Nanotechnological delivery systems for the oral administration of active molecules: Polymeric microparticles and microemulsions applied to anti-inflammatory and anti-infectious drugs

This thesis was devoted to the development of innovative oral delivery systems for two different molecules. In the first part, microparticles (MPs) based on xylan and Eudragit® S- 100 were produced and used to encapsulate 5-aminosalicylic acid for colon delivery. Xylan was extracted from corn cobs and characterized in terms of its physicochemical, rheological and toxicological properties. The polymeric MPs were prepared by interfacial cross-linking polymerization and spray-drying and characterized for their morphology, mean size and distribution, thermal stability, crystallinity, entrapment efficiency and in vitro drug release. MPs with suitable physical characteristics and satisfactory yields were prepared by both methods, although the spray-dried systems showed higher thermal stability. In general, spraydried MPs would be preferable systems due to their thermal stability and absence of toxic agents used in their preparation. However, drug loading and release need to be optimized. In the second part of this thesis, oil-in-water microemulsions (O/W MEs) based on mediumchain triglycerides were formulated as drug carriers and solubility enhancers for amphotericin B (AmB). Phase diagrams were constructed using surfactant blends with hydrophiliclipophilic balance values between 9.7 and 14.4. The drug-free and drug-loaded MEs presented spherical non-aggregated droplets around 80 and 120 nm, respectively, and a low polydispersity index. The incorporation of AmB was high and depended on the volume fraction of the disperse phase. These MEs did not reduce the viability of J774.A1 macrophage-like cells for concentrations up to 25 μg/mL of AmB. Therefore, O/W MEs based on propylene glycol esters of caprylic acid may be considered as suitable delivery systems for AmB

Avaliação da atividade biológica de óleos essenciais sobre candida não albicans de origem clínica

Candidíase é um problema de importância crescente, devido o aumento do número de indivíduos imunocomprometidos e o surgimento de cepas resistentes aos antifúngicos convencionais. É de fundamental importância a busca por novos agentes antifúngicos mais eficazes, menos tóxicos, sendo os óleos essenciais (OEs) excelentes alternativas para esse propósito. Esse estudo investigou a atividade biológica do OE de Mentha spicata L. sobre Candida guilliermondii de origem anal e vaginal. Para tanto foram determinadas a Concentração Inibitória Mínima (CIM), Concentração Fungicida Mínima (CFM), cinética do crescimento das leveduras (Time-Kill), alterações micromorfológicas (técnica do microcultivo em câmara úmida) e investigação do mecanismo de ação antifúngico, utilizando o bioensaio do sorbitol. O OE de M. spicata foi obtido pelo processo de extração por destilação a vapor. Na análise fitoquímica desse óleo foi observada a presença de carvona com 84,32%, seguida pelo limoneno (13,70%) e traços de iso-dihidrocarvona (0,82%). Os resultados da análise da CIM variou entre 32 e 128 μg/mL. A CFM variou entre 64 e 1024 μg/mL. Na avaliação da ação de OE e da nistatina 100UI/mL, o antifúngico padrão apresentou o efeito fungicida a partir de 4 horas e para OE de M. spicata foi observado efeito fungistático na CIM, CIMX2 e CIMX4 frente às cepas avaliadas. O OE de M. spicata apresentou forte atividade antifúngica contra as cepas de C. guilliermondii, promovendo alterações micromorfológicas visíveis por microscopia óptica, nas concentrações testadas (CIM, CIMx2), resultado semelhante ao que se observou com a nistatina (100UI/mL). Na investigação do mecanismo de ação antifúngico foi constatado que houve alteração da CIM na presença de sorbitol, com elevação dos valores quatro vezes maior que a concentração inicial, o que indica que os componentes desse OE apresentam ação direta sobre a parede celular das leveduras. Conclui-se que o OE de Mentha spicata é um potencial agente terapêutico no tratamento de candidíase

Identificação e caracterização de genes vip e cry coleóptero-específicos em isolados de Bacillus thuringiensis

O objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar os genes cry3, vip1, vip2 e vip1/vip2 em uma coleção de 1.078 isolados de Bacillus thuringiensis potencialmente tóxicos para larvas de coleópteros. Foram utilizados pares de oligonucleotídeos iniciadores gerais obtidos a partir de regiões conservadas dos genes e do alinhamento de sequências consenso. Posteriormente, os isolados positivos foram caracterizados por meio da técnica de PCR‑RFLP, tendo-se utilizado enzimas de restrição específicas, para identificar novas subclasses de genes nos isolados. Cento e cinquenta e um isolados foram positivos para os genes avaliados, com maior frequência para o gene vip1/vip2 (139 isolados). Pela técnica de PCR‑RFLP, foram observados 14 perfis polimórficos, o que indica a presença de diferentes alelos e, consequentemente, de distintas subclasses desses genes.

Avaliação dos efeitos de um extrato bruto de cianobactérias contendo microcistinas sobre o desempenho reprodutivo e a embriofetotoxicidade de ratos

The presence of cyanobacterial blooms in reservoirs intended for supply to the population can create public health problems for many species could produce potentially toxic compounds and these are not eliminated in the conventional procedures used in water treatment plants. So even in amounts less than the maximum allowable limit imposed by MS, cyanotoxins can be present in drinking water distributed to the population, creating a chronic exposure. There is little information about the long-term effects of oral exposure to cyanotoxins. This work aimed to show the exposure orally (v.o) of animals to a crude extract of cyanobacteria containing cyanotoxins to evaluate the reproductive performance of pregnant rats and their offspring and fertility of male rats. The presence of microcystins (MCs) in samples collected during the flowering processes in freshwater reservoirs in the Rio Grande do Norte, was analyzed by enzyme immunoassay and its variants have been identified and quantified by chromatographic methods. It was observed that by administration v.o. cyanobacterial extract containing MCs (40, 100 or 250 ng of MCs / kg / day) did not cause systemic toxicity in adult rats or effect on reproductive performance of male and female rats treated. It was also not observed any changes in skeletal study in the offspring of pregnant rats treated with the extract above. Because the solutions used contained MCs in a concentration equal to or greater than the tolerable daily intake for MCs, the results suggest, therefore, that the development of this work contributed to better assess public health risk as the oral exposure to cyanotoxins, increasing thus the credibility of the maximum allowable limit (LMP) of MCs in drinking water distributed to the population of several countries that use the LMP established by WHO in its legislation

Mobilidade do sulfentrazone em Nitossolo Vermelho e em Neossolo Quartzarênico

O objetivo deste trabalho foi determinar a mobilidade do herbicida sulfentrazone em duas classes de solos (Nitossolo Vermelho e Neossolo Quartzarênico), em função de índices pluviométricos crescentes, sendo, portanto, influenciado pelas propriedades químicas e físicas dos solos com diferentes teores de ferro. em tubos de PVC de 10 cm de diâmetro por 50 cm de comprimento, preenchidos com os solos e saturados com água a 65% (p/p), foi aplicado o sulfentrazone (800 g ha-1). Na seqüência, foram simuladas chuvas diárias de 10 mm até atingir os índices pluviométricos de 30, 60 e 90 mm. Os tubos de PVC foram então desmontados - semeando-se Sorghum bicolor nas profundidades correspondentes de 2,5; 7,5; 12,5; 17,5; 22,5; e 30,0 cm da superfície do tubo - e mantidos em casa de vegetação por 15 dias, para avaliação da germinação e do crescimento inicial das plântulas. No final do experimento foram avaliadas as alterações morfofisiológicas que caracterizavam os efeitos tóxicos do produto, além de se medir o comprimento da parte aérea até a última lígula visível e a fitomassa seca das plantas. Quando sob precipitação de 90 mm no Neossolo Quartzarênico, o sulfentrazone formou uma banda de arraste de até 12,5 cm e, no Nitossolo Vermelho, até os 7,5 cm.

Methodology for fast evaluation of Bacillus thuringiensis crystal protein content

O desenvolvimento da produção e uso do Bacillus thuringiensis no Brasil em escala comercial enfrenta certas dificuldades, entre elas o estabelecimento de metodologias para a quantificação de produtos tóxicos a serem comercializados. Atualmente, a quantidade de toxinas é expressa como porcentagem do total de proteínas presentes em amostras em consideração. Tal metodologia, entretanto, não mede a quantidade real de uma determinada proteína presente em um produto qualquer, além do fato de diferentes linhagens bacterianas possuírem diferentes genes codificadores para endotoxinas e mesmo para b-toxina. Desde que os diferentes tipos de toxinas apresentam diferentes características antigências, este trabalho tem como objetivo a utilização de técnicas imunológicas para quantificar específicamente o conteúdo de proteína cristal presente em diferentes amostras. A proteína cristal produzida pela subespécie B. thuringiensis var. israelensis foi purificada por ultracentrifugação e utilizada para imunizar coelhas e produzir soros hiperimunes. Tais soros foram posteriormente usados para avaliar o nível de proteína cristal em bioinseticidas comerciais e em culturas de laboratório desta bactéria utilizando-se a técnica do imunodot. Os resultados foram obtidos por comparação de reações com concentrações conhecidas de proteína cristal permitindo assim avaliar com segurança os níveis desta proteína em várias preparações.

Mobilidade do sulfentrazone em latossolo vermelho e em chernossolo

Este trabalho objetivou determinar a mobilidade do sulfentrazone em duas classes de solos em função de índices pluviométricos, bem como possíveis influências das propriedades químicas e físicas de Latossolo Vermelho e Chernossolo com diferentes teores de ferro na ação do herbicida. Foram utilizados como recipientes 36 tubos de PVC de 10 cm de diâmetro por 50 cm de comprimento. Os recipientes foram preenchidos com os solos e umedecidos a 65% (p/p) da capacidade de saturação, quando se fez a aplicação do sulfentrazone (800 g ha-1 de i.a.) na área exposta dos solos. Na seqüência, foram simuladas chuvas diárias de 10 mm até atingir o índice pluviométrico desejado (30, 60 e 90 mm), sendo, posteriormente, desmontados seis tubos de cada solo (com e sem aplicação). Foram semeadas cinco sementes de sorgo (Sorghum bicolor) nas profundidades de 2,5; 7,5; 12,5; 17,5; 22,5; e 30,0 cm, mantidas em casa de vegetação por 15 dias para avaliação da germinação e do crescimento inicial. Decorrido esse tempo, foi realizada avaliação de possíveis alterações morfofisiológicas que pudessem ser caracterizadas como efeitos tóxicos do produto e mediu-se o comprimento da parte aérea até a última lígula visível. As partes aéreas foram secas em estufa com circulação forçada de ar (70 ºC por 96 horas), para obtenção de matéria seca. No Chernossolo ocorreu uniformidade da distribuição do produto ao longo do tubo, proporcional à precipitação, e no Latossolo Vermelho o sulfentrazone foi pouco móvel, permanecendo na camada superficial, independentemente da precipitação.

Toxicidade do herbicida S-metolachlor em plantas de milho provenientes de sementes com diferentes formatos e dimensões

Este trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade do herbicida S-metolachlor em plantas de milho oriundas de sementes com diferentes características morfológicas. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, localizada no município de Capão do Leão, RS. Os tratamentos foram compostos pelas combinações de três grupos de tamanhos de sementes, classificadas em peneiras de crivo oblongo [sementes retidas nas peneiras de largura 14/64 (peneira 14), 18/64 (peneira 18) e 21/64 (peneira 21)], de dois formatos de sementes (chata e redonda) e de cinco doses do herbicida S-metolachlor (0,00; 0,48; 0,96; 1,44; e 1,92 kg ha-1), totalizando-se 30 tratamentos. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial (3 x 2 x 5), com quatro repetições. Após a separação e classificação das sementes, procedeu-se à semeadura em vasos preenchidos com solo homogeneizado. em cada vaso foram semeadas oito sementes de milho, na profundidade de 3,0 cm, realizando-se, 24 horas depois, a aplicação do S-metolachlor em pré-emergência. Foram realizadas as seguintes avaliações: velocidade de emergência das plântulas; número total de plântulas emergidas; toxicidade visual e altura de plantas aos 7, 14 e 21 dias após a emergência (DAE); e biomassa seca das raízes e da parte aérea aos 21 DAE. O formato das sementes se mostrou fator importante na tolerância das plantas aos efeitos tóxicos do herbicida S-metolachlor, aplicado em pré-emergência, quando as sementes de milho são de menor tamanho, sendo observada maior toxicidade quando as plantas eram provenientes de sementes redondas. O aumento das doses aplicadas do S-metolachlor ocasionou reduções na aquisição de biomassa seca tanto da parte aérea como das raízes de plantas de milho, porém maior decréscimo se observou quanto ao acúmulo de biomassa seca das raízes.

O sistema de certificação do etanol brasileiro sob a ótica do princípio constitucional do desenvolvimento sustentável

The gradual inclusion of biofuels is a necessary change that countries must include in their energy mixes. Energy sources still widely used in the world, such as oil and coal, are endowed with a high pollution load to the environment, bringing damages to the water, to the air and to humans as well. In addition, although there are conflicting studies, they are also identified as major causes of the greenhouse effect and the global warming phenomenon. They are, moreover, finite sources of energy, given that its reserves will surely run out. However, even if the introduction of biofuels, such as ethanol, in the energy mix is crucial for the survival of the present and future populations, this insertion cannot settle so disorderly and, thus, one must ensure the quality of these resources and promote transparency in international trade. In this manner, a certification process for ethanol is essential to attest that this biofuel meets the sustainable requirements defined for its production. Hence, this study sought to address the importance of the adoption of certification in the ethanol industry, according to the principle of sustainable development, by analyzing the evolution of its concept, its combination with the fundamental objectives sculptured in the Constitution of 1988, its regulation under Brazilian laws and the need for a balance between economic activities and the mentioned principle. The work also encompassed the criteria used to establish certification standards and their participating actors, combined with a study of ongoing initiatives. Finally, the consequences of the adoption of a certification process for ethanol in Brazil were presented, both in terms of sustainable development and in international trade

Topographical characteristics and evaluating water quality in watershed management

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

Transition metal rates in latosol twice treated with sewage sludge

A reciclagem agrícola do lodo de esgoto tem provocado o acúmulo de metais pesados no solo e na água, podendo atingir níveis tóxicos e causar danos às plantas cultivadas, aos animais e ao homem, por meio da cadeia trófica. Neste intuito foi desenvolvido o presente experimento, em condições de campo, entre 2000 e 2002, onde foram avaliados os efeitos da aplicação de lodo de esgoto por dois anos, sobre a extração de metais de transição (essenciais e não) pelo extrator DTPA em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) de textura média. As concentrações dos elementos metálicos: Mn, Fe, Cd, Ni, Co, Pb e Cr não foram detectados pelo método da absorção atômica na solução obtida com o extrator DTPA. A aplicação de lodo de esgoto causou inicialmente pequena elevação no pH do solo, posteriormente a diminuição do mesmo, e manteve-se próximo ao original. Foi possível concluir que, com a aplicação consecutiva do lodo, os teores extraíveis de Fe e Mn nas amostras de solos aumentaram gradativamente nos dois anos agrícolas, com as doses do lodo de esgoto aplicado, época de amostragens, e foram superiores ao tratamento testemunha. O extrator apresentou capacidade restrita para avaliação da fitodisponibilidade dos metais pesados decorrentes das baixas concentrações nas amostras de solo.

Ecotoxicidade de herbicidas para a macrófita aquática (Azolla caroliniana)

Os objetivos deste estudo foram avaliar Azolla caroliniana como planta-teste em estudos ecotoxicológicos e estimar a CL50;7d dos herbicidas 2,4-D, glyphosate, clomazone e oxyfluorfen. As plantas foram aclimatadas em sala de bioensaio. Para isso, foram selecionadas cinco plantas em 50 mL de meio de cultivo Hoagland. Após esse período, foram adicionados 50 mL de Hoagland mais o herbicida, completando o volume para 100 mL. A concentração letal de 50% (CL50;7d) para A. caroliniana exposta ao herbicida 2,4-D foi de 708,35 mg L-1; ao glyphosate (formulação Scout®), de 23,66 mg L-1; ao glyphosate (formulação Trop®), de 38,91 mg L-1; ao clomazone, de 129,63 mg L-1; e ao oxyfluorfen, de 80,50 mg L-1. Os herbicidas glyphosate (Scout® e Trop®) e oxyflourfen foram classificados como moderadamente tóxicos a A. caroliniana, e o clomazone e o 2,4-D, como praticamente não tóxicos. Conclui-se que A. caroliniana pode ser utilizada como planta bioindicadora de herbicidas à base de glyphosate e oxyfluorfen.

Toxicidade residual de alguns agrotóxicos recomendado na agricultura sobre Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae)

O objetivo do trabalho foi avaliar a toxicidade residual de alguns agrotóxicos utilizados em citros sobre Neoseiulus californicus (McGregor) em condições de laboratório. O método de bioensaio adotado foi o de contato residual. Folhas de citros da variedade Pêra, acondicionadas em arenas, foram pulverizadas em torre de Potter. A toxicidade residual dos produtos foi avaliada duas horas e 1; 3; 5; 7; 10; 14 e 21 dias após a aplicação. em cada arena, foram transferidas dez fêmeas adultas de N. californicus, juntamente com uma quantidade suficiente de Tetranychus urticae, como fonte de alimento. As avaliações de mortalidade foram realizadas 72 horas após a transferência dos ácaros para as arenas. Os agrotóxicos acrinathrin, deltamethrin, dinocap, enxofre, fenpropathrin, óxido de fenbutatin e propargite não causaram mortalidades significativas em adultos de N. californicus. Foram registradas mortalidades de 29,8; 24,0 e 34,1% para ácaros N. californicus expostos a resíduos de duas horas de idade de abamectim, azocyclotin e cyhexatin, respectivamente. Dicofol, pyridaben e chlorfenapyr causaram 100% de mortalidade aos ácaros predadores expostos aos resíduos tóxicos dos acaricidas, com duas horas de idade. Abamectin provocou mortalidade significativa por um período inferior a um dia. Resíduos dos acaricidas azocyclotin, cyhexatin, dicofol, pyridaben e chlorfenapyr provocaram mortalidades significativas por períodos de 1; 1; 10; 10 e 21dias, respectivamente. Os resultados obtidos no presente experimento servem de subsídio para a escolha adequada dos agrotóxicos a serem utilizados em pomares de citros nos quais N. californicus esteja presente ou naqueles em que o predador venha a ser liberado. Esses resultados também servem para a escolha do momento mais favorável para a liberação dos ácaros predadores dessa espécie no campo, após a aplicação de agrotóxicos nos pomares. Estudos conduzidos em condições de campo ainda são necessários para se compreender melhor o efeito desses agrotóxicos sobre o ácaro predador.

Toxicidade diferencial de agrotóxicos utilizados em citros para Neoseiulus californicus, Euseius concordis e Brevipalpus phoenicis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação microbiológica de um processo de sanificação de galões de água com a utilização do ozônio

O Brasil é o sétimo maior consumidor mundial de águas engarrafadas. Os recipientes mais utilizados, galões plásticos de 20 litros, devem ser submetidos à inspeção individual e posteriormente a sanificação. Recentemente, enfermidades associadas a microrganismos emergentes têm despertado o interesse por novos sanitizantes. Entre estes, o gás ozônio é um dos mais atraentes em virtude da sua segurança e eficácia superiores aos desinfetantes convencionais, não gerando resíduos tóxicos. Neste trabalho, o ozônio foi avaliado como método alternativo na sanificação de galões de água de 20 litros, na cidade de Alfenas, MG. Trinta galões foram avaliados sem tratamento e trinta após a sanificação com água ozonizada (4mg/L/2minutos) quanto à contagem total de microrganismos aeróbios mesófilos heterotróficos, número mais provável (NMP) de coliformes totais e Escherichia coli, Staphyloccocus aureus e Pseudomonas spp. em 100mL de solução enxaguatória. A contagem média de unidades formadoras de colônias (UFC) de microrganismos heterotróficos no estágio de pré-lavagem foi de 5,7/cm² enquanto que o tratamento com a água ozonizada reduziu este valor para 0,003/cm², além de promover a negativação das análises para coliformes Pseudomonas ssp. e somente 13,3% das amostras apresentaram-se positivas para Staphylococcus aureus após a sanificação. Concluiu-se que o tratamento com utilização de ozônio foi eficiente, nas condições testadas.