Modelagem molecular na caracterização eletrônica de oligopeptídeos e na descrição quântica da interação fármaco-receptor

In this dissertation, the theoretical principles governing the molecular modeling were applied for electronic characterization of oligopeptide α3 and its variants (5Q, 7Q)-α3, as well as in the quantum description of the interaction of the aminoglycoside hygromycin B and the 30S subunit of bacterial ribosome. In the first study, the linear and neutral dipeptides which make up the mentioned oligopeptides were modeled and then optimized for a structure of lower potential energy and appropriate dihedral angles. In this case, three subsequent geometric optimization processes, based on classical Newtonian theory, the semi-empirical and density functional theory (DFT), explore the energy landscape of each dipeptide during the search of ideal minimum energy structures. Finally, great conformers were described about its electrostatic potential, ionization energy (amino acids), and frontier molecular orbitals and hopping term. From the hopping terms described in this study, it was possible in subsequent studies to characterize the charge transport propertie of these peptides models. It envisioned a new biosensor technology capable of diagnosing amyloid diseases, related to an accumulation of misshapen proteins, based on the conductivity displayed by proteins of the patient. In a second step of this dissertation, a study carried out by quantum molecular modeling of the interaction energy of an antibiotic ribosomal aminoglicosídico on your receiver. It is known that the hygromycin B (hygB) is an aminoglycoside antibiotic that affects ribosomal translocation by direct interaction with the small subunit of the bacterial ribosome (30S), specifically with nucleotides in helix 44 of the 16S ribosomal RNA (16S rRNA). Due to strong electrostatic character of this connection, it was proposed an energetic investigation of the binding mechanism of this complex using different values of dielectric constants (ε = 0, 4, 10, 20 and 40), which have been widely used to study the electrostatic properties of biomolecules. For this, increasing radii centered on the hygB centroid were measured from the 30S-hygB crystal structure (1HNZ.pdb), and only the individual interaction energy of each enclosed nucleotide was determined for quantum calculations using molecular fractionation with conjugate caps (MFCC) strategy. It was noticed that the dielectric constants underestimated the energies of individual interactions, allowing the convergence state is achieved quickly. But only for ε = 40, the total binding energy of drug-receptor interaction is stabilized at r = 18A, which provided an appropriate binding pocket because it encompassed the main residues that interact more strongly with the hygB - C1403, C1404, G1405, A1493, G1494, U1495, U1498 and C1496. Thus, the dielectric constant ≈ 40 is ideal for the treatment of systems with many electrical charges. By comparing the individual binding energies of 16S rRNA nucleotides with the experimental tests that determine the minimum inhibitory concentration (MIC) of hygB, it is believed that those residues with high binding values generated bacterial resistance to the drug when mutated. With the same reasoning, since those with low interaction energy do not influence effectively the affinity of the hygB in its binding site, there is no loss of effectiveness if they were replaced.

Interação fármaco-receptor

Diagrama de esquema apresentando a interação fármaco-receptor

Estudo de pré-formulação com o composto polifenólico quercetina

As ferramentas termo-analíticas, tais como a calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a análise termogravimétrica (TGA), são os métodos usualmente utilizados para a verificação preliminar acerca da existência de interações entre fármacos e adjuvantes. Neste trabalho, foram verificados a equivalência entre a quercetina, empregada como matéria-prima, e a quercetina referência, seus comportamentos térmicos e a possível existência de interações entre esta substância e adjuvantes tecnológicos usualmente empregados no desenvolvimento de formas farmacêuticas sólidas e semi-sólidas. A evidência de interações foi investigada por análise de misturas físicas binárias sólidas da quercetina e o adjuvante. Os adjuvantes utilizados foram o ácido esteárico, álcool estearílico, celulose microcristalina, croscarmelose sódica, dióxido de silício coloidal, estearato de magnésio, lactose, manitol, monoestearato de glicerila, polissorbato 80, povidona, propilenoglicol, talco e vaselina sólida. A influência do processo de secagem por aspersão sobre as características da quercetina isolada e em presença do adjuvante de secagem dióxido de silício coloidal também foi avaliada. Os perfis espectroscópicos e cromatográficos das duas amostras de quercetina foram sobreponíveis, enquanto que o comportamento térmico da quercetina matéria-prima, obtido por DSC, não se mostrou equivalente ao da referência, pressupondo diferentes forma de cristalização ou solvatação. Para as misturas físicas, apenas aquelas contendo estearato de magnésio e lactose apresentaram indícios de interação verificados por DSC e confirmados por TGA, mas não ratificados por espectroscopia no infravermelho. O processo de secagem por aspersão modificou o perfil térmico da quercetina, enquanto o produto seco por aspersão contendo adjuvante de secagem apresentou resultados semelhantes aos obtidos para a mistura física com as mesmas substâncias.

Influência da dexmedetomidina associada à atropina sobre os índices globais de perfusão em cães anestesiados com isoflurano submetidos á hemorragia seguida por reposição volêmica com sangue autólogo

Pós-graduação em Anestesiologia - FMB

Desenvolvimento e caracterização térmica de sistemas líquido-cristalinos contendo ácido kójico

O Ácido Kójico (AK) é uma substancia produzida por cepas de Aspergillus sp. Foi isolado pela primeira vez em 1907, através do estudo feito a partir do crescimento desse fungo em arroz cozido a vapor. É usado na cosmetologia como antioxidante e despigmentante para uso tópico. Atua como um potente antioxidante quelando íons de ferro e os íons de cobre presentes no seu sítio ativo da tirosinase impedindo a formação de melanina. O isononanoato de cetoestearila, utilizado na formulação, tem ampla utilização em cosméticos como cremes protetores de epiderme, cremes de maquiagens, cremes de proteção solar, loções e desodorantes por ser emoliente, não possuir cheiro e toque seco. Os sistemas nanoestruturados, como por exemplo, os sistemas líquidocristalinos aumentam a solubilidade dos princípios ativos incorporados ao sistema e aumentam a solubilidade dos princípios ativos incorporados ao sistema e aumentam a estabilidade e diminuem a toxidade, pois agem como reservatórios e dependendo da interação fármaco-sistema, altera a biodisponibilidade. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver e caracterizar um sistema líquido cristalino constituído por água e isononanoato de cetoestearila (óleo), e estabilizado com o tensoativo álcool cetílico etoxilado e propoxilado contendo ácido kójico avaliando sua estabilidade através de estudos de termoanálises

Efeito do substituinte “-F” nas propriedades electrónicas e estruturais de fluoroquinolonas

Este estudo incide sobre as características que a presença do ião flúor em moléculas concede. Mais concretamente em fluoroquinolonas, antibióticos que cada vez são mais utilizados. Fez-se uma analise de vários parâmetros para obtermos informação sobre a interação fármaco-receptor nas fluoroquinolonas. Sendo para isso utilizadas técnicas de caracterização química computacional para conseguirmos caracterizar eletronicamente e estruturalmente (3D) as fluoroquinolonas em complemento aos métodos semi-empíricos utilizados inicialmente. Como é sabido, a especificidade e a afinidade para o sitio alvo, é essencial para eficácia de um fármaco. As fluoroquinolonas sofreram um grande desenvolvimento desde a primeira quinolona sintetizada em 1958, sendo que desde ai foram sintetizadas inúmeros derivados da mesma. Este facto deve-se a serem facilmente manipuladas, derivando fármacos altamente potentes, espectro alargado, factores farmacocinéticos optimizados e efeitos adversos reduzidos. A grande alteração farmacológica para o aumento do interesse neste grupo, foi a substituição em C6 de um átomo de flúor em vez de um de hidrogénio. Para obtermos as informações sobre a influência do ião flúor sobre as propriedades estruturais e electrónicas das fluoroquinolonas, foi feita uma comparação entre a fluoroquinolona com flúor em C6 e com hidrogénio em C6. As quatro fluoroquinolonas presentes neste estudo foram: ciprofloxacina, moxiflocacina, sparfloxacina e pefloxacina. As informações foram obtidas por programas informáticos de mecânica quântica e molecular. Concluiu-se que a presença de substituinte flúor não modificava de forma significativa a geometria das moléculas mas sim a distribuição da carga no carbono vicinal e nos átomos em posição alfa, beta e gama relativamente a este. Esta modificação da distribuição electrónica pode condicionar a ligação do fármaco ao receptor, modificando a sua actividade farmacológica.

Modelos de resposta à interação entre fármacos anestésicos : análise de regressão e análise de Clusters

Os avanços tecnológicos e científicos, na área da saúde, têm vindo a aliar áreas como a Medicina e a Matemática, cabendo à ciência adequar de forma mais eficaz os meios de investigação, diagnóstico, monitorização e terapêutica. Os métodos desenvolvidos e os estudos apresentados nesta dissertação resultam da necessidade de encontrar respostas e soluções para os diferentes desafios identificados na área da anestesia. A índole destes problemas conduz, necessariamente, à aplicação, adaptação e conjugação de diferentes métodos e modelos das diversas áreas da matemática. A capacidade para induzir a anestesia em pacientes, de forma segura e confiável, conduz a uma enorme variedade de situações que devem ser levadas em conta, exigindo, por isso, intensivos estudos. Assim, métodos e modelos de previsão, que permitam uma melhor personalização da dosagem a administrar ao paciente e por monitorizar, o efeito induzido pela administração de cada fármaco, com sinais mais fiáveis, são fundamentais para a investigação e progresso neste campo. Neste contexto, com o objetivo de clarificar a utilização em estudos na área da anestesia de um ajustado tratamento estatístico, proponho-me abordar diferentes análises estatísticas para desenvolver um modelo de previsão sobre a resposta cerebral a dois fármacos durante sedação. Dados obtidos de voluntários serão utilizados para estudar a interação farmacodinâmica entre dois fármacos anestésicos. Numa primeira fase são explorados modelos de regressão lineares que permitam modelar o efeito dos fármacos no sinal cerebral BIS (índice bispectral do EEG – indicador da profundidade de anestesia); ou seja estimar o efeito que as concentrações de fármacos têm na depressão do eletroencefalograma (avaliada pelo BIS). Na segunda fase deste trabalho, pretende-se a identificação de diferentes interações com Análise de Clusters bem como a validação do respetivo modelo com Análise Discriminante, identificando grupos homogéneos na amostra obtida através das técnicas de agrupamento. O número de grupos existentes na amostra foi, numa fase exploratória, obtido pelas técnicas de agrupamento hierárquicas, e a caracterização dos grupos identificados foi obtida pelas técnicas de agrupamento k-means. A reprodutibilidade dos modelos de agrupamento obtidos foi testada através da análise discriminante. As principais conclusões apontam que o teste de significância da equação de Regressão Linear indicou que o modelo é altamente significativo. As variáveis propofol e remifentanil influenciam significativamente o BIS e o modelo melhora com a inclusão do remifentanil. Este trabalho demonstra ainda ser possível construir um modelo que permite agrupar as concentrações dos fármacos, com base no efeito no sinal cerebral BIS, com o apoio de técnicas de agrupamento e discriminantes. Os resultados desmontram claramente a interacção farmacodinâmica dos dois fármacos, quando analisamos o Cluster 1 e o Cluster 3. Para concentrações semelhantes de propofol o efeito no BIS é claramente diferente dependendo da grandeza da concentração de remifentanil. Em suma, o estudo demostra claramente, que quando o remifentanil é administrado com o propofol (um hipnótico) o efeito deste último é potenciado, levando o sinal BIS a valores bastante baixos.

Fototerapia como Adjuvante da Terapêutica Biológica na Psoríase

Introdução: A associação terapêutica é uma estratégia frequentemente usada no tratamento da psoríase. Contudo, a associação de fármacos biológicos com terapêuticas convencionais, e em particular com fototerapia, tem sido pouco explorada. Objectivo: Caracterizar a eficácia e a segurança da associação fototerapia-terapêutica biológica no tratamento da psoríase. Métodos: Foram analisados retrospectivamente os processos clínicos de doentes com o diagnóstico de psoríase vulgar ou artropática com seguimento em Consulta de Psoríase entre 2003 e 2011, e identificados aqueles com história de associação entre fármaco biológico e fototerapia e pelo menos um ano de follow-up. Resultados: Dos 231 doentes em terapêutica biológica por psoríase vulgar ou artropática, 10 (4,3%) efectuaram fototerapia adjuvante, num total de 13 ciclos de tratamento. Nestes 10 doentes a média etária foi de 38,8 anos e tinham em média 13,7 anos de evolução de doença. Cinco (50%) tinham sido previamente tratados com fototerapia (80% dos quais não responderam). A fototerapia em associação foi instituída em média 2 anos após o início de terapêutica com etanercept (n=9) e adalimumab (n=1). Foram efectuados 9 ciclos de tratamento com PUVA sistémico, um com PUVA tópico, um com PUVA sistémico e tópico e 2 com UVB-nb. Em 85% dos ciclos de tratamento observou-se resposta à associação terapêutica (PASI 100 em 54%; PASI 50-75 em 31%). Verificou-se uma ausência de resposta e um agravamento clínico. Não se registaram efeitos adversos graves aquando dos tratamentos ou durante o follow-up (follow-up médio 3 anos). Foi possível manter o biológico em curso após 12 dos ciclos (92%). Conclusão: A associação da fototerapia, como adjuvante da terapêutica biológica, afigura-se como uma opção eficaz e de baixo custo na psoríase refractária ou agudizada. São necessários estudos mais alargados para determinar a sua segurança a longo prazo.

Interação entre especialidades: miocardiopatia dilatada e neoplasia de mama HER2 positiva

O progresso no conhecimento dos mecanismos da doença e suas potenciais possibilidades de tratamento, têm com o incremento da pesquisa básica, trazido a algumas situações inusitadas. Como quando algo observado em uma situação específica, definida na prática clínica, pode ser transportado para o laboratório, instigando a investigação de uma provável terapêutica em uma doença não relacionada e fazendo o caminho inverso da "bench-to-bedside". Nos últimos anos, o uso de um anticorpo monoclonal, o trastuzumabe, mostrou-se imprescindível no tratamento das neoplasias de mama com amplificação/superexpressão de HER2, com ganho de sobrevida significativo nos contextos adjuvante e terapêutico. A observação da ocorrência de cardiotoxicidade induzida pelo trastuzumabe, assim como a identificação dos mecanismos relacionados a esse efeito colateral, possibilitaram a pesquisa desses mesmos fatores na miocardiopatia dilatada, de uma forma muito interessante.

Cetamina S(+) como adjuvante na anestesia e no tratamento da dor pós-operatória de pacientes queimados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da liberação sustentada de fármaco e nanopartícula utilizando membranas de látex natural como carreador

Pós-graduação em Biotecnologia - IQ

Interação pontas-adjuvantes na estimativa do risco potencial de deriva de pulverizações

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de dispersões sólidas e nanopartículas poliméricas mucoadesivas de Zidovudina e avaliação da interação biológica com a mucosa intestinal

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

Trissoralen um medicamento de baixa dosagem: estudos termoanalíticos da compatibilidade do fármaco-excipientes e determinação de parâmetros de qualidade para cápsulas magistrais

The trioxsalen (Tri) is a low-dose drug used in the treatment of psoriasis and other skin diseases. The aim of the study was applying the thermal analysis and complementary techniques for characterization, evaluation of the trioxsalen stability and components of manipulated pharmaceutical formulations. The thermal behavior of the Tri by TG/DTG-DTA in dynamic atmosphere of synthetic air and nitrogen showed the same profile with a melting peak followed by a volatilization-related event. From the curves TG / DTG is observed a single stage of mass loss. By heating the drug in the stove at temperatures of 80, 240 and 260 °C, it had no change in chemical structure through the techniques of XRD, HPLC, MIR, OM and SEM. From the non-isothermal and isothermal TG kinetic studies was possible to calculate the activation energy and reaction order for the Tri. The drug showed good thermal stability. Studies on drug-excipient compatibility showed interaction of trissoralen with sodium lauryl sulfate 1:1. There was no interaction with aerosol, pregelatinized starch, sodium starch glycolate, cellulose, croscarmellose sodium, magnesium stearate, lactose and mannitol.The characterization of three trioxsalen formulations at concentrations of 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5 and 15 mg was performed by DSC, TG / DTG, XRD, NIR and MIR. The PCA classification method based on spectral data from the NIR and MIR of trissoralen formulations allows successful differentiation into three groups. The formulation 3 was the one that best showed analytical profile with the following composition of aerosil excipients, pre-gelatinized starch and cellulose. The activation energy of the volatilization process of the drug was determined in binary mixtures and formulation 3 through fitting and isoconversional methods. The binary mixture with sodium starch glycolate and lactose showed differences in kinetic parameters compared to the drug isolated. The thermoanalytical techniques (DSC and TG / DTG) were shown to be promising methodologies for quantifying trioxsalen obtained by the linearity, selectivity, no use solvents, without sample preparation, speed and practicality.

A pilot study of topiramate in children with Lennox-Gastaut syndrome

We conducted an open, add-on study with topiramate (TPM) as adjunctive therapy in Lennox-Gastaut syndrome (LGS), to assess the long-term efficacy and safety and to evaluate quality of life (QL) measurements in the chronic use of TPM. We studied 19 patients (11 male; age ranging from 4 to 14 years) with uncontrolled seizures receiving 2-3 anti-epileptic drugs. Patients were followed up to 36 months of treatment. A questionnaire was used to query parents about QL. Seven patients completed the study at 36 months and seizure frequency was reduced > 75% in 4, and < 50% in 3 patients. Two children became seizure free for more than 24 months. Most side effects were CNS related, with the most frequent being somnolence and anorexia. These were generally transient. One patient dropped-out due to powder in the urine. None of the patients required hospitalization. At 36 months, patients' alertness (2/7), interaction with environment (5/7), ability to perform daily activities (5/7), and verbal performance (6/7) improved on TPM. We conclude that TPM may be useful as adjunctive therapy in the treatment of LGS. The efficacy of TPM was maintained in long-term treatment in more than 40% of patients, long term safety was confirmed and QL improved on TPM.