Potential Cellular Targets and Antibacterial Efficacy of Atmospheric Pressure Non-Thermal Plasma

Atmospheric pressure non-thermal plasma (APNTP) has been gaining increasing interest as a new alternative antibacterial approach. Although this approach has demonstrated promising antibacterial activity, its exact mechanism of action remains unclear. Mechanistic elucidation of the antimicrobial activity will facilitate development and rational optimisation of this approach for potential medical applications. In this study, the antibacterial efficacy of an in-house-built APNTP jet was evaluated alongside an investigation of the interactions between APNTP and major cellular components in order to identify the potential cellular targets involved in plasma-mediated bacterial destruction mechanisms. The investigated plasma jet exhibited excellent, rapid antibacterial activity against a selected panel of clinically significant bacterial species including Bacillus cereus, meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa, all of which were completely inactivated within 2 min of plasma exposure. Plasma-mediated damaging effects were observed, to varying degrees, on all of the investigated cellular components including DNA, a model protein enzyme, and lipid membrane integrity and permeability. The antibacterial efficacy of APNTP appears to involve a multiple-target mechanism, which potentially reduces the likelihood of emergence of microbial resistance towards this promising antimicrobial approach. However, cellular membrane damage and resulting permeability perturbation was found to be the most likely rate-determining step in this mechanism. Crown Copyright © 2013.

Lovastatin biosynthesis depends on the carbon-nitrogen proportion: model development and controller design

Lovastatin biosynthesis depends on the relative concentrations of dissolved oxygen and the carbon and nitrogen resources. An elucidation of the underlying relationship would facilitate the derivation of a controller for the improvement of lovastatin yield in bioprocesses. To achieve this goal, batch submerged cultivation experiments of lovastatin production by Aspergillus flavipus BICC 5174, using both lactose and glucose as carbon sources, were performed in a 7 liter bioreactor and the data used to determine how the relative concentrations of lactose, glucose, glutamine and oxygen affected lovastatin yield. A model was developed based on these results and its prediction was validated using an independent set of batch data obtained from a 15-liter bioreactor using five statistical measures, including the Willmott index of agreement. A nonlinear controller was designed considering that dissolved oxygen and lactose concentrations could be measured online, and using the lactose feed rate and airflow rate as process inputs. Simulation experiments were performed to demonstrate that a practical implementation of the nonlinear controller would result in satisfactory outcomes. This is the first model that correlates lovastatin biosynthesis to carbon-nitrogen proportion and possesses a structure suitable for implementing a strategy for controlling lovastatin production.

Depression and mortality: Artifact of measurement and analysis?

Background: Previous research demonstrates various associations between depression, cardiovascular disease (CVD) incidence and mortality, possibly as a result of the different methodologies used to measure depression and analyse relationships. This analysis investigated the association between depression, CVD incidence (CVDI) and mortality from CVD (MCVD), smoking related conditions (MSRC), and all causes (MALL), in a sample data set, where depression was measured using items from a validated questionnaire and using items derived from the factor analysis of a larger questionnaire, and analyses were conducted based on continuous data and grouped data.

Methods: Data from the PRIME Study (N=9798 men) on depression and 10-year CVD incidence and mortality were analysed using Cox proportional hazards models.

Results: Using continuous data, both measures of depression resulted in the emergence of positive associations between depression and mortality (MCVD, MSRC, MALL). Using grouped data, however, associations between a validated measure of depression and MCVD, and between a measure of depression derived from factor analysis and all measures of mortality were lost.

Limitations: Low levels of depression, low numbers of individuals with high depression and low numbers of outcome events may limit these analyses, but levels are usual for the population studied.

Conclusions: These data demonstrate a possible association between depression and mortality but detecting this association is dependent on the measurement used and method of analysis. Different findings based on methodology present clear problems for the elucidation and determination of relationships. The differences here argue for the use of validated scales where possible and suggest against over-reduction via factor analysis and grouping.

Common infection-related conditions and risk of lymphoid malignancies in older individuals

Background: Chronic antigenic stimulation may initiate non-Hodgkin (NHL) and Hodgkin lymphoma (HL) development. Antecedent, infection-related conditions have been associated, but evidence by lymphoproliferative subtype is limited. Methods: From the US SEER-Medicare database, 44 191 NHL, 1832 HL and 200 000 population-based controls, frequency-matched to all SEER cancer cases, were selected. Logistic regression models, adjusted for potential confounders, compared infection-related conditions in controls with HL and NHL patients and by the NHL subtypes diffuse large B-cell, T-cell, follicular and marginal zone lymphoma (MZL). Stratification by race was undertaken. Results: Respiratory tract infections were broadly associated with NHL, particularly MZL. Skin infections were associated with a 15–28% increased risk of NHL and with most NHL subtypes, particularly cellulitis with T-cell lymphoma (OR 1.36, 95%CI 1.24–1.49). Only herpes zoster remained associated with HL following Bonferroni correction (OR 1.55, 95% CI 1.28–1.87). Gastrointestinal and urinary tract infections were not strongly associated with NHL or HL. In stratified analyses by race, sinusitis, pharyngitis, bronchitis and cellulitis showed stronger associations with total NHL in blacks than whites (P<0.001). Conclusions: Infections may contribute to the aetiologic pathway and/or be markers of underlying immune modulation. Precise elucidation of these mechanisms may provide important clues for understanding how immune disturbance contributes to lymphoma.

Functional and genetic analysis of the colon cancer network

Cancer is a complex disease that has proven to be difficult to understand on the single-gene level. For this reason a functional elucidation needs to take interactions among genes on a systems-level into account. In this study, we infer a colon cancer network from a large-scale gene expression data set by using the method BC3Net. We provide a structural and a functional analysis of this network and also connect its molecular interaction structure with the chromosomal locations of the genes enabling the definition of cis- and trans-interactions. Furthermore, we investigate the interaction of genes that can be found in close neighborhoods on the chromosomes to gain insight into regulatory mechanisms. To our knowledge this is the first study analyzing the genome-scale colon cancer network.

Metabolic signatures of human Alzheimer's disease (AD): H-1 NMR analysis of the polar metabolome of post-mortem brain tissue

Brain tissue from so-called Alzheimer's disease (AD) mouse models has previously been examined using H-1 NMR-metabolomics, but comparable information concerning human AD is negligible. Since no animal model recapitulates all the features of human AD we undertook the first H-1 NMR-metabolomics investigation of human AD brain tissue. Human post-mortem tissue from 15 AD subjects and 15 age-matched controls was prepared for analysis through a series of lyophilised, milling, extraction and randomisation steps and samples were analysed using H-1 NMR. Using partial least squares discriminant analysis, a model was built using data obtained from brain extracts. Analysis of brain extracts led to the elucidation of 24 metabolites. Significant elevations in brain alanine (15.4 %) and taurine (18.9 %) were observed in AD patients (p ≤ 0.05). Pathway topology analysis implicated either dysregulation of taurine and hypotaurine metabolism or alanine, aspartate and glutamate metabolism. Furthermore, screening of metabolites for AD biomarkers demonstrated that individual metabolites weakly discriminated cases of AD [receiver operating characteristic (ROC) AUC <0.67; p < 0.05]. However, paired metabolites ratios (e.g. alanine/carnitine) were more powerful discriminating tools (ROC AUC = 0.76; p < 0.01). This study further demonstrates the potential of metabolomics for elucidating the underlying biochemistry and to help identify AD in patients attending the memory clinic

Application of Asymmetric Marcus-Hush Theory to Voltammetry in Room-Temperature Ionic Liquids

Asymmetric MarcusHush (AMH) theory is applied for the first time in ionic solvents to model the voltammetric reduction of oxygen in 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis-(trifluoromethylsulfonyl)-imide and of 2-nitrotoluene (2-NT), nitrocyclopentane (NCP), and 1-nitro-butane (BuN) in trihexyltetradecylphosphonium tris(pentafluoroethyl)trifluorophosphate on a gold microdisc electrode. An asymmetry parameter, gamma, was estimated for all systems as -0.4 for the reduction of oxygen and -0.05, 0.25, and 0 +/- 0.05 for the reductions of 2-NT, NCP, and BuN, respectively, which suggests equal force constants of reactants and products in the case of 2-NT and BuN and unequal force constants for oxygen and NCP where the force constants of the oxidized species are greater than the reduced species in the case of oxygen and less than the reduced species in the case of NCP. Previously measured values for a, the Butler-Volmer transfer coefficient, reflect this in each case. Where appreciable asymmetry occurs, AMH theory was seen to parametrize the experimental data better than either Butler-Volmer or symmetric Marcus-Hush theory, allowing additionally the extraction of reorganization energy. This is the first study to provide key physical insights into electrochemical systems in room-temperature ionic liquids using AMH theory, allowing elucidation of the reorganization energies and the relative force constants of the reactants and products in each reaction.

Abstract 1905: Defining a therapeutic classification of breast cancer by actionable targets

Breast cancer remains a frequent cause of female cancer death despite the great strides in elucidation of biological subtypes and their reported clinical and prognostic significance. We have defined a general cohort of breast cancers in terms of putative actionable targets, involving growth and proliferative factors, the cell cycle, and apoptotic pathways, both as single biomarkers across a general cohort and within intrinsic molecular subtypes.

We identified 293 patients treated with adjuvant chemotherapy. Additional hormonal therapy and trastuzumab was administered depending on hormonal and HER2 status respectively. We performed immunohistochemistry for ER, PR, HER2, MM1, CK5/6, p53, TOP2A, EGFR, IGF1R, PTEN, p-mTOR and e-cadherin. The cohort was classified into luminal (62%) and non-luminal (38%) tumors as well as luminal A (27%), luminal B HER2 negative (22%) and positive (12%), HER2 enriched (14%) and triple negative (25%). Patients with luminal tumors and co-overexpression of TOP2A or IGF1R loss displayed worse overall survival (p=0.0251 and p=0.0008 respectively). Non-luminal tumors had much greater heterogeneous expression profiles with no individual markers of prognostic significance. Non-luminal tumors were characterised by EGFR and TOP2A overexpression, IGF1R, PTEN and p-mTOR negativity and extreme p53 expression.

Our results indicate that only a minority of intrinsic subtype tumors purely express single novel actionable targets. This lack of pure biomarker expression is particular prevalent in the triple negative subgroup and may allude to the mechanism of targeted therapy inaction and myriad disappointing trial results. Utilising a combinatorial biomarker approach may enhance studies of targeted therapies providing additional information during design and patient selection while also helping decipher negative trial results.

Poetic Inquiry, Consumer Vulnerability: Realities of Quadriplegia

Alternative forms of research interpretation have been utilised within the social sciences. Poetic inquiry, an area of growing interest influences readership affectively as well as intelligently. Incorporating interview data as a poetic submission, this paper intends to reflexively capture, emotional intensity, hopelessness, liminality, voicelessness and self-transformative realities attendant to those experiencing vulnerability. The unintelligible language that can appropriate the poetic form, supports the elucidation of hidden narratives of more vulnerable inscapes. Consumer vulnerability lends itself to the power of poetry for legitimacy of the moment, where sensory imagery and nonce words attend hiatuses common in scientific discourse. The poetic inquiry, Vulnerability in Parts, is elicited from wider research with homebound consumers conducted over a two-year period, which draws on one homebound consumer’s experience of quadriplegia.

Antibiofilm Activity of the Brown Alga Halidrys siliquosa against Clinically Relevant Human Pathogens

The marine brown alga Halidrys siliquosa is known to produce compounds with antifouling activity against several marine bacteria. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial and antibiofilm activity of organic extracts obtained from the marine brown alga H. siliquosa against a focused panel of clinically relevant human pathogens commonly associated with biofilm-related infections. The partially fractionated methanolic extract obtained from H. siliquosa collected along the shores of Co. Donegal; Ireland; displayed antimicrobial activity against bacteria of the genus Staphylococcus; Streptococcus; Enterococcus; Pseudomonas; Stenotrophomonas; and Chromobacterium with MIC and MBC values ranging from 0.0391 to 5 mg/mL. Biofilms of S. aureus MRSA were found to be susceptible to the algal methanolic extract with MBEC values ranging from 1.25 mg/mL to 5 mg/mL respectively. Confocal laser scanning microscopy using LIVE/DEAD staining confirmed the antimicrobial nature of the antibiofilm activity observed using the MBEC assay. A bioassay-guided fractionation method was developed yielding 10 active fractions from which to perform purification and structural elucidation of clinically-relevant antibiofilm compounds.

Prevotella denticola Lipopolysaccharide from a Cystic Fibrosis Isolate Possesses a Unique Chemical Structure

We report the first complete structural characterization of the lipopolysaccharide (LPS) from a cystic fibrosis (CF) clinical isolate of Prevotella denticola (B003V1S1X). Chemical, spectroscopic, and spectrometric analyses revealed a unique rough-type LPS (LOS) structure. The structure has a highly negatively charged heptasaccharide core region containing hexoses, with the first two sugars, 3-deoxy-D-manno-oct-2-ulosonic acid (Kdo) and mannose, highly phosphorylated. Furthermore, the lipid A moiety has the typical structure for the genus Prevotella, and was also highly phosphorylated.

Interacções intermoleculares fracas em materiais funcionais avançados: um estudo espectroscópico e computacional

A utilização combinada de espectroscopia vibracional e de cálculos envolvendo a teoria do funcional de densidade (DFT) possibilita o estudo de ligações de hidrogénio em fase condensada, assim como a análise da estrutura molecular dos sistemas em estudo. Por um lado, a espectroscopia vibracional permite a detecção de associações moleculares, enquanto os métodos computacionais auxiliam na obtenção de informação referente aos mecanismos de associação, nomeadamente no que diz respeito à possível estrutura de dímeros e compostos de inclusão em ciclodextrinas e às energias de interacção e de inclusão. O estudo que originou a presente dissertação pretende contribuir para o reforço da aplicação de estudos espectroscópicos e computacionais na elucidação de diversos fenómenos químicos, com especial destaque para o papel desempenhado por interacções intermoleculares fracas na estrutura e propriedades de materiais moleculares. No âmbito desta tese foram investigados os seguintes tópicos: polimorfismo e pseudopolimorfismo em sólidos farmacêuticos, transições de fase em misturas binárias de ácidos gordos, inclusão em ciclodextrinas, interacção de compostos farmacêuticos com superfícies metálicas e formação de agregados de água em materiais híbridos orgânicos-inorgânicos. Os sistemas foram analisados utilizando a espectroscopia vibracional – particularmente a espectroscopia de difusão de Raman – como técnica fundamental. Para uma melhor caracterização de processos envolvendo transições de fase, foram efectuados estudos com variação de temperatura, variação de humidade relativa e substituição isotópica. O estudo da interacção com superfícies metálicas foi realizado por espectroscopia de Raman intensificada à superfície. Dada a complexidade dos sistemas em estudo, a informação obtida por espectroscopia vibracional foi complementada por resultados de cálculos mecânico-quânticos. Em particular, os cálculos DFT foram utilizados para a optimização de geometrias e previsão de frequências vibracionais de moléculas e associações moleculares, permitindo assim a análise e interpretação de espectros vibracionais e a caracterização da estrutura de materiais.

Tributyltin (TBT) resistance in Aeromonas molluscorum Av27

O tributilestanho (TBT) é considerado um dos xenobióticos mais tóxicos, produzidos e deliberadamente introduzidos no meio ambiente pelo Homem. Tem sido usado numa variedade de processos industriais e subsequentemente descarregado no meio ambiente. O tempo de meia-vida do TBT em águas marinhas é de várias semanas, mas em condições de anóxia nos sedimentos, pode ser de vários anos, devido à sua degradação mais lenta. Embora o TBT tenha sido descrito como sendo tóxico para eucariotas e procariotas, muitas bactérias podem ser resistentes a este composto. O presente trabalho teve como objetivo principal elucidar o mecanismo de resistência ao TBT em bactérias. Para além disso, pretendeu-se desenvolver um biorepórter para detectar TBT no ambiente. Para atingir estes objetivos foram delineadas várias tarefas cujos principais resultados obtidos se apresentam a seguir. Várias bactérias resistentes ao TBT foram isoladas de sedimento e água do Porto de Pesca Longínqua (PPL) na Ria de Aveiro, Portugal. Entre estas, Aeromonas molluscorum Av27 foi selecionada devido à sua elevada resistência a este composto (concentrações até 3 mM), à sua capacidade de degradar o TBT em compostos menos tóxicos (dibutilestanho, DBT e monobutilestanho, MBT) e também por usar o TBT como fonte de carbono. A. molluscorum Av27 foi caracterizada genotipica e fenotipicamente. Os fatores de virulência estudados mostraram que esta estirpe i) possui atividade lipolítica; ii) não é citotóxica para células de mamíferos, nomeadamente para células Vero; iii) não possui integrões de classe I e II e iv) possui cinco plasmídeos com aproximadamente 4 kb, 7 kb, 10 kb, 100 kb e mais de 100 kb. Estes resultados mostraram que a estirpe Av27 não é tóxica, aumentando assim o interesse nesta bactéria para futuras aplicações, nomeadamente na bioremediação. Os testes de toxicidade ao TBT mostraram que este composto tem um impacto negativo no crescimento desta estirpe, bem como, na densidade, no tamanho e na atividade metabólica das células e é responsável pela formação de agregados celulares. Assim, o TBT mostrou ser bastante tóxico para as bactérias interferindo com a atividade celular geral. O gene Av27-sugE, que codifica a proteína SugE pertencente à família das “small multidrug resistance proteins” (SMR), foi identificado como estando envolvido na resistência ao TBT nesta estirpe. Este gene mostrou ser sobreexpresso quando as células crescem na presença de TBT. O promotor do gene Av27-sugE foi utilizado para construir um bioreporter para detetar TBT, contendo o gene da luciferase do pirilampo como gene repórter. O biorepórter obtido reúne as características mais importantes de um bom biorepórter: sensibilidade (intervalo de limite de detecção de 1-1000 nM), rapidez (3 h são suficientes para a deteção de sinal) e, possivelmente, não é invasivo (pois foi construído numa bactéria ambiental). Usando sedimento recolhido no Porto de Pesca Longínqua da Ria de Aveiro, foi preparada uma experiência de microcosmos com o intuito de avaliar a capacidade de Av27 para bioremediar o TBT, isoladamente ou em associação com a comunidade bacteriana indígena. A análise das amostras de microcosmos por PCR-DGGE e de bibliotecas de 16S rDNA revelaram que a comunidade bacteriana é relativamente estável ao longo do tempo, mesmo quando Av27 é inoculada no sedimento. Para além disso, o sedimento estuarino demonstrou ser dominado por bactérias pertencentes ao filo Proteobacteria (sendo mais abundante as Delta e Gammaproteobacteria) e Bacteroidetes. Ainda, cerca de 13% dos clones bacterianos não revelaram nenhuma semelhança com qualquer dos filos já definidos e quase 100% afiliou com bactérias não cultiváveis do sedimento. No momento da conclusão desta tese, os resultados da análise química de compostos organoestânicos não estavam disponíveis, e por essa razão não foi possível tirar quaisquer conclusões sobre a capacidade desta bactéria remediar o TBT em sedimentos. Esses resultados irão ajudar a esclarecer o papel de A. molluscorum Av27 na remediação de TBT. Recentemente, a capacidade da estirpe Av27 remediar solo contaminado com TBT foi confirmada em bioensaios realizados com plantas, Brassica rapa e Triticum aestivum (Silva 2011a), e também com invertebrados Porcellionides pruinosus (Silva 2011B). Assim, poder-se-á esperar que a bioremediação do sedimento na experiência de microcosmos também tenha ocorrido. No entanto, só a análise química dos compostos organostânicos deverá ser conclusiva. Devido à dificuldade em realizar a análise analítica de organoestânicos, um método de bioensaio fácil, rápido e barato foi adaptado para avaliar a toxicidade do TBT em laboratório, antes de se proceder à análise química das amostras. O método provou a sua utilidade, embora tenha mostrado pouca sensibilidade quando se usam concentrações de TBT baixas. Em geral, os resultados obtidos contribuíram para um melhor entendimento do mecanismo de resistência ao TBT em bactérias e mostraram o potencial biotecnológico de A. molluscorum Av27, nomeadamente, no que refere à sua possível aplicação na descontaminação de TBT no ambiente e também no desenvolvimento de biorepórteres.

Study of the Cd complexation mechanism by glutathione in Rhizobium leguminosarum

A associação simbiótica de plantas leguminosas com bactérias do género Rhizobium é o maior e mais eficiente contribuinte de azoto fixado biologicamente (Somasegaran e Hoben, 1994; Zahran, 1999). No entanto, o constante aumento da poluição em solos agrícolas, nomeadamente a contaminação por metais devido à aplicação de fertilizantes e de lamas, está a tornar-se um problema ambiental cada vez mais preocupante (Alloway, 1995a; Giller et al., 1998; Permina et al., 2006; Thorsen et al., 2009; Wani et al., 2008), influenciando de forma negativa a persistência destas bactérias nos solos agrícolas, assim como a sua eficácia de nodulação (Broos et al., 2005; Wani et al., 2008;. Zhengwei et al., 2005). Desta forma, o estudo dos mecanismos de tolerância de Rhizobium a metais tornou-se uma área de investigação de elevada importância. Com o trabalho apresentado nesta tese pretendeu-se perceber melhor a tolerância Rhizobium leguminosarum ao cádmio (Cd), dando particular atenção a um mecanismo de tolerância previamente descrito em R. leguminosarum (Lima et al., 2006): a complexação intracelular de Cd pelo tripéptido glutationa (GSH). Assim, o principal objectivo deste trabalho foi perceber melhor qual a importância deste mecanismo nos níveis de tolerância de rizóbio ao Cd. Como já tinha sido descrito em trabalhos anteriores (Figueira et al., 2005; Lima et al., 2006), foi possível verificar que a estirpe mais tolerante ao metal apresenta níveis mais elevados de Cd e GSH intracelulares. Demonstrou-se ainda que a tolerância ao Cd está dependente da maior eficiência no mecanismo de complexação observada na estirpe tolerante, logo durante as primeiras 12 h de crescimento. Gomes et al. (2002) verificou que a acumulação de complexos GSH-Cd no citoplasma inibe a entrada de metal na célula. Como neste trabalho se observou um aumento nos níveis de Cd intracelular na estirpe tolerante ao longo do tempo, surgiu a hipótese dos complexos serem excretados para o espaço periplasmático. Os elevados níveis de GSH e de Cd determinados no espaço periplasmático corroboraram esta hipótese. Neste trabalho demonstrou-se ainda que a eficácia do mecanismo de complexação, depende da actividade enzimática de uma isoforma específica de GST, que apresentou um elevado acréscimo de actividade na presença do metal. Desta forma, os resultados desta tese indicam que, a maior tolerância de R. leguminosarum ao Cd, depende da capacidade das estirpes para induzir a síntese de GSH na presença de Cd e, simultaneamente aumentar a actividade enzimática da GST específica, optimizando assim o mecanismo de complexação de Cd intracelular.

Synthesis and biological activities of polyphenolic hybrids - evaluation of anti-cancer, anti-inflammatory and antioxidant activities

Os compostos polifenólicos constituem uma classe de metabolitos secundários de plantas, mas existe também uma enorme quantidade de derivados sintéticos ou semi-sintéticos contendo múltiplas unidades fenólicas. Estes compostos apresentam importantes características biológicas, que dependem das suas estruturas básicas. Certos derivados desta família de compostos, tais como flavonoides, cromonas e cumarinas contribuem para os benefícios da dieta humana, e partilham o núcleo de benzopiran-(2 e 4)-ona ou benzofuran-3-ona. A presente dissertação inclui uma introdução geral e três capítulos que descrevem as novas rotas sintéticas estabelecidas para a preparação de novos híbridos de diversos compostos polifenólicos, assim como a sua elucidação estrutural e termina com a presentação dos resultados da avaliação biológica desses mesmos compostos. No segundo capítulo discute-se a preparação de híbridos de pirimidina- e imidazolidina-polifenóis, especialmente a síntese diastereoseletiva de novos híbridos benzofuran-3-ona-hidantoína e derivados de uracilo. A rota sintética envolve a ação de carbodiimidas sobre os ácidos cromona-(2- e 3)-carboxílicos num só passo ou em dois passos sequenciais, catalisada por uma base orgânica ou inorgânica. O terceiro capítulo descreve reações do tipo adições conjugadas 1,4 - hetero-ciclisações em cascata de compostos 1,3-dicarbonílicos em ácido cromona-3-carboxílico catalisadas por uma base orgânica, que originaram novas cromonas, cromanonas e flavonas polissubstituídas. As bispiranonas [bispiran-2 e 4)-onas] foram elaboradas numa reacção de acoplamento da 4-hidroxicumarina ou da lactona do ácido triacético com o ácido cromona-3-carboxílico ou precursores formil-funcionalizados (ω-formil-2’-hydroxy acetofenonas e cromona-3-carbaldeídos) utilizando organocatálise básica. Finalmente, alargou-se o estudo das adições conjugadas 1,4 para uma variedade de 4-hidroxipiran-2-onas e cetonas α,β-insaturadas para originar novos análogos de warfarina. Obteve-se uma variedade de estruturas complexas por hibridação das unidades de 4-hidroxicumarina ou da lactona do ácido triacético com os novos derivados de cromonas polissubstituídas. Todos as reações foram executadas em condições suaves e ambientalmente favoráveis, utilizando a 4-pirrolidinopiridina como organocatalisador básico. As estruturas dos novos híbridos polifenólicos foram caracterizados por técnicas espectroscópicas de alta resolução, incluindo espectroscopia de ressonância magnética nuclear (1D e 2D) e por difractometria de raios-X, que nos permitiram resolver o complexidade estrutural dos compostos sintetizados. O quarto capítulo apresenta os resultados da avaliação biológica obtidos com os híbridos polifenólicos sintetizados neste trabalho, mostrando a possibilidade de seu envolvimento na terapia do cancro. A maioria dos compostos foram avaliados quanto ao seu efeito sobre a citotoxicidade e proliferação de células leucémicas e ao seu envolvimento na regulação de via pró-inflamatória NF-kB, na qual, os híbridos de biscumarinas exibiram actividades elevadas (IC50 = 6-19 μM para inibição de NF-kB depois de 8 horas de incubação e IC50 = 15-39 μM para efeitos citotóxicos em células cancerosas, após 24 horas de incubação). Uma inibição moderada das enzimas HDAC e Cdc25 foi induzida pelos derivados de benzofuran-3-ona-hidantoína. Catorze dos novos derivados polifenólicos polissubstituídos, tendo como estrutura básica a benzopiran-4-ona, foram avaliados pela sua actividade quimiopreventiva do cancro mediada pela indução de sinalização citoprotectora Nrf2 (fator 2 relacionado com o fator nuclear da proteína E2) e capacidade para inibir a proliferação das células de cancro da mama. Os derivados da classe das cromanonas foram identificados como os indutores mais potentes da actividade Nrf2. As concentrações necessárias para aumentar a actividade de luciferase em 10 vezes (C10) foram de 2,8-21,3 μM. Todos os novos híbridos polifenólicos que apresentam atividade citotóxica e anti-proliferativa não afectam o crescimento de células saudáveis periféricas do sangue (PBMC) (IC50 > 50 μM), indicando a sua seletividade para as células cancerosas e sugerindo que alguns deles são estruturalmente interessantes para posteriores análises. A avaliação da atividade antioxidante utilizando os testes do radical livre DPPH e o poder redutor do ião férrico FRAP foram realizados em algumas estruturas híbridas polifenólicas.