Catalytic Processes Mediated by Metal−Organic Frameworks : Reactivity and Mechanistic Studies

The present thesis describes the development of heterogeneous catalytic methodologies using metal−organic frameworks (MOFs) as porous matrices for supporting transition metal catalysts. A wide spectrum of chemical reactions is covered. Following the introductory section (Chapter 1), the results are divided between one descriptive part (Chapter 2) and four experimental parts (Chapters 3–6). Chapter 2 provides a detailed account of MOFs and their role in heterogeneous catalysis. Specific synthesis methods and characterization techniques that may be unfamiliar to organic chemists are illustrated based on examples from this work. Pd-catalyzed heterogeneous C−C coupling and C−H functionalization reactions are studied in Chapter 3, with focus on their practical utility. A vast functional group tolerance is reported, allowing access to substrates of relevance for the pharmaceutical industry. Issues concerning the recyclability of MOF-supported catalysts, leaching and operation under continuous flow are discussed in detail. The following chapter explores puzzling questions regarding the nature of the catalytically active species and the pathways of deactivation for Pd@MOF catalysts. These questions are addressed through detailed mechanistic investigations which include in situ XRD and XAS data acquisition. For this purpose a custom reaction cell is also described in Chapter 4. The scope of Pd@MOF-catalyzed reactions is expanded in Chapter 5. A strategy for boosting the thermal and chemical robustness of MOF crystals is presented. Pd@MOF catalysts are coated with a protecting SiO2 layer, which improves their mechanical properties without impeding diffusion. The resulting nanocomposite is better suited to withstand the harsh conditions of aerobic oxidation reactions. In this chapter, the influence of the nanoparticles’ geometry over the catalyst’s selectivity is also investigated. While Chapters 3–5 dealt with Pd-catalyzed processes, Chapter 6 introduces hybrid materials based on first-row transition metals. Their reactivity is explored towards light-driven water splitting. The heterogenization process leads to stabilized active sites, facilitating the spectroscopic probing of intermediates in the catalytic cycle.

Rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293

La possibilité de programmer une cellule dans le but de produire une protéine d’intérêt est apparue au début des années 1970 avec l’essor du génie génétique. Environ dix années plus tard, l’insuline issue de la plateforme de production microbienne Escherichia coli, fut la première protéine recombinante (r-protéine) humaine commercialisée. Les défis associés à la production de r-protéines plus complexes et glycosylées ont amené l’industrie biopharmaceutique à développer des systèmes d’expression en cellules de mammifères. Ces derniers permettent d’obtenir des protéines humaines correctement repliées et de ce fait, biologiquement actives. Afin de transférer le gène d’intérêt dans les cellules de mammifères, le polyéthylènimine (PEI) est certainement un des vecteurs synthétiques le plus utilisé en raison de son efficacité, mais aussi sa simplicité d’élaboration, son faible coût et sa stabilité en solution qui facilite son utilisation. Il est donc largement employé dans le contexte de la production de r-protéines à grande échelle et fait l’objet d’intenses recherches dans le domaine de la thérapie génique non virale. Le PEI est capable de condenser efficacement l’ADN plasmidique (vecteur d’expression contenant le gène d’intérêt) pour former des complexes de petites tailles appelés polyplexes. Ces derniers doivent contourner plusieurs étapes limitantes afin de délivrer le gène d’intérêt au noyau de la cellule hôte. Dans les conditions optimales du transfert de gène par le PEI, les polyplexes arborent une charge positive nette interagissant de manière électrostatique avec les protéoglycanes à héparane sulfate (HSPG) qui décorent la surface cellulaire. On observe deux familles d’HSPG exprimés en abondance à la surface des cellules de mammifères : les syndécanes (4 membres, SDC1-4) et les glypicanes (6 membres, GPC1-6). Si l’implication des HSPG dans l’attachement cellulaire des polyplexes est aujourd’hui largement acceptée, leur rôle individuel vis-à-vis de cet attachement et des étapes subséquentes du transfert de gène reste à confirmer. Après avoir optimisées les conditions de transfection des cellules de mammifères CHO et HEK293 dans le but de produire des r-protéines secrétées, nous avons entrepris des cinétiques de capture, d’internalisation des polyplexes et aussi d’expression du transgène afin de mieux comprendre le processus de transfert de gène. Nous avons pu observer des différences au niveau de ces paramètres de transfection dépendamment du système d’expression et des caractéristiques structurelles du PEI utilisé. Ces résultats présentés sous forme d’articles scientifiques constituent une base solide de l’enchaînement dans le temps des évènements essentiels à une transfection efficace des cellules CHO et HEK293 par le PEI. Chaque type cellulaire possède un profil d’expression des HSPG qui lui est propre, ces derniers étant plus ou moins permissifs au transfert de gène. En effet, une étude menée dans notre laboratoire montre que les SDC1 et SDC2 ont des rôles opposés vis-à-vis du transfert de gène. Alors que tous deux sont capables de lier les polyplexes, l’expression de SDC1 permet leur internalisation contrairement à l’expression de SDC2 qui l’inhibe. De plus, lorsque le SDC1 est exprimé à la surface des cellules HEK293, l’efficacité de transfection est augmentée de douze pourcents. En utilisant la capacité de SDC1 à induire l’internalisation des polyplexes, nous avons étudié le trafic intracellulaire des complexes SDC1 / polyplexes dans les cellules HEK293. De plus, nos observations suggèrent une nouvelle voie par laquelle les polyplexes pourraient atteindre efficacement le noyau cellulaire. Dans le contexte du transfert de gène, les HSPG sont essentiellement étudiés dans leur globalité. S’il est vrai que le rôle des syndécanes dans ce contexte est le sujet de quelques études, celui des glypicanes est inexploré. Grâce à une série de traitements chimiques et enzymatiques visant une approche « perte de fonction », l’importance de la sulfatation comme modification post-traductionnelle, l’effet des chaînes d’héparanes sulfates mais aussi des glypicanes sur l’attachement, l’internalisation des polyplexes, et l’expression du transgène ont été étudiés dans les cellules CHO et HEK293. L’ensemble de nos observations indique clairement que le rôle des HSPG dans le transfert de gène devrait être investigué individuellement plutôt que collectivement. En effet, le rôle spécifique de chaque membre des HSPG sur la capture des polyplexes et leur permissivité à l’expression génique demeure encore inconnu. En exprimant de manière transitoire chaque membre des syndécanes et glypicanes à la surface des cellules CHO, nous avons déterminé leur effet inhibiteur ou activateur sur la capture des polyplexes sans pouvoir conclure quant à l’effet de cette surexpression sur l’efficacité de transfection. Par contre, lorsqu’ils sont présents dans le milieu de culture, le domaine extracellulaire des HSPG réduit l’efficacité de transfection des cellules CHO sans induire la dissociation des polyplexes. Curieusement, lorsque chaque HSPG est exprimé de manière stable dans les cellules CHO, seulement une légère modulation de l’expression du transgène a pu être observée. Ces travaux ont contribué à la compréhension des mécanismes d'action du vecteur polycationique polyéthylènimine et à préciser le rôle des protéoglycanes à héparane sulfate dans le transfert de gène des cellules CHO et HEK293.

Capital Intelectual e Desempenho Organizacional no Sector Farmacêutico Português

Segundo o paradigma económico vigente, os intangíveis são hoje os principais factores de produção que criam riqueza no meio empresarial, devendo ser entendidos pelos gestores como factores críticos de sucesso. O conjunto de intangíveis que criam valor organizacional e sustentam a vantagem competitiva constituem o capital intelectual. Se no meio académico, o capital intelectual é visto como um motor do desenvolvimento económico, no âmbito da sociedade do conhecimento, já no meio empresarial apesar do reconhecimento da sua importância estratégica, poucos conseguem defini-lo e identificá-lo, não sabendo mesmo como tirar proveito dele. Acresce ainda o facto de o principal entrave poder estar relacionado na dificuldade em medir e representar o valor gerado por este recurso intangível. A generalidade dos autores que se dedica ao estudo do capital intelectual sustenta a existência de uma relação entre este e o desempenho organizacional, numa óptica de criação e manutenção de vantagens competitivas sustentáveis. Este trabalho apresenta um estudo exploratório realizado no âmbito da indústria farmacêutica portuguesa, com o objectivo de investigar, por um lado, a presença dos três elementos do capital intelectual: capital humano, capital estrutural e capital relacional e, por outro, o seu inter-relacionamento dentro do contexto farmacêutico português. Por fim, pretende-se investigar até que ponto o capital intelectual contribui para o sucesso das organizações analisadas. / According to the prevailing economic paradigm, intangibles are now the main factors of production that are creating wealth in the business world and they should be seen by managers as crucial factors of success. The intangible assets that create organisational value and sustain a competitive edge constitute intellectual capital. In academia intellectual capital is viewed as a driving force for economic development, in the context of the knowledge society, but in the corporate world, although recognised for its strategic importance few people can define it and identify it, or even know how to exploit it. The chief obstacle may be related to the difficulty in measuring and representing the value engendered by this intangible resource. Most authors involved in studying intellectual capital believe that it is related to organisational performance in terms of creating and retaining sustainable competitive advantages. This work is an exploratory study of the Portuguese pharmaceutical industry and it set out, first, to inquire into the presence of the three elements of intellectual capital, human capital, structural capital and relational capital, and also to examine their interrelations within the Portuguese pharmaceutical context. A final objective was to ascertain the part played by intellectual capital in the success of the organizations studied.

Développement de matériaux à base de protéines extraites du byssus de la moule bleue Mytilus edulis

Le byssus est un amas de fibres que les moules produisent afin de s’ancrer aux surfaces immergées sous l’eau. Ces fibres sont pourvues de propriétés mécaniques impressionnantes combinant rigidité, élasticité et ténacité élevées. De plus, elles possèdent un comportement d’auto-guérison de leurs propriétés mécaniques en fonction du temps lorsque la contrainte initialement appliquée est retirée. Les propriétés mécaniques de ces fibres sont le résultat de l’agencement hiérarchique de protéines de type copolymère blocs riches en collagène et de la présence de métaux formant des liens sacrificiels réversibles avec certains acides aminés comme les DOPA et les histidines. Bien que cette fibre soit très intéressante pour la production de matériaux grâce à son contenu élevé en collagène potentiellement biocompatible, cette ressource naturelle est traitée comme un déchet par les mytiliculteurs. L’objectif de cette thèse était de valoriser cette fibre en extrayant les protéines pour générer une nouvelle classe de matériaux biomimétiques. Un hydrolysat de protéines de byssus (BPH) riche en acides aminés chargés, i.e. ~30 % mol, et permettant de former des films a pu être généré. Lorsque solubilisé à pH 10.5, le BPH forme un hydrogel contenant des structures en triple hélice de collagène et des feuillets β anti-parallèles intra- et inter-moléculaires. Suite à l’évaporation de l’eau, le film de BPH résultant est insoluble en milieu aqueux à cause des structures secondaires très stables agissant comme points de réticulation effectifs. Les propriétés mécaniques des films de BPH sont modulables en fonction du pH. Au point isoélectrique (pI = 4.5), les interactions électrostatiques entre les charges opposées agissent comme points de réticulation et augmentent la rigidité des films et leur contrainte à la rupture sans affecter la déformation à la rupture. À pH plus élevé ou plus bas que le pI, les performances mécaniques des films sont plus faibles à cause de la répulsion entre les groupements fonctionnels de même charge qui interagissent plutôt avec les molécules d’eau et causent le gonflement de la matrice protéique des films. Le BPH contenant un nombre élevé d’acides aminés chargés et réactifs, nous avons pu réticuler les films de manière covalente à l’aide d’EDC ou de glutaraldéhyde. Les propriétés mécaniques des films sont modulables en fonction de la concentration d’EDC utilisée lors de la réticulation ou en employant du glutaraldéhyde comme agent réticulant. Les films sont à la fois plus rigides et plus forts avec un degré de réticulation élevé, mais perdent leur extensibilité à mesure que les segments libres de s’étirer lors d’une traction deviennent entravés par les points de réticulation. La réticulation augmente également la résistance à la dégradation enzymatique par la collagénase, les films les plus fortement réticulés lui étant pratiquement insensibles. La spectroscopie infrarouge montre enfin que la réticulation entraîne une transition de feuillets β anti-parallèles inter-moléculaires vers des structures de type hélices de collagène/PPII hydratées. Des liens sacrificiels ont été formés dans les films de BPH par traitement au pI et/ou avec différents métaux, i.e. Na+, Ca2+, Fe3+, afin de moduler les propriétés mécaniques statiques et d’évaluer le rôle de ces traitements sur le comportement d’auto-guérison lors de tests mécaniques cycliques avec différents temps de repos. Plus la valence des ions métalliques ajoutés augmente, plus les propriétés mécaniques statiques affichent un module, une contrainte à la rupture et une ténacité élevés sans toutefois affecter la déformation à la rupture, confirmant la formation de liens sacrificiels. Les tests mécaniques cycliques montrent que les traitements au pI ou avec Ca2+ créent des liens sacrificiels ioniques réversibles qui mènent à un processus d’auto-guérison des performances mécaniques dépendant du pH. L’ajout de Fe3+ à différentes concentrations module les performances mécaniques sur un plus large intervalle et la nature plus covalente de son interaction avec les acides aminés permet d’atteindre des valeurs nettement plus élevées que les autres traitements étudiés. Le Fe3+ permet aussi la formation de liens sacrificiels réversibles menant à l’auto-guérison des propriétés mécaniques. Les spectroscopies Raman et infrarouge confirment que le fer crée des liaisons avec plusieurs acides aminés, dont les histidines et les DOPA. Les résultats dans leur ensemble démontrent que les films de BPH sont des hydrogels biomimétiques du byssus qui peuvent être traités ou réticulés de différentes façons afin de moduler leurs performances mécaniques. Ils pourraient ainsi servir de matrices pour des applications potentielles dans le domaine pharmaceutique ou en ingénierie tissulaire.

Apoio governamental à inovação tecnológica: análise da indústria farmacêutica paraense

The transformations economical, cultural and social that happen in world ambit they are associated to the intense progress and expansion of new technologies, forcing governments, people, companies and nations to the introduction of new patterns of behavior, forcing, in that way, to the continuous renewal of products and technological processes to maintain the competitiveness, so much among nations, as in the managerial world. In that matter, the technological innovation is recognized as basic factor of maintainable economical competitiveness, being the responsible for the breaking and/or improvement of the techniques and production processes, what presupposes the systematization varied institutional arrangements that they involve firms, interaction nets among companies, government agencies, universities, research institutes, laboratories of companies and scientists and engineers activities. Those arrangements, to the if they articulate with the educational system, with the industrial and managerial section and, also, with the financial institutions, they take the form that Freeman (1987) it coined of national system of innovation, promoted through public politics of CT&I, which seek to induce and to support innovative initiatives in the companies, as well as to establish demands and to prioritize vocations and regional potentialities. In that context of government support to the technological innovation interferes this study, that it looked for to know the reasons of the fragility innovative in the pharmaceutical industry of State of Pará in Brazil, pointed for PINTEC (2005), starting from the point of view of the businessmen of that section. For such, the qualitative approach was used - with interviews directing semi and the technique of the content analysis. The results of the research pointed that the fragilities innovative of the section links to the ignorance of the government support to the technological innovation on the part of the businessmen of the pharmaceutical industry of State of Pará in Brazil

A Importância do Gestor Médico Científico na Indústria Farmacêutica

O Marketing de relacionamento nunca esteve tão evidente quanto nos dias atuais. Isto pode ser observado pela acirrada concorrência entre as empresas que desenvolvem produtos cada vez mais semelhantes, bem como pelo advento da globalização onde, a figura do consumidor mais consciente de suas necessidades, busca por aspectos diferenciais que, porventura possam complementar suas aspirações acerca do que lhe é oferecido. É exatamente neste ponto que as ações do Marketing de Relacionamento entram em ação, visando não somente estreitar o elo entre a empresa e o consumidor, como também estimular a fidelização deste referido consumidor ao produto ou serviço ofertado. O objetivo deste estudo é examinar as correlações existentes entre o grau de conhecimento científico do cliente medico, como formador de opinião, sobre uma nova classe de medicamentos para o tratamento da dislipidemia (inibidores da PCSK9), mensurando a mudança de opinião desses líderes após o contato com o Gestor Médico Científico, e para tal objetivo, elaborou-se uma pesquisa descritiva com questionário direcionado a 83 médicos, sendo este aplicado em duas fases, utilizando assim como ferramenta o capital humano representado pelo Gestor Médico Científico, com base no Marketing de Relacionamento, e que após a análise da pesquisa, obtiveram-se bases para incentivar esse tipo de ferramenta como modelo de Marketing adaptado e voltado para a indústria farmacêutica. O estudo permitiu concluir que as variáveis escolhidas para avaliar o grau de mudança de opinião dos médicos inquiridos, logo após a explicação científica sobre os temas relacionados com a dislipidemia e a nova classe de medicamentos destinada ao tratamento dessa patologia, revelaram a importância da educação médica através do Marketing de Relacionamento antes de lançar uma nova classe de fármacos. No contexto da validação do modelo, é possível constatar que ele pode ser utilizado como ferramenta na fase de pré-lançamento de um produto, em um país onde as leis vigentes proíbem quaisquer outros meios de promoção.

Alergias a alimentos ou a derivados usados como excipientes em medicamentos

Aditivos químicos têm como principal objetivo melhorar os produtos industrializados, como fármacos, conferindo-lhes cor, aroma, textura, conservação, entre outros. Os aditivos utilizados na indústria farmacêutica são denominados excipientes, completando a massa ou o volume especificado no medicamento. São considerados substâncias inativas, uma vez que não apresentam propriedades curativas ou preventivas de doenças ou dos seus sintomas. No âmbito deste trabalho, foi realizado uma revisão bibliográfica sobre os excipientes naturais e sintéticos mais usados na indústria farmacêutica, agrupando-os mediante a sua função específica. Assim, foi feita uma breve descrição sobre alguns dos excipientes mais utilizados nas formulações farmacêuticas, nomeadamente os antioxidantes, os corantes, os edulcorantes e os conservantes, que visam garantir a conservação do produto em condições viáveis. Uma vez que os excipientes são considerados substâncias inativas, são vistos como inofensivos para a saúde. No entanto, é cada vez mais evidente que os excipientes não são sempre inertes e podem apresentar riscos para o desenvolvimento de reações alérgicas, podendo promover alterações mais prejudiciais. As reações alérgicas associadas aos excipientes são consideradas raras, visto que são incorporadas baixas concentrações destes em formulações farmacêuticas, tendo surgido, no entanto, diversos casos associados aos diferentes excipientes anteriormente referidos. Dependendo do excipiente e da sensibilidade do indivíduo, as alergias podem originar dermatites de contacto, prurido, urticária, edema, reações anafiláticas, entre outros. É importante salientar que o excesso de aditivos pode originar problemas de saúde, normalmente em indivíduos suscetíveis e na população pediátrica, sendo necessário aplicar cuidados adicionais que promovam uma maior vigilância e orientação no uso de medicamentos.

In silico metabolic modelling of Saccharomyces cerevisiae for the overproduction of succinate using OptKnock and OptGene

Succinate is a naturally occurring metabolite in organism’s cell and is industrially important chemical with various applications in food and pharmaceutical industry. It is also widely used to produce bio-degradable plastics, surfactants, detergents etc. In last decades, emphasis has been given to bio-based chemical production using industrial biotechnology route rather than fossil-based production considering sustainability and environment friendly economy. In this thesis I am presenting a computational model for silico metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for large scale production of succinate. For metabolic modelling, I have used OptKnock and OptGene optimization algorithms to identify the reactions to delete from the genome-scale metabolic model of S. cerevisiae to overproduce succinate by coupling with organism’s growth. Both OptKnock and OptGene proposed numerous straightforward and non-intuitive deletion strategies when number of constraints including growth constraint to the model were applied. The most interesting strategy identified by both algorithms was deletion combination of pyruvate decarboxylase and Ubiquinol:ferricytochrome c reductase(respiratory enzyme) reactions thereby also suggesting anaerobic fermentation of the organism in glucose medium. Such strategy was never reported earlier for growth-coupled succinate production in S.cerevisiae.

O médico na indústria farmacêutica: contributo para o enquadramento da atividade

Ao longo desta dissertação de mestrado pretendemos analisar e discutir o papel do Médico na Indústria Farmacêutica, contribuindo para um melhor enquadramento de uma atividade ainda não muito conhecida. A partir da análise da implementação da Indústria Farmacêutica em Portugal, descrevemos o seu contributo para a Sociedade aliado ao valor do medicamento. Descrevemos a Medicina Farmacêutica, o treino da atividade e alguns dos órgãos relevantes nesta área, como a Competência em Medicina Farmacêutica da Ordem dos Médicos e a Associação dos Médicos Portugueses da Indústria Farmacêutica. De uma forma detalhada caraterizamos as atividades e competências do Médico nesta indústria que reforçamos com uma análise de um questionário efetuado com as opiniões de colegas Portugueses e estrangeiros com experiência nesta área do conhecimento. Concluímos, reconhecendo a importância da atividade, da sua caraterização e dos seus desafios futuros.

Using Surface Spectroscopy to Help Interpret STM Images of Chemisorbed Molecules: Application to the Study of the Hydrogenation of Ketones and a-Ketoesters on Pt

Depuis que la haute énantiopureté est nécessaire dans l’industrie pharmaceutique, les études visant à découvrir les mécanismes pour l’hydrogénation énantiosélective de cétones ou céto-esters sur les surfaces, et à rechercher de nouveaux et plus performants catalyseurs asymétriques, sont d’une grande importance. La microscopie à effet tunnel (STM), la spectroscopie infrarouge de réflexion-absorption, la spectroscopie de désorption à température programmée et la spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X sont des méthodes performantes facilitant la compréhension des mécanismes de réaction. En plus de nous permettre de comprendre les mécanismes réactionnels, les études peuvent fournir des informations sur la dynamique des réactions en catalyse hétérogène ainsi que sur le développement de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) afin de calculer des interactions faibles dans les processus de surface. D’autres parts, les calculs DFT fournissent une aide essentielle à l’interprétation des données de STM et spectroscopie de surface. Dans cette thèse, certains cétones et céto-esters sur la surface de platine sont étudiées par les techniques sophistiquées mentionnées ci-dessus. Mes études démontrent que la combinaison de l’utilisation de la spectroscopie de routine, des nanotechnologies et de nombreux calculs élaborés, est une méthode efficace pour étudier les réactions à la surface car ces techniques explorent les différents aspects de la surface ainsi que s’entraident mutuellement lors de certaines interprétations.

Potencial cariogénico de medicamentos pediátricos

A cárie dentária é uma doença infeciosa, transmissível e multifatorial e é também a doença mais prevalente na cavidade oral das crianças. A grande maioria dos medicamentos desenvolvidos para a Pediatria tem na sua composição algum tipo de açúcar, de forma a tornar a sua ingestão mais agradável, o que lhes confere um potencial cariogénico agravado nesta faixa etária. A sacarose continua a ser o açúcar mais utilizado por ser de baixo custo, ser antioxidante e conferir viscosidade ao medicamento. O potencial cariogénico dos medicamentos está relacionado com vários fatores como a presença de sacarose, o seu pH endógeno, a viscosidade, a frequência de ingestão, o momento de ingestão, a capacidade de causar xerostomia e os hábitos de higiene oral individuais. Por parte dos Médicos Dentistas e Pediatras é necessário aconselhar os responsáveis das crianças dos riscos e cuidados a ter durante a toma dos medicamentos incluindo exames dentários regulares. Por parte da Indústria Farmacêutica é necessário o desenvolvimento de formulações livres de açúcar ou com edulcorantes não cariogénicos. O objetivo deste trabalho foi esclarecer a relação entre a cárie dentária e os medicamentos pediátricos, enfatizando a necessidade do planeamento de ações no sentido de prevenir o desenvolvimento da doença. Para tal foi realizada uma revisão sistemática da literatura, através de pesquisa bibliográfica nos bancos de dados Medline, Pubmed, B-On e Scielo e Science Direct.

The analysis and detection of new psychoactive substances in biological matrices

New psychoactive substances (NPSs) have appeared on the recreational drug market at an unprecedented rate in recent years. Many are not new drugs but failed products of the pharmaceutical industry. The speed and variety of drugs entering the market poses a new complex challenge for the forensic toxicology community. The detection of these substances in biological matrices can be difficult as the exact compounds of interest may not be known. Many NPS are sold under the same brand name and therefore users themselves may not know what substances they have ingested. The majority of analytical methods for the detection of NPSs tend to focus on a specific class of compounds rather than a wide variety. In response to this, a robust and sensitive method was developed for the analysis of various NPS by solid phase extraction (SPE) with gas chromatography mass spectrometry (GCMS). Sample preparation and derivatisation were optimised testing a range of SPE cartridges and derivatising agents, as well as derivatisation incubation time and temperature. The final gas chromatography mass spectrometry method was validated in accordance with SWGTOX 2013 guidelines over a wide concentration range for both blood and urine for 23 and 25 analytes respectively. This included the validation of 8 NBOMe compounds in blood and 10 NBOMe compounds in urine. This GC-MS method was then applied to 8 authentic samples with concentrations compared to those originally identified by NMS laboratories. The rapid influx of NPSs has resulted in the re-analysis of samples and thus, the stability of these substances is crucial information. The stability of mephedrone was investigated, examining the effect that storage temperatures and preservatives had on analyte stability daily for 1 week and then weekly for 10 weeks. Several laboratories identified NPSs use through the cross-reactivity of these substances with existing screening protocols such as ELISA. The application of Immunalysis ketamine, methamphetamine and amphetamine ELISA kits for the detection of NPS was evaluated. The aim of this work was to determine if any cross-reactivity from NPS substances was observed, and to determine whether these existing kits would identify NPS use within biological samples. The cross- reactivity of methoxetamine, 3-MeO-PCE and 3-MeO-PCP for different commercially point of care test (POCT) was also assessed for urine. One of the newest groups of compounds to appear on the NPS market is the NBOMe series. These drugs pose a serious threat to public health due to their high potency, with fatalities already reported in the literature. These compounds are falsely marketed as LSD which increases the chance of adverse effects due to the potency differences between these 2 substances. A liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method was validated in accordance with SWGTOX 2013 guidelines for the detection for 25B, 25C and 25I-NBOMe in urine and hair. Long-Evans rats were administered 25B-, 25C- and 25I-NBOMe at doses ranging from 30-300 µg/kg over a period of 10 days. Tail flick tests were then carried out on the rats in order to determine whether any analgesic effects were observed as a result of dosing. Rats were also shaved prior to their first dose and reshaved after the 10-day period. Hair was separated by colour (black and white) and analysed using the validated LC-MS/MS method, assessing the impact hair colour has on the incorporation of these drugs. Urine was collected from the rats, analysed using the validated LC-MS/MS method and screened for potential metabolites using both LC-MS/MS and quadrupole time of flight (QToF) instrumentation.

Produção de biossurfactantes e nanoemulsões a partir da microalga spirulina

As microalgas têm sido foco de muitos estudos tendo em vista sua grande aplicabilidade na indústria de alimentos e farmacêutica, como também nas áreas da biomedicina e ambiental. A Spirulina é uma microalga que possui alto valor nutricional, apresenta alto teor proteico e é rica em substâncias bioativas. Esta microalga apresenta em sua composição compostos como glicolípidios, fosfolipídios e lipídios neutros, que por sua vez possuem efeito biossurfactante. Assim, o objetivo deste estudo foi verificar a potencialidade de produção de biossurfactantes a partir de diferentes cepas de Spirulina. Para isso, foram realizados experimentos utilizando Delineamento Fatorial Completo 22 , visando avaliar a influência da concentração de fósforo e nitrogênio no cultivo das microalgas Spirulina platensis Paracas, Spirulina platensis LEB 52 e Spirulina sp. LEB 18, como também nos extratos oriundos das microalgas, através da medida da tensão superficial. Foi também avaliada a influência destes nutrientes em extratos de Spirulina platensis LEB 52 e Spirulina sp. LEB 18 a partir do índice de emulsificação e diâmetro médio das gotículas das emulsões preparadas a partir dos extratos. Para extrações de biossurfactantes foram testados os solventes metanol, etanol e hexano. Nas formulações das nanoemulsões utilizou-se homogeneizador de alta velocidade, como fase aquosa os extratos oriundos das microalgas e como fase oleosa, óleo de girassol. As formulações foram preparadas utilizando-se diferentes concentrações da fase aquosa e oleosa, bem como diferentes velocidades e tempos de agitação. De acordo com os cultivos de Spirulina platensis Paracas realizados foi verificado que o cultivo que atingiu maior valor de concentração máxima de biomassa e maior produtividade foi realizado com 114 mg.L-1 de fósforo e sem adição de nitrogênio. Porém em relação às microalgas Spirulina platensis LEB 52 e Spirulina sp. LEB 18, as variáveis fósforo e nitrogênio não apresentaram influência significativa na concentração máxima de biomassa e produtividade máxima. O extrato que apresentou a menor tensão superficial (26,75 mN.m-1 ) foi verificado quando foi utilizado etanol como solvente, sendo este obtido a partir de cultivo da microalga Spirulina sp. LEB 18 realizado sem adição de nitrogênio e de fósforo. Em relação ao índice de emulsificação foram atingidos valores superiores a 59%, porém as concentrações utilizadas de nitrogênio e fósforo não apresentaram influência significativa nesta resposta. Neste trabalho foi possível obter nanoemulsões estáveis por até 30 d e com diâmetro médio de gotículas de até 532 nm. Os resultados obtidos neste trabalho são favoráveis à pesquisa na aplicação tanto dos extratos microalgais como das nanoemulsões obtidas apresentando potencialidade de uso em diversos processos industriais, como nas áreas ambiental, farmacêutica, cosmética e alimentos.

Formulation and characterization of a 0.1% rapamycin cream for the treatment of Tuberous Sclerosis Complex-related angiofibromas

International audience

Potencial terapêutico de um heparinóide isolado do invertebrado marinho Litopenaeus vannamei

The occurrence of bioactive compounds in marine organisms comes awaking the interest of the pharmaceutical industry. Heparin, a sulfated polysaccharide which presence was already identified in several marine invertebrates, is very attractive due its remarkable functional versatility. Besides to intervene in blood coagulation, this molecule has a great anti-inflammatory potential. However, its strong anticoagulant activity difficult the clinical exploitation of its anti-inflammatory properties. Thus, the aims of this work were to evaluate the effect of a heparin-like compound (heparinoid), isolated from the cephalotorax of the Litopenaeus vannamei shrimp, on the inflammatory response, hemostasia and synthesis of antithrombotic heparan sulfate by endothelial cells, besides studying some aspects concerning its structure. The purified heparinoid was structurally characterized following an analytical boarding, involving electrophoresis and chromatography. The structural analysis have shown that this compound possess a high content of glucuronic acid residues and disulfated disaccharide units. In contrast to mammalian heparin, the heparinoid was incapable to stimulate the synthesis of heparan sulfate by endothelial cells in the tested concentrations, beyond to show reduced anticoagulant activity and hemorrhagic effect. In a model of acute inflammation, the compound isolated from the shrimp reduced more than 50% of the cellular infiltration. Besides reduce the activity of MMP-9 and proMMP-2 of the peritoneal lavage of inflamed animals, the heparinoid also reduced the activity of MMP-9 secreted by activated human leukocytes. These results demonstrate the potential of heparinoid from L. vannamei to intervene in the inflammatory response. For possessing reduced anticoagulant activity and hemorrhagic effect, this compound can serve as a structural model to direct the development of more specific therapeutical agents to the treatment of inflammatory diseases