Développement de nouvelles formulations d’antifongiques et évaluation de l’activité sur Candida spp. et Aspergillus spp.

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse de doctorat avaient pour but de mettre au point des nouvelles formulations d’antifongiques sous forme de nanoparticules polymériques (NP) en vue d’améliorer l’efficacité et la spécificité des traitements antifongiques sur des souches sensibles ou résistantes de Candida spp, d’Aspergillus spp et des souches de Candida albicans formant du biofilm. Dans la première partie de ce travail, nous avons synthétisé et caractérisé un polymère à base de polyester-co-polyéther branché avec du poly(éthylène glycol) (PEG-g-PLA). En plus d’être original et innovant, ce co-polymère a l’avantage d’être non-toxique et de posséder des caractéristiques de libération prolongée. Trois antifongiques couramment utilisés en clinique et présentant une biodisponibilité non optimale ont été choisis, soient deux azolés, le voriconazole (VRZ) et l’itraconazole (ITZ) et un polyène, l’amphotéricine B (AMB). Ces principes actifs (PA), en plus des problèmes d’administration, présentent aussi d’importants problèmes de toxicité. Des NP polymériques encapsulant ces PA ont été préparées par une technique d’émulsion huile-dans-l’eau (H/E) suivie d’évaporation de solvant. Une fois fabriquées, les NP ont été caractérisées et des particules de d’environ 200 nm de diamètre ont été obtenues. Les NP ont été conçues pour avoir une structure coeur/couronne avec un coeur constitué de polymère hydrophobe (PLA) et une couronne hydrophile de PEG. Une faible efficacité de chargement (1,3% m/m) a été obtenue pour la formulation VRZ encapsulé dans des NP (NP/VRZ). Toutefois, la formulation AMB encapsulée dans des NP (NP/AMB) a montré des taux de chargement satisfaisants (25,3% m/m). En effet, le caractère hydrophobe du PLA a assuré une bonne affinité avec les PA hydrophobes, particulièrement l’AMB qui est le plus hydrophobe des agents sélectionnés. Les études de libération contrôlée ont montré un relargage des PA sur plusieurs jours. La formulation NP/AMB a été testée sur un impacteur en cascade, un modèle in vitro de poumon et a permis de démontrer le potentiel de cette formulation à être administrée efficacement par voie pulmonaire. En effet, les résultats sur l’impacteur en cascade ont montré que la majorité de la formulation s’est retrouvée à l’étage de collecte correspondant au niveau bronchique, endroit où se situent majoritairement les infections fongiques pulmonaires. Dans la deuxième partie de ces travaux, nous avons testé les nouvelles formulations d’antifongiques sur des souches planctoniques de Candida spp., d’Aspergillus spp. et des souches de Candida albicans formant du biofilm selon les procédures standardisées du National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS). Les souches choisies ont démontré des résistances aux azolés et aux polyènes. Les études d’efficacité in vitro ont permis de prouver hors de tout doute que les nouvelles formulations offrent une efficacité nettement améliorée comparée à l’agent antifongique libre. Pour mettre en lumière si l’amélioration de l’efficacité antifongique était due à une internalisation des NP, nous avons évalué le comportement des NP avec les cellules de champignons. Nous avons procédé à des études qualitatives de microscopie de fluorescence sur des NP marquées avec de la rhodamine (Rh). Tel qu’attendu, les NP ont montré une localisation intracellulaire. Pour exclure la possibilité d’une simple adhésion des NP à la surface des levures, nous avons aussi confirmé leur internalisation en microscopie confocale de fluorescence. Il est important de noter que peu d’études à ce jour ont mis l’accent sur l’élaboration de nouvelles formulations d’antifongiques à base de polymères non toxiques destinées aux traitements des mycoses, donnant ainsi une grande valeur et originalité aux travaux effectués dans cette thèse. Les résultats probants obtenus ouvrent la voie vers une nouvelle approche pour contourner les problèmes de résistances fongiques, un problème de plus en plus important dans le domaine de l’infectiologie.

Synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine et étude DFT du transfert d’hydrogène diastéréosélectif impliquant des intermédiaires radicalaires vicinaux à un ester

Cet ouvrage traite d’une méthodologie pour l’induction de centres stéréogènes au sein des motifs propionates par la chimie des radicaux et de son application à la synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine. Cet ionophore, aux propriétés biologiques intéressantes, présente plusieurs défis synthétiques dont une séquence de type polypropionate anti, anti, anti, anti difficilement accessible ainsi qu’un tétrahydropyrane trans trisubstitué. Récemment, l’intérêt renouvelé pour ces composés polyéthers, en tant qu’agents anticancéreux, accentue l’importance de stratégies versatiles permettant l’accès à ces structures ainsi qu’à leurs analogues. Depuis quelques années, notre groupe s’intéresse à la synthèse d’unités propionates acycliques par une séquence réactionnelle contrôlée uniquement par le substrat. La première étape découle d’une aldolisation de Mukaiyama entre un aldéhyde alpha-chiral et un énoxysilane tétrasubstitué portant une liaison carbone-halogène, et où l’issue stéréochimique dépend de la nature monodentate ou bidentate de l’acide de Lewis employé. La seconde réaction-clé implique la formation d’un radical tertiaire, vicinal à un ester, pouvant être réduit diastéréosélectivement en présence d’hydrure d’étain. La première section décrit l’élaboration de motifs tétrahydropyranes trisubstitués et l’induction des centres stéréogènes vicinaux par une réduction radicalaire. Nous avons révélé que l’issue diastéréosélective de la réaction de cyclisation par une iodoéthérification était dictée par le groupement gamma-méthyle des esters alpha,beta-insaturés de départ. Nous avons ensuite démontré que les produits de la réaction radicalaire anti et syn pouvaient être obtenus sélectivement à partir d’un intermédiaire commun, respectivement en prenant appui sur l’effet exocyclique ou endocyclique lors de la réduction. Par une stratégie complémentaire, nous avons révélé que le précurseur radicalaire pouvait également être obtenu par une réaction de cycloéthérification en présence d’un énoxysilane tétrasubstitué. Une étude systématique des substituants du cycle a révélé que certaines relations stéréochimiques conduisaient à une perte de sélectivité au détriment du produit anti. La seconde section concerne l’étude DFT au niveau BHandHLYP/TZVP des intermédiaires radicalaires impliqués lors du transfert d’hydrogène. Par une étude de décomposition de l’énergie d’activation, nous avons été en mesure de rationaliser l’issue diastéréosélective de la réaction sur la base des énergies de distorsion (∆Ed‡) et d’interaction (∆Eint‡) requises pour accéder à la paire d’états de transition pro-anti et pro-syn. De plus, nous avons démontré qu’une analyse NBO permettait de relativiser l’impact des interactions stéréoélectroniques. Par la suite, l’évaluation des intermédiaires radicalaires borinates et aluminates nous a permis de révéler que l’encombrement stérique de la chaîne propionate était la cause principale de la formation sélective des produits anti ou syn lors d’une réduction en présence d’un acide de Lewis. La dernière section décrit l’élaboration de la séquence polypropionate de la zincophorine, et de ses isomères, à partir du fragment tétrahydropyrane substitué. Au cours de notre étude, nous avons identifié que le nombre de sites de chélation potentiels devait être limité à trois lors de l’aldolisation en condition Cram-chélate. De plus, nous avons démontré que les différents motifs acétates sont accessibles sélectivement par l’utilisation d’un énoxysilane encombré. Par ailleurs, nous avons révélé qu’une même séquence réactionnelle pouvait être employée pour la synthèse du fragment C17–C25 de son analogue naturel CP-78,545, et avons complété la plus récente synthèse totale du méthyl ester de la zincophorine.

Noves aproximacions a la síntesi i caracterització de poliglicols al·lílics, polihidrosiloxans i surfactants copolimèrics. Avaluació d'aquests surfactants en formulacions de poliuretà

Els polímers són una sèrie de compostos que troben un ampli ventall d'aplicacions en la indústria actual. Un exemple són les espumes de poliuretà, estructures de tipus cel·lular obtingudes mitjançant la reacció química entre compostos de tipus isocianat i compostos de tipus poliol (polièters amb diferent nombre de grups hidroxil). És imprescindible l'ús d'additius d'estructura tensioactiva (surfactants de silicona) per estabilitzar el procés d'espumació i per proporcionar una estructura cel·lular ordenada i homogènia en mida i distribució. La síntesis i caracterització de les molècules precursores (polihidrosiloxans i polièters al·lílics), l'estudi de la reacció d'hidrosililació com a via d'obtenció dels diferents surfactants per reacció d'addició entre els polihidrosiloxans i els polièters al·lílics i la caracterització i avaluació en formulacions comercials de poliuretà dels surfactants sintetitzats han constituït els objectius del present treball. MEMÒRIA La Tesi Doctoral ha estat presentada seguint el següent esquema: CAPÍTOL I. INTRODUCCIÓ A LA QUÍMICA DEL POLIURETÀ. Es presenten els principis de la química del poliuretà, fent esment dels recents avenços en la síntesis i caracterització d'aquests compostos polimèrics, així com un apartat concret centrat en els surfactants de silicona. Es presenten les estructures habituals d'aquests compostos comercials i es detallen les reaccions de síntesi i les característiques físiques que aquests compostos proporcionen a les espumes de poliuretà. CAPÍTOL II. OBJECTIUS. 1.- Síntesis y caracterització d'una àmplia gamma de poliglicols al·lílics i de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, ambdós precursors d'estructures polimèriques de tipus surfactant. 2.- Estudi de la reacció d'hidrosililació com a via de formació d'enllaços Si-C no hidrolitzables, mitjançant la reacció d'addició entre els substrats al·lílics insaturats i els polisiloxans amb grups hidrur reactius. 3.- Caracterització de les estructures polimèriques de tipus surfactant sintetitzades i avaluació d'aquestes en formulacions de poliuretà, a fi de relacionar l'estructura química d'aquests oligómers amb els efectes físics que originen en l'espuma de poliuretà. CAPÍTOL III. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE SUBSTRATS AL·LÍLICS INSATURATS DE TIPUS POLIGLICOL. S'han caracteritzat per HPLC-UV una sèrie de polietilenglicols comercials. S'ha estudiat la reacció de derivatització al·lílica sobre els grups hidroxil dels polièters comercials (PEG, PPG i copolímers PEG-PPG) i s'han caracteritzat exhaustivament els productes sintetitzats (1H,13C-RMN, GC, GC-MS, FTIR, ESI-MS, HPLC-UV). S'ha iniciat un estudi de polimerització aniònica sobre nous epòxids amb un punt de diversitat molecular, sintetitzant-se i caracteritzant-se els corresponents nous polièters obtinguts. CAPÍTOL IV. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE POLIHIDROSILOXANS REACTIUS. S'estudia la síntesis de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, mitjançant la reacció de polimerització aniònica d'obertura d'anell ("AROP, anionic ring opening polimerization") i mitjançant la reacció de polimerització per equilibració catiònica. Es presenta una caracterització exhaustiva dels productes sintetitzats i es descriu la naturalesa de la microestructura polimèrica a partir de la distribució bivariant dels copolímers PDMS-co-PHMS (poli(dimetilsiloxà)-co-poli(hidrometilsiloxà)). CAPÍTOL V. ESTUDI SISTEMÀTIC DE LA REACCIÓ D'HIDROSILILACIÓ. S'ha estudiat la reacció d'hidrosililació amb la finalitat de sintetitzar estructures copolimèriques poliglicol-polisiloxà a partir de la reacció de polisiloxans hidrur reactius i polièters al·lílics. S'han provat diferents catalitzadors (Pt/C 5%, cat. de Speier i cat. de Karstedt), s'han sintetitzat diferents estructures tensoactives (lineals i ramificades) i s'ha modelitzat les diferents reaccions secundàries observades, per presentar un estudi mecanístic de la reacció d'hidrosililació aplicada a la síntesis de molècules d'elevat PM a partir de la reacció entre substrats al·lílics insaturats i polihidrosiloxans. CAPÍTOL VI. AVALUACIÓ DELS SURFACTANTS EN FORMULACIONS DE POLIURETÀ. S'ha estudiat la idoneïtat dels surfactants de silicona sintetitzats en diferents formulacions de poliuretà comercials. S'ha relacionat el comportament físic d'aquests surfactants en les espumes de poliuretà amb la seva estructura química a partir de l'anàlisi per microscòpia electrònica de rastreig. CAPÍTOL VII. CONCLUSIONS. S'han esposat les conclusions extretes de cada capítol.

(Diethyleneglycol dimethyl ether)tris(1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dionato)praseodymium(III)

The title compound, [Pr(C5HF6O2)(3)(C6H14O3)] or [Pr(hfpd)(3)(2g)], was prepared by the reaction of PrCl3.7H(2)O and hfpd-H (1,1,1,5,5,5-hexafiuoropentane-2,4-dione) in the presence of aqueous ammonia and recrystallization of the product from n-hexane in the presence of diglyme (2g). The metal atom is nine-coordinate, bonded to three bidentate beta-diketonato ligands and the polyether molecule.

Anion-templated assembly of pseudorotaxanes: importance of anion template, strength of ion-pair thread association, and macrocycle ring size

A wide range of pseuclorotaxane assemblies containing positively charged pyridinium, pyridinium nicotinamide, imidazolium, benzimidazolium and guanidinium threading components, and macrocyclic isophthalamide polyether ligands have been prepared using a general anion templation procedure. In noncompetitive solvent media, coupling halide anion recognition by a macrocyclic ligand with ion-pairing between the halide anion and a strongly associated cation provides the driving force for interpenetration. Extensive solution H-1 NMR binding studies, thermodynamic investigations, and single-crystal X-ray structure determinations reveal that the nature of the halide anion template, strength of the ion-pairing between the anion template and the cationic threading component, and to a lesser extent favorable second sphere pi-pi aromatic stacking interactions between the positively charged threading component and macrocyclic ligand, together with macrocyclic ring size, affect the efficacy of pseudorotaxane formation.

Perylene as an electron-rich moiety in healable, complementary π–π stacked, supramolecular polymer systems

A two-component, supramolecular polymer blend has been designed using a novel π-electron rich bisperylene- terminated polyether. This polymer is able to self-assemble through electronically complementary π–π stacking interactions with a π-electron-deficient chain-folding polydiimide to afford thermally healable polymer blends. Model compounds were developed to assess the suitability of the deep green complexes formed between perylene residues and chain-folding bis-diimides for use in polymer blends. The polymer blends thus synthesised were elastomeric in nature and demonstrated healable properties as demonstrated by scanning electron microscopy. Healing was observed to occur rapidly at ca. 75 degC, and excellent healing efficiencies were found by tensometric and rheometric analyses. These tuneable, stimuli-responsive, supramolecular polymer blends are compared to related healable blends featuring pyrene-terminated oligomers.

Microphase separation induced in the melt of Pluronic copolymers by blending with a hydrogen bonding urea–urethane end-capped supramolecular polymer

Blending with a hydrogen-bonding supramolecular polymer is shown to be a successful novel strategy to induce microphase-separation in the melt of a Pluronic polyether block copolymer. The supramolecular polymer is a polybutadiene derivative with urea–urethane end caps. Microphase separation is analysed using small-angle X-ray scattering and its influence on the macroscopic rheological properties is analysed. FTIR spectroscopy provides a detailed picture of the inter-molecular interactions between the polymer chains that induces conformational changes leading to microphase separation.

Structural characterization and in vivo evaluation of retinyl palmitate in non-ionic lamellar liquid crystalline system

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Desenvolvimento de sistemas líquido-cristalinos empregando silicone fluido de co-polímero glicol e poliéter funcional siloxano

DEVELOPMENT of LIQUID-CRYSTALLINE SYSTEMS USING SILICON GLYCOL COPOLYMER and POLYETHER FUNCTIONAL SILOXANE. For the construction of the phase diagrams, the method of the aqueous titration was used. There were prepared 5 ternary diagrams, varying the surfactant and the oil phase. The liquid-crystalline phases were identified by polarized light microscopy. The formulations prepared with silicon glycol copolymer, polyether functional siloxane (PFS) and water (S(1)) and with diisopropyl adipate, PFS and water (S(4)) presented liquid-crystalline phases with lamellar arrangement. Moreover, after 15 days in hot oven (37 degrees C), the formulations presented hexagonal arrangement, evidencing the influence of the temperature in the organization of the system.

Evaluation of Preservative Effectiveness of Liquid Crystalline Systems with Retynil Palmitate by the Challenge Test and D-value

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Antibióticos antifúngicos produzidos por actinomicetos do Brasil e sua determinação preliminar nos meios experimentais

Várias amostras de solo do Brasil foram semeadas em placas de ágar e diversas cepas de actinomicetos produtoras de antibióticos antifúngicos foram isoladas. Foram desenvolvidos meios para eliciação da biossíntese dos antibióticos e métodos para determinação rápida do seu rendimento. Ao todo, foram isoladas 41 cepas de actinomicetos aeróbios produtoras de metabólitos antifúngicos. Destes, 11 (26,8%) eram macrolídeos tetraênicos, 13 (31,7%) macrolídeos pentaênicos, 1 (2,4%), macrolídeo oxopentaênico, 1 (2,4%) macrolídeo hexaênico e 6 (14,6%) macrolídeos heptaênicos. Os antibióticos antifúngicos produzidos pelas restantes 9 cepas ativas (21,9%) não eram poliênicos. Os poliênicos mais utilizados atualmente na clínica são do tipo tetraênico (nistatina) e heptaênico (anfotericina B). Um meio à base de leite de soja favoreceu extraordinariamente a eliciação da biossíntese de polienos por algumas cepas, enquanto que para outras não houve favorecimento e para outras foi prejudicial. Os rendimentos obtidos atingiram cerca de 6000 U de antibióticos poliênicos por mL.

Avaliação da desadaptação das selas de próteses parciais removíveis após 1 a 5 anos de uso

The non-adaptation of the removable partial prosthesis (RPP) base to fibromucosal tissue is caused by resorption of residual ridges (RRR). The onset of bone resorption, which occurs after tooth extraction and continues throughout life, is accelerated by local or systemic factors. Aim: Assess the degree of non-adaptation of removable partial prosthesis saddles and the factors that influence it. Methodology: A sectional study was conducted with 81 patients using RPP who had their prostheses installed between 2003 and 2007 (1 to 5 years of use) at the Faculty of Dentistry of the Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). After anamnese and clinical examination, a cast was made with polyether-based material, using the base of the prosthesis to make the impression. The base of the saddle was loaded with the casting material and positioned in the mouth, applying pressure on the supports. After polymerization, the material was removed from the saddle and measurements were taken at 3 different points using a pachymeter. Results: The non-adaptation of the saddle increased significantly with years of use (p = 0.005). The tooth-tissue supported prostheses obtained higher mean non-adaptation values than those of tooth supported prostheses (p < 0.001). Flaccid mucosa showed the worst non-adaptation results, which were statistically different from resilient mucosa (p < 0.001). The greater the extension of the saddle, the greater the non-adaptation (p < 0.001). The natural tooth antagonistic arch yielded better results than did RPP and total prosthesis (p < 0.001). Saddle non-adaptation at the free end was less near the pillar tooth and greater in the more posterior region (p < 0.001). When adaptation of the supports to the niches was poor, greater saddle non-adaptation occurred than when it was good or fair (p < 0.001). Saddles located in the posterior region of the arch had greater non-adaptation than those in the anterior region (p = 0.023). Conclusion: The mean non-adaptation of the saddle to the residual ridges was 0.27 mm. It can be concluded that, even with the use of RPP, bone height reduction was slight within the 1-5-year period of use. The following are factors that influence adaptation of the RPP saddle base: years of use, age, force transmission path to the alveolar bone, location of the toothless area, antagonistic arch, type of mucosa, adaptation of supports to the niche and extension of the saddle

Dielectric spectroscopy and thermally stimulated discharge current in PEEK film

A permissividade complexa de filmes de poli(eter-eter-cetona) (PEEK) foram investigados num grande intervalo de frequência. Não foram observados picos de relaxação no intervalo de frequência de 1,0 Hz a 10(5) Hz, mas no intervalo de baixa frequência (10-4 Hz) há uma evidência de pico, o qual também pode ser observado com medidas de corrente de despolarização termo-estimulada (TSDC). Este pico está relacionado com a transição vítrea do polímero. A energia de ativação relacionada a esta relaxação dipolar foi obtida e ovalor é Ea = 0,44 eV, que é similar à energia de ativação de muitos polímeros sintéticos. As cargas espaciais se mostraram importantes no mecanismo de condução como evidenciado nas medidas da corrente de despolarização.

Avaliações térmica e reológica da matriz termoplástica PEKK utilizada em compósitos aeronáuticos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Pyroelectric composite film for X-ray intensity detection

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)