conhecimentos básicos sobre as diferenças entre os fluidos disponíveis para a fluidoterapia. O objetivo deste projeto é determinar qual o tipo de fluido mais adequado para ajudar a preservar a integridade e funcionalidade hepática, em situações de hipoperfusão, e assim ajudar a padronizar a sua escolha no momento da decisão pela fluidoterapia. Para atingir este objetivo recorreu-se ao modelo suíno, a fim de recrear a situação de hipoperfusão e posteriormente avaliar os efeitos de dois fluidos diferentes administrados na reposição volémica, o lactato de Ringer e hidroxietilamido 130/0,4. Os animais foram sujeitos a uma hemorragia controlada, após a qual foi reposta a volémia com os respetivos fluidos. Após esta reposição volémica os animais foram eutanaziados e foram obtidas amostras de vários órgãos, incluindo fígado, objeto do presente estudo, alvo de diversas técnicas histopatológicas, nomeadamente o estudo histopatológico de rotina, através de hematoxilina e eosina, e diversos métodos para deteção de eventos apoptóticos, incluindo citocromo c, TUNEL e M30.Após a avaliação exaustiva dos resultados obtidos através das técnicas realizadas, foi possível concluir que o lactato de Ringer confere uma maior proteção contra a lesão de reperfusão, quando comparado com o hidroxietilamido 130/0,4.

Obtenção de extratos de agaricus bisporus com ergosterol para incorporação em iogurtes e procedimentos de microencapsulação

Além de ser o cogumelo mais consumido no mundo, Agaricus bisporus é um dos cogumelos mais ricos em ergosterol, representando esta molécula quase 90% da sua fração de esteróis. Vários estudos têm atribuído ao ergosterol diferentes bioatividades, incluindo efeitos hipocolesterolémicos semelhantes aos exibidos pelos fitoesteróis. Isto torna o ergosterol uma molécula interessante para ser estudada como composto nutracêutico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização dos extratos de A. bisporus ricos em ergosterol na produção de bebidas lácteas funcionais. Para o efeito, foram realizados testes de incorporação do extrato e do ergosterol puro em iogurtes que se compararam com bebidas lácteas funcionais comerciais (aditivadas com fitoesteróis). As amostras de A. bisporus foram submetidas a uma extração assistida por ultrassons e os extratos obtidos (IEXT), bem como a molécula de ergosterol em diferentes concentrações (IERG1 e IERG2), foram incorporados em iogurtes, e comparadas com amostras controlo (amostras de iogurte sem aditivos) (ICN) e iogurtes comerciais contendo fitoesteróis (ICP). Todas as amostras foram analisadas imediatamente após a incorporação (T0), e após sete dias de armazenagem a 4°C (T1), em relação aos parâmetros nutricionais, atividade antioxidante e propriedades citotóxicas em linhas celulares tumorais humanas e numa cultura primária de células de fígado de porco (não tumoral) para avaliação da toxicidade. O teor de ergosterol incorporado na forma pura, ou presente nos extratos, foi monitorizado por HPLC-UV. Adicionalmente, foi realizado um estudo de microencapsulação utilizando a técnica de coacervação, tendo o quitosano e o isolado proteico de soro como materiais encapsulantes. Num ensaio preliminar determinou-se o pH conducente a um maior rendimento de encapsulação e, seguidamente, verificou-se a influência da razão proteína:quitosano (P/Q) e da temperatura utilizada, no rendimento de encapsulação (Y1), na eficiência de encapsulação (Y2) e na carga (teor de ergosterol nas microesferas) (Y3). Posteriormente, o estudo foi realizado baseando-se nas melhores condições para encapsular ergosterol, sendo também avaliadas as respostas Y1, Y2 e Y3. Além de ser o cogumelo mais consumido no mundo, Agaricus bisporus é um dos cogumelos mais ricos em ergosterol, representando esta molécula quase 90% da sua fração de esteróis. Vários estudos têm atribuído ao ergosterol diferentes bioatividades, incluindo efeitos hipocolesterolémicos semelhantes aos exibidos pelos fitoesteróis. Isto torna o ergosterol uma molécula interessante para ser estudada como composto nutracêutico. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização dos extratos de A. bisporus ricos em ergosterol na produção de bebidas lácteas funcionais. Para o efeito, foram realizados testes de incorporação do extrato e do ergosterol puro em iogurtes que se compararam com bebidas lácteas funcionais comerciais (aditivadas com fitoesteróis). As amostras de A. bisporus foram submetidas a uma extração assistida por ultrassons e os extratos obtidos (IEXT), bem como a molécula de ergosterol em diferentes concentrações (IERG1 e IERG2), foram incorporados em iogurtes, e comparadas com amostras controlo (amostras de iogurte sem aditivos) (ICN) e iogurtes comerciais contendo fitoesteróis (ICP). Todas as amostras foram analisadas imediatamente após a incorporação (T0), e após sete dias de armazenagem a 4°C (T1), em relação aos parâmetros nutricionais, atividade antioxidante e propriedades citotóxicas em linhas celulares tumorais humanas e numa cultura primária de células de fígado de porco (não tumoral) para avaliação da toxicidade. O teor de ergosterol incorporado na forma pura, ou presente nos extratos, foi monitorizado por HPLC-UV. Adicionalmente, foi realizado um estudo de microencapsulação utilizando a técnica de coacervação, tendo o quitosano e o isolado proteico de soro como materiais encapsulantes. Num ensaio preliminar determinou-se o pH conducente a um maior rendimento de encapsulação e, seguidamente, verificou-se a influência da razão proteína:quitosano (P/Q) e da temperatura utilizada, no rendimento de encapsulação (Y1), na eficiência de encapsulação (Y2) e na carga (teor de ergosterol nas microesferas) (Y3). Posteriormente, o estudo foi realizado baseando-se nas melhores condições para encapsular ergosterol, sendo também avaliadas as respostas Y1, Y2 e Y3. As bebidas funcionalizadas com o extrato (IEXT) e com ergosterol na mesma concentração existente no extrato (IERG1) revelaram uma atividade antioxidante similar às bebidas comerciais com fitoesteróis. No entanto, as bebidas com ergosterol na mesma concentração do extrato de A. bisporus e de fitoesteróis (IERG2) revelaram uma atividade antioxidante superior. Além disso, apenas IEXT, IERG1 e IERG2 apresentaram um aumento na atividade antioxidante de T0 para T1, com destaque para a atividade exibida por IERG2, significando que o ergosterol e os extratos foram capazes de proteger a bebida láctea da oxidação, aumentando a vida de prateleira do produto. IERG2 foi a amostra que revelou a maior citotoxicidade para as linhas celulares tumorais, enquanto as bebidas com fitoesteróis mostraram a menor atividade, sem diferenças significativas entre T0 e T1. Os estudos de microencapsulação revelaram ainda que a técnica de coacervação permite obter cápsulas de distintos tamanhos e que as condições ótimas do processo ocorrem a pH 5,5, com temperatura de 55ºC e razão P/Q de 0,5, com um menor rendimento de encapsulação, mas com uma maior carga em ergosterol. Este trabalho contribuiu para o estudo do potencial da utilização de extratos de A. bisporus com ergosterol no desenvolvimento de novas bebidas funcionais. Constituiu um primeiro passo que necessita de estudos subsequentes relacionados com a avaliação da viabilidade da sua utilização ao nível industrial e demonstração clara da sua bioatividade in vivo.

Desenvolvimento de método para determinação de resíduos de sedativos e B-bloqueadores em rim por LC-MS/MS

O desenvolvimento de métodos adequados que permitam o monitoramento de resíduos e contaminantes em alimentos é de suma importância pois é a única forma de garantir a segurança dos alimentos evitando danos à saúde do consumidor. Para isso, fazse necessário que estes métodos sejam rápidos, fáceis e de baixo custo, capazes de detectar a presença de resíduos em concentrações baixas e em diferentes matrizes. Este trabalho consistiu no desenvolvimento de método para determinação de 5 sedativos e 14 β-bloqueadores em amostras de rim suíno e posterior análise por Cromatografia Líquida Acoplada à Espectrometria de Massas em Série (LC-MS/MS). O procedimento de extração que melhor se adequou para análise destes compostos consistiu na pesagem de 2 g de amostra e adição de 10 mL de acetonitrila seguida de homogeneização com auxílio de Ultra-Turrax e mesa agitadora. Após extração, as amostras foram submetidas a duas técnicas de clean-up, sendo elas, congelamento do extrato à baixa temperatura e extração em fase sólida dispersiva (d-SPE) utilizando como sorvente Celite® 545. Uma etapa de concentração foi realizada com auxílio de concentrador de amostras sob fluxo de N2 e temperatura controlada. As amostras secas foram retomadas com metanol e analisadas utilizando sistema LC-MS/MS com Ionização por Eletrospray (ESI), operando no modo MRM positivo, coluna Poroshell 120 EC-C18 (3,0 x 50 mm, 2,7 μm) para separação dos analitos, e gradiente de fase móvel composta por (A) solução aquosa acidificada com 0,1% de ácido fórmico (v/v) e (B) metanol 0,1% ácido fórmico (v/v). Os parâmetros de validação avaliados foram linearidade, seletividade, efeito matriz, precisão, veracidade, recuperação, limite de decisão, capacidade de detecção, incerteza da medição, robustez, limite de detecção e de quantificação. Além disso foram observados os critérios de desempenho aplicáveis à detecção por espectrometria de massas e estabilidade dos compostos. A recuperação foi avaliada em 10 μg kg-1 e a veracidade em 5, 10 e 15 μg kg-1 apresentando resultados satisfatórios entre 70 - 85% e 90 - 101%, respectivamente. O limite de quantificação determinado foi de 2,5 μg kg-1 , exceto para carazolol que foi de 1,25 μg kg- 1 . O estudo de linearidade foi realizado entre 0 e 20 μg kg-1 apresentando coeficientes de determinação superiores a 0,98. Estes procedimentos foram realizados através de análise de matriz branca fortificada. Além disso, o presente método foi utilizado para analisar carazolol, azaperone e azaperol em amostras de ensaio colaborativo de rim suíno, apresentando resultados muito próximos aos reais. Portanto, é possível concluir que o método desenvolvido é adequado para análise de sedativos e β-bloqueadores através de extração dos compostos e limpeza do extrato eficientes utilizando procedimentos rápidos, fáceis e de baixo custo, garantindo resultados seguros e confiáveis.

Análise morfofuncional de espermatozoides suínos e sua relação com a fertilidade in vivo

O espermatozoide é um dos constituintes seminal, sendo essencial para a fertilidade dos indivíduos, uma vez que nele está contido o material genético do progenitor masculino, o qual é transportado através do trato reprodutivo feminino até o encontro com o oócito. No que tange a célula espermática suína, existem poucos relatos acerca de suas as particularidades morfofuncionais, principalmente elencando os fatores relacionados e capazes de interferir na fertilidade desses animais. Devido à crescente relevância da espécie como modelo biológico e sua importância na produção comercial, torna-se necessário compreender a célula espermática, no que diz respeito às características estruturais e funcionais, relacionadas ao processo de fertilização. Assim, o presente trabalho avaliou a morfofisiologia da célula espermática, no que tange a motilidade espermática, integridade e fluidez de membrana plasmática, funcionalidade de mitocôndria, reação acrossomal, espécies reativas de oxigênio, peroxidação lipídica, oxidação de proteínas carbonil, integridade de DNA, capacidade antioxidante total, balanço iônico intracelular e teste de penetração em oócitos homólogos e relacionou essas características com a fertilidade in vivo (taxa de parição). Foi encontrada um diferença significativa na fertilização in vivo, podendo distinguir os animais em animais de alta fertilidade (fertilidade ≥ 70%) e animais de baixa fertilidade (fertilidade < 70%). Animais de alta fertilidade apresentam uma maior funcionalidade mitocondrial (p<0,05), menor fluidez de membrana plasmática (p<0,01) e maior capacidade antioxidante total (p<0,01). Sendo essas últimas correlacionadas de forma positiva à fertilidade in vivo, r= 0,77; p= 0,0003 e r= 0,63; p= 0,0049, respectivamente. Dentre as demais características não foi encontrada nenhuma diferença entre os grupos. Desta forma, este trabalho mostrou algumas características da célula espermática suína e fatores capazes de interferir na fertilidade dos animais. Possivelmente animais de alta fertilidade possuem um maior metabolismo celular, devido a um maior funcionalidade de mitocôndria, sendo capazes de balancear a produção excessiva de espécies reativas de oxigênio devido a uma maior capacidade antioxidante, além disso, 5 essas células, provavelmente também possuam uma metabolismo celular mais estável e compatível com os eventos reprodutivos, o que é indicado pela menor fluidez de membrana plasmática. Assim, avaliações como a fluidez de membrana plasmática, capacidade antioxidante total e funcionalidade mitocondrial das células espermáticas destacam-se como marcadores bioquímicos promissores para predizer a fertilidade in vivo em suínos.

A prospective study on bioactive properties of wild mushrooms mycelium grown in vitro under different conditions

Wild mushrooms have been extensively studied for their value as sources of high quality nutrients and of powerful physiologically bioactive compounds [1,2]. The present study was designed to evaluate the in vitro development of two wild edible mushroom species: Pleurotus eryngii (DC.) Quél. and Suillus belinii (Inzenga) Watling, by testing different solid (Potato Dextrose Agar medium –PDA and Melin-Norkans medium- MMN) and liquid culture media (Potato dextrose broth- PDB and Melin-Norkans medium- MMN). Each strain of mushroom produces a special type of mycelium and this range of characteristics varies in form, color and growth rate. S. bellinii presents a pigmented and rhizomorphic mycelia, whereas, P. eryngii has depigmented and cottony mycelia. The mycelium isolated and grown in PDA showed a faster radial growth compared to the mycelium isolated and grown in both solid and liquid incomplete MMN medium. P. eryngii exhibited a rapid growth and a higher mycelia biomass in both medium compared to S. belinii. Moreover, the obtained mycelia will be characterized in terms of well-recognized bioactive compounds namely, phenolic acids and mycosterols (mainly ergosterol), by using high performance liquid chromatography coupled to diode array and ultraviolet detectors, respectively. These compounds will be correlated to mycelia bioactivity: i) antioxidant activity, evaluated through free radicals scavenging activity, reducing power and lipid peroxidation inhibition in vitro assays; ii) anti-inflammatory activity, assessed through nitric oxide production inhibition in murine macrophages (RAW 264.7 cell line); iii) cytotoxic activity, evaluated either in human tumor cell lines (MCF-7- breast adenocarcinoma, NCIH460- non-small cell lung cancer, HeLa- cervical carcinoma and HepG2- hepatocellular carcinoma) as also in a non-tumor porcine primary liver cells culture established in-house (PLP2). Overall, our expectation is that the bioactive formulations obtained by in vitro culture can be applied as nutraceuticals or incorporated in functional foods.

HPLC-DAD-ESI/MS phenolic characterization and biological activity of Equisetum giganteum L.

Naturally-occurring phytochemicals have received a pivotal attention in the last years, due to the increasing evidences of biological activities. Equisetum giganteum L., commonly known as “giant horsetail”, is a native plant from Central and South America, being largely used in dietary supplements as diuretic, hemostatic, antiinflammatory and anti-rheumatic agents [1,2]. The aim of the present study was to evaluate the antioxidant (scavenging effects on 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radicals- RSA, reducing power- RP, β-carotene bleaching inhibition- CBI and lipid peroxidation inhibition- LPI), anti-inflammatory (inhibition of NO production in lipopolysaccharidestimulated RAW 264.7 macrophages) and cytotoxic (in a panel of four human tumor cell lines: MCF-7- breast adenocarcinoma, NCI-H460- non-small cell lung cancer, HeLa- cervical carcinoma and HepG2- hepatocellular carcinoma; and in non-tumor porcine liver primary cells- PLP2) properties of E. giganteum, providing a phytochemical characterization of its extract (ethanol/water, 80:20, v/v), by using highperformance liquid chromatography coupled to diode array detection and electrospray ionisation mass spectrometry (HPLC-DAD–ESI/MS). E. giganteum presented fourteen phenolic compounds, two phenolic acids and twelve flavonol glycoside derivatives, mainly kaempferol derivatives, accounting to 81% of the total phenolic content, being kaempferol-O-glucoside-O-rutinoside, the most abundant molecule (7.6 mg/g extract). The extract exhibited antioxidant (EC50 values = 123, 136, 202 and 57.4 μg/mL for RSA, RP, CBI and LPI, respectively), anti-inflammatory (EC50 value = 239 μg/mL) and cytotoxic (GI50 values = 250, 258, 268 and 239 μg/mL for MCF-7, NCI-H460, HeLa and HepG2, respectively) properties, which were positively correlated with its concentration in phenolic compounds. Furthermore, up to 400 μg/mL, it did not revealed toxicity in non-tumor liver cells. Thus, this study highlights the potential of E. giganteum extracts as rich sources of phenolic compounds that can be used in the food, pharmaceutical and cosmetic fields.

New 9-Terpenyl(7-Terpenyl)Purines: synthesis and cytotoxicity

The purine ring system is one of the most widely distributed N-heterocycles in Nature [1] and many structurally modified purine nucleosides and nucleotides have activities ranging from antineoplastic and antiviral to antihypertensive, antiasthmatic, antituberculosis, etc [2]. Among the purine derivatives, we have put our attention on natural N-alkylpurines such as the asmarines or agelasimines, a group of secondary metabolites isolated from marine sponges with very interesting biological properties [3]. They have a diterpenoid moiety attached to the N-7 nitrogen atom of an adenine and are usually isolated in very small quantities, which limited their structure-activity relationship studies. Our research group has been involved for years in the design, synthesis and biological evaluation of cytotoxic compounds related to natural products, including the chemoinduction of bioactivity on inactive terpenoids [4]. These diterpenoid include compounds such as communic or cupressic acids that bear decaline moieties very close to those present in the above-mentioned marine natural products. These facts prompted us to design and prepare new terpenylpurine derivatives starting from natural monoterpenoids and diterpenoids, commercially available or isolated from their natural sources and transformed into appropriate alkylated agents. Thus, we have prepared purines alkylated at N-7 and N-9 positions with isoprenoids, monoterpenoids and diterpenoids, using two different synthetic approaches: from 6-chloropurine or from 4,5-diamine-6-chloropyrimidine. The structure of the synthesized purines are shown in the following figure. The purine analogues synthesized have been evaluated for their cytotoxicity against four tumour human cell lines (breast, non-small lung, cervical and hepatocellular carcinoma) and non-tumour cells (porcine liver primary cells). The most cytotoxic derivatives were those with a diterpenoid rest on the purine. The results obtained allowed to draw conclusions on the structure-activity relationship of the compounds in order to evaluate the influence of the terpenyl size on their cytotoxic properties.

Bioactivity and chromatographic analysis of nutrients and non-nutrients of two Leccinum species

Nowadays the rising cost of health care and pharmaceutical products, the increase in life expectancy as well as the demand for an improved quality of life, has led to an increased concern about food intake and an emergence of new concepts of nutrition [1]. Mushrooms have been pointed out as an excellent option to include in a healthy diet, due to their nutritional value [2] associated with their bioactive properties [3]. The current study presents the chemical profile of two edible species, Leccinum molle (Ban) Ban and Leccinum vulpinum Watling, harvested in the outskirts of Bragan9a (Northeastern Portugal), regarding their content in nutrients and nonnutrients. Individual profiles of sugars and fatty acids were obtained by HPLC-RI and GC-FID, respectively. Tocopherols were analysed by HPLC-fluorescence, and the non-nutrients (i.e., phenolic and other organic acids) by HPLC-PDA. The antioxidant activity of the methanolic extracts obtained from both species was assessed with different assays (e.g. reducing power, radical scavenging activity and lipid peroxidation inhibition) and their hepatotoxicity was evaluated in primary cell cultures obtained from porcine liver, PLP2. Generally, both Leccinum species revealed similar nutrient profiles, with low fat levels, fructose, mannitol and trehalose as the foremost free sugars, and higher percentages of mono- and polyunsaturated fatty acids in comparison with saturated fatty acids. The presence of bioactive compounds was also detected, namely phenolic (e.g., gallic, protocatechuic and p-hydroxybenzoic acids) and organic acids (e.g., citric and fumaric acids). Both species presented antioxidant properties, being L. vulpinum the species which showed the most promising results (higher contents of total phenolic acids and lower ECso values in all the performed assays). Neither of the extracts presented toxicity against the liver primary cells PLP2, up to maximal concentration tested (Giso > 400 μg/ml).

Avaliação do potencial anti-inflamatório de composto tipo heparina (cCTH) extraído do caranguejo Goniopsis cruentata em modelo experimental de peritonite

Heparin, a sulfated polysaccharide, was the first compound used as an anticoagulant and antithrombotic agent. Due to their structural characteristics, also has great potential anti-inflammatory, though such use is limited in inflammation because of their marked effects on coagulation. The occurrence of heparin-like compounds that exhibit anticoagulant activity decreased in aquatic invertebrates, such as crab Goniopsis cruentata, sparked interest for the study of such compounds as anti-inflammatory drugs. Therefore, the objective of this study was to evaluate the potential modulator of heparin-like compound extracted from Goniopsis cruentata in inflammatory events, coagulation, and to evaluate some aspects of its structure. The heparin-type compound had a high degree of N-sulphation in its structure, being able to reduce leukocyte migration into the peritoneal cavity at lower doses compared to heparin and diclofenac sodium (anti-inflammatory commercial). Furthermore, it was also able to inhibit the production of nitric oxide and tumor necrosis factor alpha by activated macrophages, inhibited the activation of the enzyme neutrophil elastase in low concentrations and showed a lower anticoagulant effect in high doses as compared to porcine mucosal heparin. Because of these observations, the compound extracted from crab Goniopsis cruentata can be used as a structural model for future anti-inflammatory agents

Wild Morchella conica Pers. from different origins: a comparative study of nutritional and bioactive properties

Morchella conica Pers. is a species of fungus that belongs to the Morchellaceae family and was studied in order to obtain more information about this species, by comparing Portuguese and Serbian wild samples. Free sugars, fatty acids, tocopherols, organic and phenolic acids were analysed by chromatographic techniques. M. conica methanolic extracts were tested regarding antioxidant and antimicrobial properties. The absence of hepatotoxicity was confirmed in porcine liver primary cells.

Nutritional and biochemical profiling of Leucopaxillus candidus (Bres.) singer wild mushroom

The wild mushroom Leucopaxillus candidus (Bres.) Singer was studied for the first time to obtain information about its chemical composition, nutritional value and bioactivity. Free sugars, fatty acids, tocopherols, organic and phenolic acids were analysed by chromatographic techniques coupled to different detectors. L. candidus methanolic extract was tested regarding antioxidant potential (reducing power, radical scavenging activity and lipid peroxidation inhibition). L. candidus was shown to be an interesting species in terms of nutritional value, with high content in proteins and carbohydrates, but low fat levels, with the prevalence of polyunsaturated fatty acids. Mannitol was the most abundant free sugar and β-tocopherol was the main tocopherol isoform. Other compounds detected were oxalic and fumaric acids, p-hydroxybenzoic and cinnamic acids. The methanolic extract revealed antioxidant activity and did not show hepatoxicity in porcine liver primary cells. The present study provides new information about L. candidus.

Circovirose suína.

2016

Bioadhesive drug delivery system of diltiazem hydrochloride for improved bioavailability in cardiac therapy

Purpose: To prepare and evaluate bioadhesive buccal films of diltiazem hydrochloride (a L-type calcium channel blocker) for overcoming the limitations of frequent dosing, low bioavailability and gastrointestinal discomfort of oral delivery. Methods: Buccal films were prepared by solvent casting technique using sodium carboxymethylcellulose, polyvinyl pyrrolidone K-30 and polyvinyl alcohol. The films were evaluated for weight, thickness, surface pH, swelling index, in vitro residence time, folding endurance, in vitro release, ex-vivo permeation (across porcine buccal mucosa) and drug content uniformity. Results: The drug content of the formulations was uniform with a range of 18.94 ± 0.066 (F2) to 20.08 ± 0.07 mg per unit film (F1). The films exhibited controlled release ranging from 58.76 ± 1.62 to 91.45 ± 1.02 % over a period > 6 h. The films containing 20 mg diltiazem hydrochloride, polyvinyl alcohol (10 %) and polyvinyl pyrrolidone (1 % w/v) i.e. formulation F5, showed moderate swelling, convenient residence time and promising drug release, and thus can be selected for further development of a buccal film for potential therapeutic uses. Conclusion: The developed formulation is a potential bioadhesive buccal system for delivering diltiazem directly to systemic circulation, circumventing first-pass metabolism, avoiding gastric discomfort and improving bioavailability at a minimal dose.

Microspheres for Liver Radiomicrospheres Therapy and Planning

Liver cancer accounts for nearly 10% of all cancers in the US. Intrahepatic Arterial Radiomicrosphere Therapy (RMT), also known as Selective Internal Radiation Treatment (SIRT), is one of the evolving treatment modalities. Successful patient clinical outcomes require suitable treatment planning followed by delivery of the microspheres for therapy. The production and in vitro evaluation of various polymers (PGCD, CHS and CHSg) microspheres for a RMT and RMT planning are described. Microparticles with a 30±10 µm size distribution were prepared by emulsion method. The in vitro half-life of the particles was determined in PBS buffer and porcine plasma and their potential application (treatment or treatment planning) established. Further, the fast degrading microspheres (≤ 48 hours in vitro half-life) were labeled with 68Ga and/or 99mTc as they are suitable for the imaging component of treatment planning, which is the primary emphasis of this dissertation. Labeling kinetics demonstrated that 68Ga-PGCD, 68Ga-CHSg and 68Ga-NOTA-CHSg can be labeled with more than 95% yield in 15 minutes; 99mTc-PGCD and 99mTc-CHSg can also be labeled with high yield within 15-30 minutes. In vitro stability after four hours was more than 90% in saline and PBS buffer for all of them. Experiments in reconstituted hemoglobin lysate were also performed. Two successful imaging (RMT planning) agents were found: 99mTc-CHSg and 68Ga-NOTA-CHSg. For the 99mTc-PGCD a successful perfusion image was obtained after 10 minutes, however the in vivo degradation was very fast (half-life), releasing the 99mTc from the lungs. Slow degrading CHS microparticles (> 21 days half-life) were modified with p-SCN-b-DOTA and labeled with 90Y for production of 90Y-DOTA-CHS. Radiochemical purity was evaluated in vitro and in vivo showing more than 90% stability after 72 and 24 hours respectively. All agents were compared to their respective gold standards (99mTc-MAA for 68Ga-NOTA-CHSg and 99mTc-CHSg; 90Y-SirTEX for 90Y-DOTA-CHS) showing superior in vivo stability. RMT and RMT planning agents (Therapy, PET and SPECT imaging) were designed and successfully evaluated in vitro and in vivo.

Phytochemical mediated-modulation of the expression and transporter function of breast cancer resistance protein at the blood-brain barrier:an in-vitro study

Clinical translation of BCRP inhibitors have failed due to neurotoxicity and novel approaches are required to identify suitable modulators of BCRP to enhance CNS drug delivery. In this study we examine 18 compounds, primarily phytochemicals, as potential novel modulators of AhR-mediated regulation of BCRP expression and function in immortalised and primary porcine brain microvascular endothelial cells as a mechanism to enhance CNS drug delivery. The majority of modulators possessed a cellular viability IC50 > 100 µM in both cell systems. BCRP activity, when exposed to modulators for 1 hour, was diminished for most modulators through significant increases in H33342 accumulation at < 10 µM with 2,6,4-trimethoflavone increasing H33342 intracellular accumulation by 3.7–6.6 fold over 1–100 µM. Western blotting and qPCR identified two inducers of BCRP (quercetin and naringin) and two down-regulators (17-β-estradiol and curcumin) with associated changes in BCRP efflux transport function further confirmed in both cell lines. siRNA downregulation of AhR resulted in a 1.75 ± 0.08 fold change in BCRP expression, confirming the role of AhR in the regulation of BCRP. These findings establish the regulatory role AhR of in controlling BCRP expression at the BBB and confirm quercetin, naringin, 17-β-estradiol, and curcumin as novel inducers and down-regulators of BCRP gene, protein expression and functional transporter activity and hence potential novel target sites and candidates for enhancing CNS drug delivery.