Chemical modification of multiwalled carbon nanotube with a bifunctional caged ligand for radioactive labelling

Carboxyl-functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) have been successfully radiolabelled with cobalt-57 (57Co) (T1/2 = 270 days) via the attachment of the bifunctional caged ligand MeAMN3S3sar. In this study MeAMN3S3sar has been synthesized and coupled to MWCNTs to form the conjugate MWCNT–MeAMN3S3sar. Synthesis was confirmed with nuclear magnetic resonance. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) confirmed the conjugation. Non-radioactive labelling of this conjugate was completed with Cu(II) ions to confirm the stability of the MeAMN3S3sar after coupling with the MWCNTs. The complexation of the Cu(II) was also confirmed with XPS. Transmission electron microscopy was used to demonstrate that the coupling reaction had a negligible effect on the size and shape of the MWCNTs. Radiolabelling of the MWCNT–MeAMN3S3sar conjugate and pristine (untreated) MWCNTs (non-specific) with the gamma-emitting radioactive isotope 57Co were compared. The radiolabelling efficiency of the MWCNT–MeAMN3S3sar conjugate was significantly higher (95% vs. 0.1%) (P ⩽ 0.001) than for the unconjugated pristine MWCNTs. This will allow for the potential tracking of nanoparticle movement in vitro and in vivo.

Low Noise Amplifier With Integrated Balanced Antenna for 60 GHz Wireless Communications

The implementation of a dipole antenna co-designed and monolithically integrated with a low noise amplifier (LNA) on low resistivity Si substrate (20 Omega . cm) manufactured in 0.35 mu m commercial SiGe HBT process with f(T)/f(max) of 170 GHz and 250 GHz is investigated theoretically and experimentally. An air gap is introduced between the chip and a reflective ground plane, leading to substantial improvements in efficiency and gain. Moreover, conjugate matching conditions between the antenna and the LNA are exploited, enhancing power transfer between without any additional matching circuit. A prototype is fabricated and tested to validate the performance. The measured 10-dB gain of the standalone LNA is centered at 58 GHz with a die size of 0.7 mm x 0.6 mm including all pads. The simulated results showed antenna directivity of 5.1 dBi with efficiency higher than 70%. After optimization, the co-designed LNA-Antenna chip with a die size of 3 mm x 2.8 mm was characterized in anechoic chamber environment. A maximum gain of higher than 12 dB was obtained.

Evaluating Asymmetric Multicore Systems-on-Chip using Iso-Metrics

The end of Dennard scaling has pushed power consumption into a first order concern for current systems, on par with performance. As a result, near-threshold voltage computing (NTVC) has been proposed as a potential means to tackle the limited cooling capacity of CMOS technology. Hardware operating in NTV consumes significantly less power, at the cost of lower frequency, and thus reduced performance, as well as increased error rates. In this paper, we investigate if a low-power systems-on-chip, consisting of ARM's asymmetric big.LITTLE technology, can be an alternative to conventional high performance multicore processors in terms of power/energy in an unreliable scenario. For our study, we use the Conjugate Gradient solver, an algorithm representative of the computations performed by a large range of scientific and engineering codes.

Performance and Fault Tolerance of Preconditioned Iterative Solvers on Low-Power ARM Architectures

As the complexity of computing systems grows, reliability and energy are two crucial challenges asking for holistic solutions. In this paper, we investigate the interplay among concurrency, power dissipation, energy consumption and voltage-frequency scaling for a key numerical kernel for the solution of sparse linear systems. Concretely, we leverage a task-parallel implementation of the Conjugate Gradient method, equipped with an state-of-the-art pre-conditioner embedded in the ILUPACK software, and target a low-power multi core processor from ARM.In addition, we perform a theoretical analysis on the impact of a technique like Near Threshold Voltage Computing (NTVC) from the points of view of increased hardware concurrency and error rate.

Process for the preparation of heterocyclyl chalcogenones via reaction of elemental sulfur, selenium, or tellurium with heterocyclic cationic species.

Heterocyclic chalcogenones were prepd. by reaction of S, Se, or Te with ionic liqs. or salts [I; Ra = (substituted) alkyl, cycloalkyl, aryl, aralkyl, alkylaryl; Q = (unsatd.) (substituted) linker to form a ring of 5-10 members; X- = anion selected from conjugate bases of HX having a pKa value of >2.5]. Thus, 1-butyl-3-methylimidazolium acetate was heated with stoichiometric S at 75° for 48 h to give 1-butyl-3-methylimidazole-2-thione. [on SciFinder(R)]

Active site labeling of cysteine cathepsins by a straightforward diazomethylketone probe derived from the N-terminus of human cystatin C

We designed a straightforward biotinylated probe using the N-terminal substrate-like region of the inhibitory site of human cystatin C as a scaffold, linked to the thiol-specific reagent diazomethylketone group as a covalent warhead (i.e. Biot-(PEG)2-Ahx-LeuValGly-DMK). The irreversible activity-based probe bound readily to cysteine cathepsins B, L, S and K. Moreover affinity labeling is sensitive since active cathepsins were detected in the nM range using an ExtrAvidin®-peroxidase conjugate for disclosure. Biot-(PEG)2-Ahx-LeuValGly-DMK allowed a slightly more pronounced labeling for cathepsin S with a compelling second-order rate constant for association (kass = 2,320,000 M−1 s−1). Labeling of the active site is dose-dependent as observed using 6-cyclohexylamine-4-piperazinyl-1,3,5-triazine-2-carbonitrile, as competitive inhibitor of cathepsins. Finally we showed that Biot-(PEG)2-Ahx-LeuValGly-DMK may be a simple and convenient tool to label secreted and intracellular active cathepsins using a myelomonocytic cell line (THP-1 cells) as model.

Extracellular DNA impedes the transport of vancomycin in Staphylococcus epidermidis biofilms pre-exposed to sub-inhibitory concentrations of vancomycin

Staphylococcus epidermidis biofilm formation is responsible for the persistence of orthopedic implant infections. Previous studies have shown that exposure of S. epidermidis biofilms to sub-MICs of antibiotics induced an increased level of biofilm persistence. BODIPY FL-vancomycin (a fluorescent vancomycin conjugate) and confocal microscopy were used to show that the penetration of vancomycin through sub-MIC-vancomycin-treated S. epidermidis biofilms was impeded compared to that of control, untreated biofilms. Further experiments showed an increase in the extracellular DNA (eDNA) concentration in biofilms preexposed to sub-MIC vancomycin, suggesting a potential role for eDNA in the hindrance of vancomycin activity. Exogenously added, S. epidermidis DNA increased the planktonic vancomycin MIC and protected biofilm cells from lethal vancomycin concentrations. Finally, isothermal titration calorimetry (ITC) revealed that the binding constant of DNA and vancomycin was 100-fold higher than the previously reported binding constant of vancomycin and its intended cellular D-Ala-D-Ala peptide target. This study provides an explanation of the eDNA-based mechanism of antibiotic tolerance in sub-MIC-vancomycin-treated S. epidermidis biofilms, which might be an important factor for the persistence of biofilm infections.

Targeting of photooxidative damage on single-stranded DNA representing the bcr-abl chimeric gene using oligonucleotide-conjugates containing [Ru(phen)3](2+)-like photosensitiser groups

Photooxidative damage was induced predominantly at a single guanine base in a target DNA by irradiation (lambda > 330 nm) in the presence of complementary oligodeoxynucleotide conjugates (ODN-5'-linker-[Ru(phen)3]2+) (phen = 1,10-phenanthroline). The target DNA represents the b2a2 variant of the chimeric bcr-abl gene implicated in the pathogenesis of chronic myeloid leukaemia, and the sequence of the 17mer ODN component of the conjugate (3' G G T A G T T A T T C C T T C T T 5') was complementary to the junction region of the sense strand sequence of this oncogene. Two different conjugates were prepared, both of them by reaction of the appropriate succinimide ester with 5'-hexylamino-derivatised 17mer ODN. In Ru-ODN-1 (7) the linker was -(CH2)6-NHCO-bpyMe (-bpyMe = 4'-[4-methyl-2,2'-bipyridyl]), whereas in Ru-ODN-2 (13) it was -(CH2)6-NHCO-(CH2)3-CONH-phen. Photoexcitation of either of the conjugates when hybridised with the 32P-5'-end-labelled target 34mer 5'T G A C C A T C A A T A A G G A A G A A G21 C C C T T C A G C G G C C 3' (ODN binding site underlined) led to an alkali-labile site predominantly (> 90%) at the G21 base, which is at the junction of double-stranded and single-stranded regions of the hybrid. Greater yields were found with Ru-ODN-1 (7) than with Ru ODN-2 (13). In contrast to this specific cleavage with Ru-ODN-1 (7) or Ru-ODN-2 (13), alkali-labile sites were generated at all guanines when the 34mer was photolysed in the presence of the free sensitiser [Ru(phen)3]2+. Since [Ru(phen)3]2+ was shown to react with 2'-deoxyguanosine to form the diastereomers of a spiroiminodihydantoin derivative (the product from 1O2 reaction), 1O2 might also be an oxidizing species in the case of Ru-ODN-1 (7) and Ru-ODN-2 (13). Therefore to determine the range of reaction, a series of 'variant' targets was prepared, in which G21 was replaced with a cytosine and a guanine substituted for a base further towards the 3'-end (e.g. Variant 3; 5'T G A C C A T C A A T A A G G A A G A A C C G23 C T T C A G C G G32 C C3'). While it was noted that efficient reaction took place at distances apparently remote from the photosensitiser (e.g at G32, but not G23 for Variant 3), this effect could be attributed to hairpinning of the single-stranded region of the target. These results are therefore consistent with the photooxidative damage being induced by a reaction close to the photosensitiser rather than by a diffusible species such as 1O2.

Hydrogel-forming microneedle arrays made from light-responsive materials for on-demand transdermal drug delivery

We describe, for the first time, stimuli-responsive hydrogel-forming microneedle (MN) arrays that enable delivery of a clinically-relevant model drug (ibuprofen) upon application of light. MN arrays were prepared using a polymer prepared from 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) by micromolding. The obtained MN arrays showed good mechanical properties. The system was loaded with up to 5% (w/w) ibuprofen included in a light-responsive 3,5-dimethoxybenzoin conjugate. Raman spectroscopy confirmed the presence of the conjugate inside the polymeric MN matrix. In vitro, this system was able to deliver up to three doses of 50 mg of ibuprofen upon application of an optical trigger over a prolonged period of time (up to 160 hours). This makes the system appealing as a controlled release device for prolonged periods of time. We believe that this technology has potential for use in ?on-demand? delivery of a wide range of drugs in a variety of applications relevant to enhanced patient care.

Immunocytochemical Localization of Substance P Receptors (NK-1 Receptors) in Human Gingival Tissue

Substance P (SP) is a member of the structurally related family of neuropeptides known as the tachykinins. In addition to neurotransmitter roles, the tachykinins are also known to modulate local inflammation which depends on signalling between the neuropeptide molecules and target cells and tissues. SP mediates its effects through a specific receptor, known as the substance P receptor or the neurokinin 1 (NK-1) receptor. The NK-1 receptor is a G-protein associated integral membrane protein and although it has been studied in a wide range of tissues, to date there has been no published data on the localisation of the NK-1 receptor in human gingival tissue. Objective: The aim of this study was to examine the distribution of the NK-1 receptor in human gingival tissue using immunocytochemistry. Method: Gingival tissue was obtained from patients undergoing periodontal surgery. Tissue was fixed in paraformaldehyde and embedded in wax for sectioning. Sections were dewaxed in xylene and then rehydrated in alcohols and phosphate buffered saline. Rehydrated sections were probed with rabbit polyclonal antibody to human NK-1 receptor which was subsequently detected using anti-rabbit horseradish peroxidase conjugate and diaminobenzidine as substrate. Results: Immunocytochemistry revealed that the NK-1 receptor was distributed along nerve fibres and blood vessel endothelial cells, suggesting these areas are main targets for the actions of SP via the NK-1 receptor. Conclusion: This is the first immunocytochemical report of NK-1 receptors in human gingival tissue and provides evidence for possible NK-1 mediated biological effects of SP in human gingival tissue from periodontitis patients.

CGRP-cleavage enzyme detection using a biotinylated hydroxymate affinity probe

Introduction: Neuropeptides contribute to the pathophysiology of peripheral inflammation and a neurogenic component has been described for many inflammatory diseases, including periodontitis. Neuropeptides are susceptible to cleavage by peptidases and therefore the exact location and level of expression of peptidases are major determinants of neuropeptide action. Previous studies by our research group suggested that levels of the neuropeptide calcitonin gene-related peptide (CGRP) may be regulated by peptidases present in gingival crevicular fluid (GCF). Objectives: The aim of this work was to purify and partially characterize the GCF enzyme responsible for CGRP degradation using a biotinylated hydroxymate affinity probe (based on the P1-P4 amino acid sequence of the observed cleavage site) which we previously showed to inhibit CGRP degradation. Methods: Pooled healthy and pooled periodontitis GCF samples were subject to a pre-clear step with magnetic streptavadin beads. Healthy and diseased samples were incubated with the biotinylated hydroxymate probe (20 uM) after which biotinylated proteins were purified from the sample using magnetic streptavadin beads. Bound proteins were subjected to SDS-PAGE and western blotting. Biotin incorporated proteins were disclosed using a streptavadin horse radish peroxidase conjugate. Results: A band was disclosed in the periodontitis pooled sample at a molecular weight of approximately 60 kDa. The band was absent in the pooled healthy samples. As expected, when periodontitis samples were pre-boiled to denature proteins before the addition of the hydroxymate probe, no biotin incorporated band was present. Conclusions: This work demonstrates the purification and disclosure of a protein found specifically in periodontitis which binds to the specific biotinylated hydroxymate affinity probe based on the cleavage site of CGRP only when in its native form. We intend to scale up the sample size thus allowing the identification of the putative CGRP degrading peptidase using MALDI-mass spectrometry.
Funded by an IADR/GlaxoSmithKline Innovation in Oral Care Award

Statistical Tests for Joint Analysis of Performance Measures

Recently there has been an increasing interest in the development of new methods using Pareto optimality to deal with multi-objective criteria (for example, accuracy and architectural complexity). Once one has learned a model based on their devised method, the problem is then how to compare it with the state of art. In machine learning, algorithms are typically evaluated by comparing their performance on different data sets by means of statistical tests. Unfortunately, the standard tests used for this purpose are not able to jointly consider performance measures. The aim of this paper is to resolve this issue by developing statistical procedures that are able to account for multiple competing measures at the same time. In particular, we develop two tests: a frequentist procedure based on the generalized likelihood-ratio test and a Bayesian procedure based on a multinomial-Dirichlet conjugate model. We further extend them by discovering conditional independences among measures to reduce the number of parameter of such models, as usually the number of studied cases is very reduced in such comparisons. Real data from a comparison among general purpose classifiers is used to show a practical application of our tests.

Study of pesticide effects on non-target organisms

A utilização insustentável de pesticidas, especialmente em zonas com elevado valor ecológico constitui uma ameaça à integridade dos ecossistemas. Sendo um problema à escala mundial, e também no contexto nacional, o presente trabalho pretende ser um contributo para a avaliação dos efeitos de pesticidas em organismos não alvo terrestres e, principalmente, aquáticos, em contextos de progressiva relevância ecológica. Neste sentido, o estudo foi direccionado para áreas (A1 e A2) integradas numa zona agrícola extensa em Portugal, utilizada para a produção de milho e, principalmente, de arroz (Baixo Mondego), a qual sustenta uma elevada biodiversidade. O estudo teve início na área A1, onde a monitorização físico-química e os ensaios com amostras naturais (ensaios WET - whole effluent tests) provenientes desta área evidenciaram que, apesar da ausência de pesticidas, as amostras de água colhidas no canal que atravessava os arrozais foram as mais nocivas para o crescimento de Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris. Uma vez que outras fontes de contaminação (produção de gado) actuavam em A1, o estudo prosseguiu apenas na área A2. Assim, em A2, começou-se por determinar a toxicidade individual e da mistura de dois herbicidas formulados aplicados nos campos de arroz (Viper®) e milho (Mikado®) em condições laboratoriais. Viper® foi o herbicida mais tóxico, tanto para o crescimento de P. subcapitata e C. vulgaris, como para a sobrevivência, reprodução e crescimento de Daphnia longispina e Daphnia magna. Adicionalmente, estimou-se que a mistura Viper®/Mikado® induz efeitos antagonistas no crescimento de P. subcapitata e efeitos sinérgicos no crescimento de C. vulgaris e na sobrevivência dos dafnídeos. A avaliação da toxicidade destes herbicidas formulados e seus ingredientes activos no comportamento de minhocas terrestres (Eisenia andrei), usando solos naturais, demonstrou que Viper® e penoxsulam causaram uma % de evitamento superior nos organismos expostos. Contudo, o risco para E. andrei será à partida reduzido se as taxas de aplicação dos herbicidas forem respeitadas. Ensaios WET foram novamente usados para testar amostras naturais da área A2. Verificou-se que a qualidade do sistema aquático e do arrozal diminuiu durante a estação agrícola, em paralelo com a presença de nutrientes e pesticidas. O crescimento algal foi inibido, apesar dos parâmetros de história de vida dos dafnídeos terem sido estimulados. O resultado desta avaliação subestimou, em certos casos, os impactos reais causados pela aplicação de pesticidas. A avaliação in situ simultânea à aplicação de herbicidas nos arrozais demonstrou que os efeitos registados foram de facto restritos aos pulsos de herbicidas. A inibição das taxas de alimentação de D. longispina e D. magna forneceram um sinal precoce de alterações no sistema, seguido pela diminuição da sua sobrevivência e do crescimento de P. subcapitata. Em suma, as diferentes fases da avaliação efectuada confirmaram a existência de condições desfavoráveis devido às práticas agrícolas, reforçando a necessidade de se conjugar ensaios laboratoriais com avaliações in situ de maior relevância ecológica, para reduzir o grau de incerteza aliado à determinação dos riscos.

Influence of speciation in the bioavailability of cadmium to an isopod

Devido às actividades antropogénicas várias substâncias químicas têm sido introduzidas no meio ambiente em concentrações que de outro modo não ocorreriam de forma tão elevada naturalmente. Assim, o conhecimento acerca das características de um químico, tais como, o potencial para se acumular em diferentes níveis tróficos, a sua mobilidade dentro do ecossistema, a toxicidade específica e a bioacumulação, é fundamental para compreender os seus efeitos nos ecossistemas. Esta tese investiga a influência de especiação, na biodisponibilidade do cádmio (Cd) para o isópode Porcellio dilatatus, incluindo os efeitos de especiação do metal: (i) na assimilação do Cd, (ii) no modo como o Cd se distribui internamente no organismo, e (iii) como a sobrevivência e a reprodução são afectadas em isópodes terrestres. Num primeiro ensaio laboratorial avaliou-se a importância da transferência trófica na assimilação do Cd em P. dilatatus. Para tal analisou-se a eficiência de assimilação (EA) do Cd em isópodes, adicionado superficialmente ao alimento (alface) na forma de Cd(NO3)2 e contaminando o meio de crescimento da alface. A hipótese era de que a alface contaminada biologicamente através do cultivo em meio hidropónico contaminado teria uma maior proporção de complexos com proteína ou conjugado na forma de Cd (ex. Cd cisteína). A EA de Cd foi maior entre os isópodes que foram alimentados com o sal (71%, SE = 7%), do que entre os isópodes que se alimentaram de alface contaminada biologicamente (52%, SE = 5%), demonstrando-se assim num teste laboratorial que é provável que a especiação do Cd influencie a taxa de assimilação e acumulação do Cd. Na experiência alimentar que se seguiu, estudou-se em detalhe a especiação do metal comparando as EA do Cd conjugado com cisteína (Cd(Cys)2) e na forma de Cd(NO3)2, com os quais se contaminou gelatina com alface. A utilização de Cd-cisteína, proporcionou uma forma experimental para explorar a biodisponibilidade do Cd complexado dentro do tecido biológico. Como esperado, a EA de Cd em isópodes alimentados com nitrato de Cd (64%, SE = 5%) foi maior do que no caso de isópodes alimentados com o conjugado de cisteína (20%, SE = 3%). De seguida estudou-se a distribuição subcelular das espécies de Cd assimilado através de um processo de fraccionamento. Supunha-se que as diferenças de especiação de Cd reflectiria diferentes estratégias de compartimentalização, com consequências ao nível da detoxificação, armazenamento celular e distribuição subcelular do metal. O “sequestro” na forma de metal biologicamente detoxificado (BDM = proteínas estáveis ao calor - HSP e grânulos ricos em metal - RMG) foi maior nos isópodes alimentados com Cd(NO3)2, sugerindo que são mais eficientes na detoxificação de Cd (22%) do que quando alimentados com Cd(Cys)2 (15%). Foi também demonstrado que os isópodes alimentados com Cd(Cys)2 possuíam níveis de armazenamento de Cd superior nas fracções sensíveis ao metal (MSF = organelos e proteínas desnaturadas pelo calor - HDP) consideradas fracções potencialmente vulneráveis e afectando os isópodes em termos de toxicidade. As diferentes distribuições internas que se seguiram à assimilação e detoxificação das diferentes espécies de Cd foram finalmente avaliadas em termos da sobrevivência e reprodução dos isópodes. O tratamento com Cd(Cys)2 teve maior mortalidade, provavelmente devido à maior disponibilidade de Cd ingerido com implicações ao nível dos processos fisiológicos. Os isópodes alimentados com Cd(NO3)2 armazenaram o Cd nos MRG, como estratégia de detoxificação, sendo mais eficientes a detoxificar o Cd ainda que aumentando a concentração total do metal que se tornou menos tóxico para o isópode. Desta forma, o Cd nos grânulos não estava disponível para os processos fisiológicos e deixou de ser tóxico. Isso poderia estar relacionado com a resistência e tolerância aos metais devido à capacidade dos isópodes compartimentalizarem o Cd no hepatopâncreas, que actua como um mecanismo de detoxificação e contribui para a tolerância a altos níveis de cádmio. Em termos de parâmetros reprodutivos, observou-se uma redução de gestações e duração da gestação na presença de ambas as espécies de metal, mas no caso do Cd(Cys)2 as gravidezes não se concluíram. O número de jovens produzido por fêmeas alimentadas com Cd(NO3)2 foi menor do que no controlo, mas os pesos dos juvenis foram superiores. Finalmente sugere-se assim que esta abordagem seja considerada em estudos do movimento trófico de metais nas cadeias alimentares dado que se espera que a especiação de metais implique diferentes fluxos, dentro de uma dada cadeia trófica.

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.