Caracterização de propriedades nutricionais e antioxidantes de chás do Arquipélago dos Açores e valorização dos seus resíduos

Neste trabalho estudou-se a composição e actividade antioxidante de chás verdes e pretos (8 provenientes dos Açores, e 11 de outras origens), 4 chás vermelhos e 6 tisanas de ervas. A composição mineral das folhas de chá e das correspondentes infusões de 5 e 15 minutos foi avaliada no que se refere aos macroelementos (K, Ca, Mg e Na) com valor nutricional e ao alumínio (Al), tendo-se verificado que as suas concentrações dependem do tipo de chá e do tempo de infusão. A actividade antioxidante dos chás e tisanas foi avaliada pela reacção de Folin Ciocalteu, a actividade antiradicalar (DPPH) e actividade redutora férrica (FRAP). Estas actividades aumentaram ou diminuiram com o tempo de infusão e dependendo do tipo de chá e do teste específico o que indica diferentes cinéticas de extracção e degradação de compostos específicos. Os compostos fenólicos dos chás foram quantificados por HPLC-DAD e agrupados nas famílias de catequinas, metilxantinas, ácidos hidroxibenzóicos e hidroxicinâmicos, teoflavinas, flavonas, flavonóis, e seus derivados glicosilados e/ou acilados. A cinética de extracção destes compostos foi avaliada em dois chás dos Açores para tempos de infusão entre 5 min e 60 min. Testaram-se diferenças significativas na composição dos chás e correlações entre composição e actividade antioxidante. A valorização de resíduos dos chás Gorreana como matérias-primas para a produção de suplementos nutracêuticos foi estudada efectuando a extracção de dois chás dos Açores e de dois resíduos de chá utilizando água, etanol acetona e suas misturas. Os resultados mostraram que a polaridade do solvente afectou significativamente o teor de polifenóis, actividade antioxidante e actividade antimicrobiana dos extractos. Os extractos de chá verde inibiram o crescimento de bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus e Staphylococcus aureus resistentes à meticilina), e observou-se uma correlacção forte entre teor de polifenóis e as actividades antioxidante e antimicrobiana de extractos de chá.

Avaliação do potencial anti-inflamatório, antioxidante e antimicrobiano de extratos de segurelha, salsa e coentros

Recentemente tem-se observado um crescente interesse pelo uso de plantas aromáticas, devido às inúmeras propriedades benéficas que lhes têm sido associadas, e a sua aplicação em diversas indústrias, como a indústria alimentar e farmacêutica. Este estudo incidiu sob três ervas aromáticas utilizadas comummente em Portugal: coentros, salsa e segurelha. O objetivo do mesmo foi contribuir para um melhor conhecimento das propriedades bioativas das plantas estudadas, através da determinação do seu teor em compostos fenólicos totais e em flavonoides, e avaliação das suas atividades antioxidante, antimicrobiana e anti-inflamatória. A atividade antioxidante foi determinada através de diferentes tipos de ensaios, nomeadamente avaliação da capacidade redutora, com os ensaios FRAP e CUPRAC, avaliação da capacidade de sequestro do radical DPPH• e avaliação da capacidade de sequestro do radical anião superóxido. A atividade antimicrobiana foi determinada utilizando três estirpes microbianas, Staphylococcus aureus, Escherichia coli e Candida albicans. Por sua vez, a ação anti-inflamatória foi determinada através de ensaios in-vivo apenas para a segurelha, utilizando dois modelos, um para a inflamação aguda (modelo de edema da pata induzido pela carragenina) e outro para a inflamação crónica (modelo da colite ulcerativa). Os resultados demonstraram que todos os extratos de plantas aromáticas possuem atividade antioxidante, sendo que o extrato de segurelha foi aquele que apresentou um maior teor de compostos fenólicos e flavonoides, bem como o que demonstrou possuir uma maior atividade antioxidante relativamente aos restantes extratos estudados, o que sugere o envolvimento destes compostos neste tipo de atividade antioxidante. Entre o extrato de coentros e salsa, o extracto de coentros apresentou um teor em compostos fenólicos e uma actividade antioxidante significativamente superior relativamente ao extracto de salsa. O extrato de segurelha foi o único que apresentou ação antimicrobiana, o que poderá indicar que os compostos fenólicos se encontram também interligados com esta propriedade. A atividade anti-inflamatória foi determinada apenas para o extrato de segurelha, sendo que se observou que este possui efeitos benéficos para a inflamação aguda e crónica, o que poderá estar novamente relacionado com o seu teor em fenóis e flavonoides. O efeito anti-inflamatório observado com o extrato de segurelha no modelo de colite pode ser muito útil do ponto de vista de profilaxia pois o extrato foi administrado aos animais logo a seguir à indução da colite e os resultados demonstram haver uma diminuição significativa da extensão e violência dos sinais da inflamação crónica observados no grupo controlo positivo.

Novel antibiotic-loaded orthopaedic bone cements: insights on drug release profiles and biocompatibility

Acrylic bone cement (BC) is widely used as an anchor of artificial joints. Bacterial infection due to biofilm formation and inflammation are common and difficult to treat problems associated with commercial available BC formulations. Research on novel BC compositions is urgently needed. The main objective of this thesis was to develop a new biocompatible antibiotic-loaded BC with improved release profile. To achieve that aim several additives were incorporated, as an antibiotic (levofloxacin) to combat bacterial growth, an anti-inflammatory drug (diclofenac) to decrease the inflammatory process and two well-known and broadly used biopolymers, alginate and chitosan in order to increase matrix porosity, and in this way to intensify the amount of released drug. Novel BC formulations were tested in order to find the most suitable one that had potential to proceed to clinical application. Numerous tests were conducted as: a) evaluation of drug release profiles in different biomimetic media, b) mechanical and surface studies, c) microbiological activity testing against Staphylococcus aureus and d) in vitro biocompatibility assays (fibroblasts and osteoblasts). In general, the addition of biopolymers increased drug release, didn’t compromised BC mechanical properties and increased BC hydrophilicity. Microbiological testing revealed that Lev[BC]Chi was the only matrix that reduced significantly biofilm formation. On the contrary, alginate and diclofenac loading into BC seemed to increase biofilm growth. Biocompatibility studies showed some decrease in cell viability, in particularly on osteoblasts, mainly due to the high amounts of released drugs. In conclusion, the present work has shown that the matrix with more potential to proceed in further investigations was Lev[BC]Chi. Other conditions (namely additives and drugs concentrations) should be evaluated with the other tested BC matrices before being discharged.

Gold nanoprobes for assessing expression of critical genes in the infection pathway of MRSA

Staphylococcus aureus is an important opportunistic pathogen that can cause a wide variety of diseases from mild to life-threatening conditions. S. aureus can colonize many parts of the human body but the anterior nares are the primary ecological niche. Its clinical importance is due to its ability to resist almost all classes of antibiotics available together with its large number of virulence factores. MRSA (Methicillin-Resistant S. aureus) strains are particularly important in the hospital settings, being the major cause of nosocomial infections worldwide. MRSA resistance to β-lactam antibiotics involves the acquisition of the exogenous mecA gene, part of the SCCmec cassette. Fast and reliable diagnostic techniques are needed to reduce the mortality and morbidity associated with MRSA infections, through the early identification of MRSA strains. The current identification techniques are time-consuming as they usually involves culturing steps, taking up to five days to determine the antibiotic resistance profile. Several amplification-based techniques have been developed to accelerate the diagnosis. The aim of this project was to develop an even faster methodology that bypasses the DNA amplification step. Gold-nanoprobes were developed and used to detect the presence of mecA gene in S. aureus genome, associated with resistance traits, for colorimetric assays based on non-crosslinking method. Our results showed that the mecA and mecA_V2 gold-nanoprobes were sensitive enough to discriminate the presence of mecA gene in PCR products and genomic DNA (gDNA) samples for target concentrations of 10 ng/μL and 20 ng/μL, respectively. As our main objective was to avoid the amplification step, we concluded that the best strategy for the early identification of MRSA infection relies on colorimetric assays based on non-crosslinking method with gDNA samples that can be extracted directly from blood samples.