The effects of PVP(FE(III)) catalyst and polymer molecular weight on gene delivery via biodegradable crosslinked polyethylenimine

Human gene therapy has faced many setbacks due to the immunogenicity and oncogenity of viruses. Safe and efficient alternative gene delivery vehicles are needed to implement gene therapy in clinical practice. Polymeric vectors are an attractive option due to their availability, simple chemistry, and low toxicity and immunogenicity. Our group has previously reported biodegradable polyethylenimines (PEI) that show high transfection efficiency and low toxicity by cross-linking 800 Da PEI with diacrylate cross-linkers using Michael addition. However, the synthesis was difficult to control, inconsistent, and resulted in polymers with a narrow range of molecular weights. In the present work, we utilized a heterogenous PVP(Fe(III)) catalyst to provide a more controllable PEI crosslinking reaction and wider range of biodegradable PEIs. The biodegradable PEIs reported here have molecular weights ranging from 1.2 kDa to 48 kDa, are nontoxic in MDA-MB-231 cells, and show low toxicity in HeLa cells. At their respective optimal polymer:DNA ratios, these biodegradable PEIs demonstrated about 2-5-fold higher transfection efficiency and 2-7-fold higher cellular uptake, compared unmodified 25 kDa PEI. The biodegradable PEIs show similar DNA condensation properties as unmodified PEI but more readily unpackage DNA, based on ethidium bromide exclusion and heparan sulfate competitive displacement assays, which could contribute to their improved transfection efficiency. Overall, the synthesis reported here provides a more robust, controlled reaction to produce cross-linked biodegradable PEIs that show enhanced gene delivery, low toxicity, and high cellular uptake and can potentially be used for future in vivo studies.

Nanofibras de isolado proteico de bijupirá (rachycentron canadum): desenvolvimento, caracterização e avaliação toxicológica

As nanofibras produzidas através de biopolímeros oriundos de materiais biológicos têm tomado espaço no âmbito mundial, estes podem ter sua origem em compostos como a proteína animal, por exemplo, as proteínas de pescado. O presente trabalho teve como objetivo geral desenvolver nanofibras de isolado proteico de Bijupirá (Rachycentron canadum). O isolado proteico de bijupirá (IPB) foi obtido utilizando processo de variação de pH para solubilizar e isolar proteínas. O IPB obtido foi caracterizado quanto sua composição química proximal e suas propriedades físicoquímicas, estruturais e funcionais. O rendimento do IPB foi de 98,17% de proteína, em base seca. A maior solubilidade e a maior capacidade de retenção de água (CRA) do IPB foram obtidas em pH 11 e 21,9 mL.g-1 de proteína, respectivamente. Os perfis eletroforéticos revelaram massas moleculares características de proteínas miofibrilares (miosina e actina). Os principais picos identificados pelas análises de Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR) são provenientes de ligações peptídicas (ligações amida), como Amida I e II. Os maiores pontos de fusão e de degradação do IPB foram de 259,1°C e 378°C, respectivamente, obtendo assim, um isolado proteico com elevada estabilidade térmica. As nanofibras foram desenvolvidas pela técnica de electrospinnig. Foram preparadas soluções poliméricas utilizando 1% (p/v) de óxido de polietileno (PEO) e 1, 2, 3, 4, 5 e 6% (p/v) de IPB. Os parâmetros utilizados no processo de electrospinning como: potencial elétrico, distância da ponta do coletor a agulha e a taxa de fluxo da solução foram fixados em 16,7 kV, 15 cm, e 150 µL.h-1 , respectivamente. Os efeitos do solvente e a adição de um biopolímero comercial na capacidade de formação e morfologia das nanofibras foram estudados. Em relação ao efeito do solvente na solubilização das proteínas, o processo de electrospinning foi favorecido quando utilizado o ácido fórmico 85% (v/v), como este solvente orgânico promove a formação de estruturas helicoidais aleatórias e, consequentemente, um aumento no emaranhado de biopolímeros. A adição do biopolímero PEO proporcionou melhor viscosidade às soluções de IPB e o desenvolvimento das nanofibras. A morfologia analisada por Microscopia eletrônica de Varredura (MEV) das nanofibras obtidas com 5 e 4% (p/v) de IPB e 1% (/v) de PEO foi de 205 ± 82 nm e 476 ± 107, respectivamente.

Purificação de C-ficocianina e sua incorporação em nanofibras

C-ficocianina (C-FC) é uma ficobiliproteína, de cor natural azul, com diversas aplicações na indústria alimentícia, farmacêutica e biomédica, dependendo do seu grau específico de pureza, que pode variar de 0,7 a 4,0, com respectivo aumento de seu valor comercial. Essa pureza é alcançada através de diversas técnicas de purificação, que podem ser aplicadas em diferentes sequências. Um destes processos de purificação de proteínas baseia-se na cromatografia de troca iônica, que utiliza trocadores que adsorvem as proteínas como resultado de interações iônicas entre a superfície da proteína e o trocador. Resinas e colunas de leito expandido podem ser utilizadas para aumentar a produtividade dessa técnica. É fundamental conhecer o perfil do processo de adsorção, para melhor aplicá-lo como ferramenta para o design e otimização de parâmetros operacionais. Outra tecnologia para o tratamento de biomoléculas é a ultrafiltração. Esta técnica é aplicável em larga escala, apresenta baixa complexidade de aplicação e pode ser realizada em condições brandas, minimizando o dano para o produto. Para aumentar a estabilidade da C-FC, e facilitar a sua aplicação, podem ser avaliadas técnicas recentes, não exploradas para este fim, como as nanofibras obtidas através do processo de electrospinning. Estas fibras possuem uma área superficial específica extremamente elevada devido a seu pequeno diâmetro. O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros de adsorção e diferentes técnicas para purificação de C-ficocianina de Spirulina platensis e obter nanofibras poliméricas incorporadas de C-ficocianina. O trabalho foi dividido em quatro artigos. No primeiro artigo, foram avaliados os parâmetros e as isotermas de adsorção de C-ficocianina em resina de troca iônica para leito expandido Streamline® DEAE. Verificou-se que o maior coeficiente de partição foi obtido em pH 7,5, nas temperaturas de 15 e 25 °C. As isotermas de adsorção da Cficocianina foram bem representadas pelos modelos de Langmuir, de Freundlich e de Langmuir-Freundlich, sendo os valores estimados para Qm e Kd obtidos pela isoterma de Langmuir foram, respectivamente, 33,92 mg.mL-1 e 0,123 mg.mL-1, respectivamente. No segundo artigo foi avaliada a purificação de C-FC até grau alimentar, utilizando ultrafiltração (UF). Com a membrana de 50 kDa, identificou-se que somente a temperatura e a aplicação de diferentes ciclos de diafiltração (DF) causaram influência significativa sobre a purificação e recuperação da C-ficocianina. Foram então aplicados o aumento gradativo da quantidade de ciclos, e a diafiltração previamente à ultrafiltração (DF/UF), onde obteve-se um extrato de Cficocianina com pureza de 0,95. No terceiro artigo foram propostos processos de purificação, envolvendo a utilização das diferentes técnicas para obtenção de C-FC com diferentes purezas. Determinou-se que a partir de cromatografia de troca iônica em leito fixo seguido de DF/UF, obtém-se C-FC para uso em cosméticos e a partir de precipitação com sulfato de amônio, e DF/UF obtém-se C-FC para uso em biomarcadores. Com uma sequência de precipitação com sulfato de amônio, DF/UF e cromatografia de troca iônica em leito fixo chega-se a C-FC de grau analítico. No último artigo, C-FC foi incorporada a nanofibras de óxido de polietileno (PEO) através de processo de electrospinning. Foram determinadas a condutividade da solução de C-FC/PEO, a estrutura e comportamento termogravimétrico das nanofibras formadas. Soluções de polímeros com concentração de 6 e 8% proporcionaram a formação de nanofibras com diâmetro médio inferior a 800 nm, homogêneas, sem a presença de gotas. A análise termogravimétrica identificou aumento na resistência térmica da C-FC incorporada nas fibras.

Síntese, extração e caracterização de biopolímeros de origem microalgal para desenvolvimento de nanofibras

Pesquisas com microalgas estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de sua biomassa, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Microalgas podem ser cultivadas para a produção de biopolímeros com características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Nanofibras produzidas por electrospinning a partir de poli-β-hidroxibutirato (PHB) geram produtos com aplicabilidade na área de alimentos e médica. O objetivo deste trabalho foi selecionar microalgas com maior potencial para síntese de biopolímeros, em diferentes meios de cultivo, bem como purificar poli-β-hidroxibutirato e desenvolver nanofibras. Este trabalho foi dividido em cinco artigos: (1) Seleção de microalgas produtoras de biopolímeros; (2) Produção de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivo com diferentes fontes de carbono e redução de nitrogênio; (3) Síntese de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivos autotróficos e mixotróficos; (4) Purificação de poli-β- hidroxibutirato extraído da microalga Spirulina sp. LEB 18; e (5) Produção de nanofibras a partir de poli-β-hidroxibutirato de origem microalgal. Foram estudadas as microalgas Cyanobium sp., Nostoc ellipsosporum, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Os biopolímeros foram extraídos nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 25 d de cultivo a partir de digestão diferencial. Para os experimentos com diferentes nutrientes, foi utilizado como fonte de carbono, bicarbonato de sódio, acetato de sódio, glicose e glicerina modificando-se as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores fechados de 2 L. A concentração inicial de inóculo foi 0,15 g.L-1 e os ensaios foram mantidos em estufa termostatizada a 30 ºC com iluminância de 41,6 µmolfótons.m -2 .s -1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro. Para a purificação de PHB, foi utilizada a biomassa da cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, cultivada em meio Zarrouk. Após a extração do biopolímero bruto, a amostra foi desengordurada com hexano e purificada com 1,2-carbonato de propileno. Foram determinadas as purezas e as propriedades térmicas no PHB purificado. O biopolímero utilizado para produzir as nanofibras apresentava 70 % de pureza. A técnica para produção de nanofibras foi o electrospinning. As microalgas que apresentaram máxima produtividade foram Nostoc ellipsosporum e Spirulina sp. LEB 18 com rendimento de biopolímero 19,27 e 20,62 % em 10 e 15 d, respectivamente, na fase de máximo crescimento celular. O maior rendimento de biopolímeros (54,48 %) foi obtido quando se utilizou 8,4 g.L-1 de NaHCO3, 0,05 g.L-1 de NaNO3 e 0,1 g.L-1 de K2HPO4. A condição que proporcionou maior pureza do PHB foi a 130 ºC e 5 min de contato entre o solvente (1,2-carbonato de propileno) e o PHB. As análises térmicas para todas as amostras foram semelhantes em relação ao PHB padrão (Sigma-Aldrich). A purificação com 1,2-carbonato de propileno foi eficiente para o PHB extraído de microalga, alcançando pureza acima de 90 %. A condição que apresentou menores diâmetros de nanofibras foi ao utilizar solução contendo 20 % de biopolímero solubilizado em clorofórmio. As condições do electrospinning que apresentou nanofibras com diâmetros de 470 e 537 nm foram, vazão 150 µL.h-1 , diâmetro do capilar 0,45 mm e voltagens entre 24,1 e 29,6 kV, respectivamente. A microalga Spirulina sp. LEB 18 produz PHB ao utilizar menores concentrações de nutrientes no meio de cultivo, que pode ser purificado com 1,2-carbonato de propileno. Este biopolímero possui aplicabilidade para produção de nanofibras.

O uso de videogames, jogos de computador e internet por uma amostra de universitários da Universidade de São Paulo

OBJETIVO: Avaliar uso de jogos eletrônicos (videogames, jogos de computador e internet) em uma amostra de universitários. MÉTODO: Um questionário a respeito de comportamentos relacionados ao uso de jogos eletrônicos, contendo a escala Problem Videogame Playing (PVP), foi aplicado em 100 alunos da Universidade de São Paulo (USP). RESULTADOS: A maioria (83%) relatou ter jogado no último ano, dentre a qual 81,9% eram homens, 51,8% jogavam de 1 a 2 horas por sessão; 74,4% afirmaram que jogar não interfere em seus relacionamentos sociais e 60,5%, que o uso de jogos violentos não influencia sua agressividade. Os estudantes dividiram-se entre jogadores ocasionais e frequentes, diferenciando-se por duração de cada sessão, jogo preferido, motivação para jogar, e influência do jogo na vida social. Cerca de 5% relataram só parar de jogar quando interrompidos, normalmente jogar mais de 4 horas por sessão e se relacionar mais com amigos virtuais, sugerindo maior envolvimento com a atividade. Na escala PVP, 15,8% da amostra preencheu mais da metade dos itens, indicando consequências adversas associadas ao uso dos jogos eletrônicos. CONCLUSÃO: Observou-se que o uso de jogos eletrônicos é comum entre os estudantes da USP e que uma parcela apresenta problemas relacionados ao excesso de jogo.

Photo-Fenton removal of water-soluble polymers

This paper presents the results of experiments carried out in a laboratory-scale photochemical reactor on the photodegradation of different polymers in aqueous solutions by the photo-Fenton process. Solutions of three polymers, polyethyleneglicol (PEG), polyacrylamide (PAM), and polyvinylpyrrolidone(PVP), were tested under different. conditions. The reaction progress was evaluated by sampling and analyzing the total organic carbon concentration in solution (TOC) along the reaction time. The behavior of the different polymers is discussed, based oil the evolution of the TOC-time curves. Under specific reaction conditions, the formation and coalescence of solid particles was Visually observed. Solids formation occurred simultaneously to a sharp decrease in the TOC of the liquid phase. This may be favorable for the treatment of industrial wastewater containing polymers, since the photodegradation process can be Coupled with solid separation systems. which may reduce the treatment cost. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Binary and ternary inclusion complexes of finasteride in HP beta CD and polymers: Preparation and characterization

The aim of this study was to determine whether inclusion complexes between 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin (HP beta CD) and finasteride (FIN) are formed, and to characterize these. Equimolar FIN/HP beta CD solid systems in the presence or absence of 0.1% (w/v) of polyvinylpyrrolidone K30 (PVP K30) or 0.3% of chitosan were prepared by coevaporation and freeze-drying methods. The systems were characterized by phase solubility, NMR, DSC, and XRD analysis. The results suggest that true binary and ternary inclusion complexes were formed. (c) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Preimplantation development and expression of Hsp-70 and Bax genes in bovine blastocysts derived from oocytes matured in alpha-MEM supplemented with growth factors and synthetic macromolecules

In vitro culture conditions affect both the maternal and embryonic expression of genes and is likely to alter both oocyte and embryo developmental competence. The search for better and less variable culture conditions simulating those in vivo has led to the development of defined culture media, with lower impact on the molecular reprogramming of oocytes and embryos. We evaluated embryo development and relative abundance (RA) of Hsp-70 and Bax transcripts in bovine blastocysts produced from oocytes matured in a chemically defined IVM system with synthetic polymers. Immature cumulus oocyte complexes (COCs) were matured for 22-24 h in alpha-MEM supplemented with IGF-1, insulin, 0.1% polyvinyl alcohol (PVA), or 0.1% polyvinylpyrrolidone (PVP), but without FSH or LH. The control group consisted of COCs matured it, TCM plus FSH and 10% estrous cow serum. After fertilization. presumptive zygotes were co-cultured with cumulus cells until 224 h post-insemination. Total RNA was isolated from embryo pools, reverse transcribed into cDNA, and subjected to transcript analysis by real-time PCR. Cleavage rate was higher (P < 0.05) for the control group (68.3%) than for the PVA (54.4%) and PVP-40 (58.3%) groups. Nevertheless. there was no difference among the PVA, PVP-40 and control groups in blastocyst or hatching rates. similarly, no difference in relative abundance of Hsp-70 and Bax transcripts was detected in comparison to the control group. We inferred that bovine oocytes can be matured in serum- and gonadotrophin-free medium supplemented with PVA or PVP, enriched with IGF-I and insulin, without altering post-cleavage development and relative abundance of some genes associated with stress and apoptosis. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

The copolymerization of N-vinyl-2-pyrrolidone with 2-hydroxyethyl methacrylate

The bulk free radical copolymerization of 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) with N-vinyl-2-pyrrolidone (VP) was carried out to low conversions at 50 degreesC, using benzoyl peroxide (BPO) as initiator. The compositions of the copolymers; were determined using C-13 NMR spectroscopy. The conversion of monomers to polymers was studied using FT-NIR spectroscopy in order to predict the extent of conversion of monomer to polymer. From model fits to the composition data, a statistical F-test revealed that die penultimate model describes die copolymerization better than die terminal model. Reactivity ratios were calculated by using a non-linear least squares analysis (NLLS) and r(H) = 8.18 and r(V) = 0.097 were found to be the best fit values of the reactivity ratios for the terminal model and r(HH) = 12.0, r(VH) = 2.20, r(VV) = 0.12 and r(HV) = 0.03 for the penultimate model. Predictions were made for changes in compositions as a function of conversion based upon the terminal and penultimate models.

Paralisia unilateral de prega vocal: associação e correlação entre tempos máximos de fonação, posição e ângulo de afastamento

A paralisia de prega vocal (PPV) decorre da lesão do nervo vago ou de seus ramos, podendo levar a alterações das funções que requerem o fechamento glótico. O tempo máximo de fonação (TMF) é um teste aplicado rotineiramente em pacientes disfônicospara avaliar a eficiência glótica e freqüentemente utilizado em casos de PPV, cujos valores encontram-se diminuídos. A classificação clínica clássica da posição da prega vocal paralisada em mediana, para-mediana, intermediária e em abdução ou cadavérica tem sido objeto de controvérsias. OBJETIVO: Verificar a associação e correlação entre os TMF e posição da prega vocal paralisada (PVP), TMF e ângulo de afastamento da PVP, medir o ângulo de afastamento da linha média das diferentes posições da PVP e correlacioná-lo com a sua classificação clínica FORMA DE ESTUDO: Clínico retrospectivo. MATERIAL E MÉTODO: Foram revisados os prontuários e analisados os exames videoendoscópicos de 86 indivíduos com paralisia de prega vocal unilateral e medido o ângulo de afastamento da PVP por meio de um programa computadorizado. RESULTADOS: A associação e correlação entre os TMF em cada posição assumida pela PVP têm significância estatística somente para /z/ na posição mediana. A associação e correlação entre TMF com ângulo de afastamento da PVP guardam relação para /i/, /u/. Ao associar e correlacionar medidas de ângulo com posição observa-se significância estatística em posição de abdução. CONCLUSÕES: Neste estudo não foi possível determinar as posições assumidas pela PVP por meio dos TMF nem correlacioná-las com medidas do ângulo.

Sistema de Preços de Referência e impacto sobre a despesa farmacêutica em Portugal

O sistema de comparticipação de medicamentos por Preços de Referência (SPR) foi implementado em Portugal tendo presente a necessidade de garantir o controlo da despesa farmacêutica, de incentivar a racionalização na utilização dos medicamentos bem como incrementar a respectiva acessibilidade. Os medicamentos – similares químicos, com a mesma dosagem e forma farmacêutica, com apresentações destinadas a indicações terapêuticas sobreponíveis – foram agrupados em Grupos Homogéneos. O Preço de Referência (PR) foi definido de acordo com o Preço de Venda ao Público (PVP) do medicamento genérico de PVP mais elevado, para cada GH (Grupo Homogéneo)[ ]. Este artigo pretende caracterizar o impacto do SPR sobre a despesa farmacêutica nacional, por intermédio de uma análise descritiva transversal, que incidiu sobre uma amostra constituída pelos quinze GH que lideraram a despesa farmacêutica pública no SPR, entre Janeiro e Setembro de 2003. Para o efeito, foram definidos indicadores específicos no âmbito da despesa farmacêutica, valor e volume de medicamentos consumidos. Em seguida foi investigado o impacto do SPR sobre a despesa farmacêutica total, bem como sobre a despesa farmacêutica no segmento do SPR, e ainda as repercussões sobre o equilíbrio entre a despesa pública e privada. Foi avaliada a informação recolhida relativa ao período anterior e posterior à implementação do sistema. O estudo permitiu concluir que entre os períodos anterior e posterior à implementação do SPR ocorreu um decréscimo na despesa farmacêutica total, associada ao aumento da despesa total com medicamentos genéricos e ao decréscimo da despesa total com medicamentos de marca. O PVP dos medicamentos de marca apresentou um perfil de alteração decrescente que se revelou muito sensível à implementação do SPR, ao contrário do que ocorreu no segmento dos medicamentos genéricos que se apresentou tendencialmente constante. O volume de medicamentos consumidos aumentou em termos de DDD (Doses Diárias Definidas), contudo diminuiu o número de apresentações dispensadas.

Desenvolvimento de matrizes poliméricas reticuladas biocompatíveis

O trabalho desenvolvido teve como objectivo principal a preparação de matrizes porosas de quitosano reticuladas com materiais biodegradáveis e biocompatíveis para uso em aplicações biomédicas. As matrizes foram caracterizadas a nível estrutural (análise por IV e RMN), a nível físico (análise por SEM, ensaios de biodegrabilidade e inchamento) e também a nível funcional (análise da capacidade de libertação controlada de um fármaco). Os agentes reticulantes das matrizes foram cuidadosamente seleccionados usando como critério principal a ausência de toxidade (biocompatibilidade). Foram seleccionados para este estudo diferentes copolímeros de poli(2-etil-2-oxazolina) e glicidil metacrilato, o ácido bórico, o ácido malónico e o líquido iónico 1-(2-hidroxietil)-3-metil-imidazol tetrafluoroborato. Os agentes reticulantes poliméricos foram sintetizados usando uma tecnologia limpa (polimerização viva em dióxido de carbono supercrítico através de uma mecanismo de abertura de anel por via catiónica). A análise do perfil de biodegrabilidade das matrizes de quitosano reticuladas revelou que se degradam facilmente em meio ligeiramente ácido (pH5.0) o que levou à sua exclusão para estudos de expansão celular. As matrizes estudadas revelaram um elevado grau de inchamento cujo potencial para libertação controlada de fármacos foi explorado para a libertação de dexametasona, um glicocorticóide sintético adequado a administração por via transdérmica. As matrizes de quitosano reticuladas e impregnadas com dexametasona apresentam um perfil de libertação controlada e contínua ao longo de vinte e sete horas.