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The search for more environmental friendly herbicides, aiming at the control of agricultural pests, combinated with less harmfulness to human health and the environment has grown. An alternative used by researchers is the application of products of secondary plant metabolism, which are investigated due to their potential bioactivities. Thus, species belonging to the Myrtaceae family are potential in these studies, since this family is recognized for having high biological activity. A species belonging to this genus is Psidium cattleyanum, which has a medicinal effect and its fruits are used in human food. Thus, the objective of this research was to evaluate and compare the phyto-cyto-genotoxicity of aqueous and ethanolic leaf extracts of the specie P. cattleyanum, from plant bioassays, as well as to identify the main classes of compounds present in the extracts. For this, the extracts were prepared, characterized and biological tests were carried out by evaluating, in seeds and seedlings of lettuce and sorghum, the variables: percentage of germination, germination speed index, root growth and aerial growth; and in meristematic lettuce cells the variables: mitotic phases, mitotic index, nuclear alterations and chromosomal alterations. Flavones, flavonones, flavonols, flavononols, flavonoids, alkaloids, resins, xanthones and anthraquinone glycoside were characterized in the ethanolic extract. Both evaluated extracts, in the highest concentration, inhibited the initial plant development. All treatments caused alterations in the mitotic phases and inhibited mitotic index. In addition, the treatments promoted an increase in nuclear and chromosomal alterations. The mechanism of action presented was aneugenic, clastogenic and determined in epigenetic alterations. The ethanolic extract was more cytotoxic, since it had a more expressive effect at a lower concentration. Despite the cytotoxicity of the extracts under study, they promoted alterations at lower levels than the glyphosate positive control. Resumo A busca por herbicidas mais amigáveis ao meio ambiente, visando o controle de pragas agrícolas, aliado a uma menor nocividade à saúde humana e ao meio ambiente tem crescido. Uma alternativa utilizada pelos pesquisadores é a aplicação de produtos do metabolismo secundário de plantas, que são investigados em virtude do seu potencial bioativo. Assim, espécies pertencentes à família Myrtaceae são potenciais nestes estudos, uma vez que esta família é reconhecida por possuir alta atividade biológica. Uma espécie pertencente a este gênero é Psidium cattleyanum, que possui efeito medicinal e seus frutos são utilizados na alimentação humana. Assim, o objetivo desta pesquisa foi avaliar e comparar a fitocitogenotoxicidade de extratos foliares aquosos e etanólicos da espécie P. cattleyanum, a partir de bioensaios vegetais, bem como identificar as principais classes de compostos presentes nos extratos. Para isso, os extratos foram preparados e caracterizados e foram realizados testes biológicos avaliando, em sementes e plântulas de alface e sorgo, as variáveis: porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, crescimento radicular e crescimento aéreo; em células meristemáticas de alface foram avaliadas as variáveis: fases mitóticas, índice mitótico, alterações nucleares e alterações cromossômicas. Flavonas, flavononas, flavonóis, flavononóis, flavonóides, alcalóides, resinas, xantonas e glicosídeo de antraquinona foram caracterizados no extrato etanólico. Ambos os extratos avaliados, na maior concentração, inibiram o desenvolvimento inicial da planta. Todos os tratamentos causaram alterações nas fases mitóticas e inibiram o índice mitótico. Além disso, os tratamentos promoveram aumento de alterações nucleares e cromossômicas. O mecanismo de ação apresentado foi aneugênico, clastogênico e epigenético. O extrato etanólico foi mais citotóxico, pois teve efeito mais expressivo em menor concentração. Apesar da citotoxicidade dos extratos em estudo, eles promoveram alterações em níveis inferiores ao controle positivo glifosato.

The study aim was to evaluate the cytotoxic activity, using the MTT test [3-(4,5-Dimethilthiazol-2-yl)-2,5-diphenil tetrazolium bromide], from the crude extract of Picrasma crenata (Pau Tenente) and its isolated compounds, quassin and parain, in culture of rat liver tumor cells (HTC). The test was carried out exposing the cells for 24, 48 and 72 hours to concentrations of 5, 10, 50, 100, 200, 300, 400, 500 and 1000 μg of crude extract of Pau Tenente/mL of culture medium and 1, 5, 10, 15, 20, 40, 60, 80 and 100 μg of quassin or parain compounds/mL of culture medium. The absorbances averages results obtained showed that the crude extract did not present cytotoxicity for the HTC cells in all the concentrations and evaluated times. For quassin, the concentrations of 80 and 100 μg/mL were cytotoxic, after 72 hours of treatment. For parain, the concentrations of 1, 5, 20, 40, 60, 80 and 100 µg/mL, in 72 hours, were cytotoxic, revealing a new activity for this compound. Thus, the results demonstrate a first indication of the cytotoxic activity of compounds quassin and parain, adding an important social and economic value to them, and may have application in future research and in pharmaceutical industry. Resumo O objetivo do estudo foi avaliar a atividade citotóxica, por meio do teste MTT [brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil tetrazólio], do extrato bruto de Picrasma crenata (Pau Tenente) e seus compostos isolados, quassina e paraína, em cultura de células tumorais de fígado de rato (HTC). O teste foi realizado expondo as células por 24, 48 e 72 horas às concentrações de 5, 10, 50, 100, 200, 300, 400, 500 e 1000 μg de extrato bruto de Pau Tenente/mL de meio de cultura e 1, 5, 10, 15, 20, 40, 60, 80 e 100 μg de compostos de quassina ou paraína/mL de meio de cultura. Os resultados das médias de absorbâncias obtidos mostraram que o extrato bruto não apresentou citotoxicidade para as células HTC em todas as concentrações e tempos avaliados. Para quassina, as concentrações de 80 e 100 μg/mL foram citotóxicas, após 72 horas de tratamento. Para a paraína, as concentrações de 1, 5, 20, 40, 60, 80 e 100 µg/mL, em 72 horas, foram citotóxicas, revelando uma nova atividade para este composto. Assim, os resultados demonstram uma primeira indicação da atividade citotóxica dos compostos quassina e paraína, agregando-lhes importante valor social e econômico, podendo ter aplicação em pesquisas futuras e na indústria farmacêutica.

Metallodrugs like cisplatin and related platinum compounds, widely used for the treatment of cancer patients, have severe side effects and acquired resistance, which are limiting their use. In addition, several cancer conditions are not responsive to available treatments and thus, viable clinical solutions are still lacking. Metal-based drugs have received a great deal of attention in recent years owing to their properties and benefits in biomedical, therapeutic and diagnostic systems. A wider understanding of the anticancer properties of transition metal complexes like Ru, V, Cu, and Zn and their interactions in biological media is very necessary to ensure their effectiveness and safety. In the current work, four Schiff base ligands derived from the condensation of 8-hydroxy-2-quinolinecarbaldehyde and benzohydrazides (H2L1-H2L4), and their corresponding zinc complexes, ZnL1, ZnL2, ZnL3, and ZnL4 were synthesized. All compounds were characterized by elemental analyses, FTIR, UV–Vis and NMR spectroscopies as well as ESI-MS spectrometry. The stability of the complexes was evaluated in DMSO and under physiological conditions (HEPES buffer (10 mM, pH 7.4) containing DMSO). The interaction between Schiff bases and their corresponding Zn(II) complexes with biological molecules, namely bovine serum albumin (BSA) was investigated using UV-Vis and fluorescence spectroscopies at 298 K. Fluorescence quenching of BSA upon interaction with the complexes was also analyzed at 298, 301, 305 and 310 K. Using the Stern-Volmer formalism, the binding constants indicated moderate to strong binding to albumin with values ranging from Kb = 0.63 to 7.81×104 M-1 for the first three complexes. These results reveal good binding propensity with the protein. Additionally, evaluation of thermodynamic parameters revealed that hydrophobic interactions are the main interactive forces involved in the zinc complexes binding to BSA. In vitro cytotoxic activity of the ligands and their complexes was evaluated on prostate carcinoma (LNCaP FGC), acute T-cell leukaemia (Jurkat E6-1), myeloma (MM.1S), and non-cancerous immortalized human HEK-293 cell lines. Strong cytotoxic activities of both ligands and complexes were observed against all three cancer cell lines. In the non-cancer cell line, the ligands exhibited lower IC50 values than their counterpart complexes. However, the metal complexes have solubility issues, making it difficult for their evaluation.Overall, the current ligand system shows high potential for cancer treatment due to the high selectivity towards the studied cancer cells. Os complexos de metais como a cisplatina e compostos de platina relacionados, amplamente utilizados para o tratamento de doentes com cancro, têm efeitos secundários graves e problemas de resistência adquirida, que limitam a sua utilização. Além disso, várias tipos de cancro não respondem aos tratamentos disponíveis e, por conseguinte, são necessárias soluções clínicas alternativas. Os fármacos à base de metais têm recebido muita atenção nos últimos anos devido às suas propriedades e benefícios em sistemas biomédicos, quer terapêuticos, quer e de diagnóstico. Uma compreensão mais ampla das propriedades anticancerígenas de complexos metálicos de transição como Ru, V, Cu, e Zn e as suas interacções nos meios biológicos é muito importante para garantir a sua eficácia e segurança. No trabalho actual, foram sintetizados quatro ligandos base de Schiff derivados da condensação de 8-hidroxi-2-quinolinocarbaldeído e benzohidrazidas (H2L1-H2L4), e os seus correspondentes complexos de zinco, ZnL1, ZnL2, ZnL3, e ZnL4. Todos os compostos foram caracterizados por análise elementar, espectroscopias de absorção no IV, UV-Vis e RMN, bem como espectrometria de massa (ESI-MS). A estabilidade dos complexos em solução foi avaliada em dimetilsulfóxido (DMSO) e sob condições fisiológicas (tampão HEPES (10 mM, pH 7,4) contendo DMSO). A interacção entre as bases de Schiff e os seus correspondentes complexos de Zn(II) com macromoléculas biológicas, nomeadamente albumina de soro bovino (BSA) foi investigada utilizando espectroscopias de UV-Vis e fluorescência a 298 K. A extinção da fluorescência da BSA após interacção com os complexos foi também analisada a 298, 301, 305 e 310 K. Usando o formalismo de Stern-Volmer, as constantes de ligação indicaram ligação moderada a forte à albumina com valores que variaram entre Kb = 0,63 a 7,81×104 M-1 para os três primeiros complexos. Estes resultados revelam uma boa propensão de ligação para com a proteína. Além disso, a avaliação dos parâmetros termodinâmicos revelou que as interacções hidrofóbicas são as principais forças de interacção entre os complexos de zinco e a BSA. A actividade citotóxica in vitro dos ligandos e seus complexos foi avaliada em células de carcinoma da próstata (LNCaP FGC), leucemia aguda das células T (Jurkat E6-1), mieloma (MM.1S), e uma linhas de células humanas não-cancerosas imortalizadas, HEK-293. Foram observadas elevadas fortes actividades citotóxicas de ambos os ligandos e complexos contra as três linhas de células cancerígenas. Na linha celular não-cancerígena, os ligandos apresentaram valores de IC50 inferiores aos dos seus complexos homólogos. No entanto, os complexos metálicos têm problemas de solubilidade, o que dificultou a sua avaliação. Em geral, o actual sistema de ligandos mostra um elevado potencial para o tratamento do cancro devido à elevada selectividade em relação às células cancerígenas estudadas. My sincere gratitude also goes to the European commission for the financial support from start to finish of this programme. My heartfelt appreciation goes to Professor Bjørn Grung, University of Bergen (UIB) -Norway and Erasmus Mundus Master in Quality in Analytical Laboratory (EMQAL) programme director for his love, care and support throughout the entire programme.

Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas, O própolis é uma mistura resinosa e balsâmica natural produzida por abelhas rica em flavonóides e compostos fenólicos, que são geralmente associados às atividades antioxidante, citotóxica e antimicrobiana. Mesmo sendo o própolis um produto reconhecido e bem estudado mundialmente, ainda há poucos estudos sobre o própolis português, sendo este um produto subvalorizado. O presente trabalho é uma extensão de trabalhos realizados anteriormente sobre o própolis português do apiário do Pereiro, Beira Alta. Nesses trabalhos foi observada uma diferença nos efeitos de extratos etanólicos de amostras colhidas em 2010 (P10.EE) e em 2013 (P13.EE) no modelo biológico Saccharomyces cerevisiae, sendo que P13.EE apresentava um efeito pouco citotóxico e um efeito antioxidante, enquanto P10.EE se apresentou bastante citotóxico e pouco antioxidante. Estas diferenças entre amostras do mesmo apiário levaram à questão de quais seriam os seus mecanismos de ação e o que os causaria. Os resultados anteriores sugeriram que o P10.EE induz um tipo de morte celular regulada, que poderia ser apoptótica ou necrótica, e, também, que este extrato causa danos no DNA. No presente estudo, no caso do P13.EE, os resultados de viabilidade e de análise da oxidação intracelular por citometria de fluxo com a estirpe parental BY4741 e mutantes deficientes na resposta ao stresse oxidativo demonstraram um efeito anti e pró oxidante dependente da concentração, possivelmente devido à presença de ester fenetil do ácido cafeico, pinobanksina e pinocembrina no extrato, apresentando atividade antioxidante em concentrações menores, que, por sua vez parece estar envolvida com a eliminação direta de radicais livres e a ativação das defesas antioxidantes celulares. Já no estudo de P10.EE, os resultados de ensaios distintos de microscopia de fluorescência com os marcadores 4’,6-diamino-2-fenil-indol e iodeto de propídio sugeriram que o extrato não causa morte celular por apoptose, mas sim por uma via necrótica. A análise do ciclo celular por citometria de fluxo indicou que o extrato causa uma paragem reversível nas fases G1/S do ciclo celular. Em suma, P13.EE e P10.EE exibem atividades antioxidante e citotóxica, respetivamente; porém, tais diferenças não estarão relacionadas com o seu teor fenólico, uma vez que os cromatogramas das análises cromatográficas de ultra eficiência de P10.EE e P13.EE não revelaram diferenças entre os dois extratos. Este estudo contribuiu para um maior conhecimento dos seus mecanismos de ação, para o crescimento do valor nacional deste produto português, e para a sua possível aplicação em diversas indústrias., Propolis is a natural resinous and balsamic mixture made by honeybees, rich in flavonoids and phenolics, which are generally associated with propolis’ antioxidant, cytotoxic and antimicrobial activities. Although propolis is generally recognized and well-studied worldwide, Portuguese propolis research is still scarce and this product is nationally undervalued. The present work is an extension to previous works on Portuguese propolis from the Pereiro apiary, located in Beira Alta. Ethanol extracts of Pereiro propolis samples harvested in 2010 (P10.EE) and 2013 (P13.EE) were found to have different effects on the biological model Saccharomyces cerevisiae, with P13.EE presenting a low cytotoxic effect and a promising antioxidant effect, while P10.EE exhibited high cytotoxicity and very low antioxidant effects. These intriguing differences in samples from the same apiary led to the question of what their mechanisms of action could be and what could be causing these differences. The previous studies were able to hint on the P10.EE mechanism of action, inferring that the extract induces a type of regulated cell death, that could either be apoptotic or necrotic, and that it also causes DNA damage. In the present work, regarding the study of the P13.EE, results from viability assays and flow cytometry intracellular oxidation analysis with the parent strain BY4741 and derived mutants with a deficient oxidative stress response suggested a dose-dependent anti and pro-oxidant effect, that could be related to the presence of compounds like caffeic acid phenethyl ester, pinobanksin and pinocembrin in the extract, presenting antioxidant activity at lower concentrations, which in turn appears to result from both direct radical scavenging and activation of the cellular antioxidant defenses. Regarding the study of P10.EE, results from separate fluorescent microscopy assays with 4’,6-diamidino-2-phenylindole and propidium iodide staining suggested that the extract is not inducing cell death through apoptosis but instead through a necrotic pathway. Cell cycle analysis through flow cytometry indicated that P10.EE causes a reversible arrest in the G1/S cell cycle phases. In conclusion, P13.EE and P10.EE exhibit promising antioxidant and cytotoxic activities, respectively, but these differences are probably not related to their phenolic content, since the chromatograms from the ultra-performance chromatographic analysis of both extracts did not reveal differences between the two. This study was able to successfully uncover parts of their intriguing mechanisms of action, contributing to the growth of Portuguese propolis national value and their possible applications in various industries.

As nanopartículas de óxido de ferro (IONPs) representam uma classe de nanomateriais magnéticos e biocompatíveis que têm sido amplamente utilizados em pesquisas e aplicações médicas, como estudos de hipertermia, como agentes de contraste para ressonância magnética, biossensores, entre outros. Entretanto, sua aplicação depende de fatores como, morfologia, tamanho e propriedade de superfície estejam ajustados. As IONPs podem ser obtidas por diferentes métodos de síntese, no entanto, a coprecipitação química representa uma rota de síntese mais simples, fácil e rápida, na qual soluções aquosas de precursores contendo íons ferro (Fe3+) e ferroso (Fe2+) são alcalinizadas sob controle de temperatura e pH. Este estudo propõe sintetizar nanopartículas de óxido de ferro pelo método de coprecipitação química e estabilizá-las com citrato de sódio (IONPs-CIT) e hidróxido de tetrametilamônio (IONPs-TMAOH). Além disso, caracterizar o diâmetro hidrodinâmico e o Potencial Zeta das amostras por espalhamento dinâmico da luz. A citotoxicidade das IONPs-CIT na linhagem celular MDA-MB-468 foi avaliada através da análise da atividade mitocondrial. Iron oxide nanoparticles (IONPs) represents a class of magnetic and biocompatible nanomaterials that have been widely used in research and medical applications, such as hyperthermia studies, as contrast agents for magnetic resonance imaging, biosensors, among others. However, their application depends on factors as surface properties, size, and morphology being appropriately balanced. IONPs can be obtained by different synthesis methods, however, chemical coprecipitation represents a simpler, easier and faster route, in which aqueous solutions of precursors containing iron (Fe3+) and ferrous (Fe2+) ions are alkalized under control of temperature and pH. This study proposes to synthesize iron oxide nanoparticles by the chemical coprecipitation method and to stabilize them with sodium citrate (IONPs-CIT) and tetramethylammonium hydroxide (IONPs-TMAOH). Furthermore, to characterize the hydrodynamic diameter and the Zeta Potential of the samples by Dynamic Light Scattering. The cytotoxicity of IONPs- CIT in the MDA-MB-468 cell line was evaluated through the analysis of mitochondrial activity. Las nanopartículas de óxido de hierro (IONPs) representan una clase de nanomateriales magnéticos y biocompatibles que han sido ampliamente utilizados en investigación y aplicaciones médicas, tales como estudios de hipertermia, agentes de contraste para resonancia magnética, biosensores, entre otros. Sin embargo, su aplicación depende de un balance apropiado en factores como la morfología, el tamaño y las propiedades superficiales. Los IONP se pueden obtener por diferentes métodos de síntesis, sin embargo, la coprecipitación química representa una ruta más simple, fácil y rápida, en la cual se alcalinizan soluciones acuosas de precursores que contienen iones de hierro (Fe3+) y ferroso (Fe2+) bajo control de la temperatura y el pH. Este estudio propone sintetizar nanopartículas de óxido de hierro por el método de coprecipitación química y estabilizarlas con citrato de sodio (IONPs-CIT) e hidróxido de tetrametilamonio (IONPs-TMAOH). Además, caracterizar el diámetro hidrodinámico y el Potencial Zeta de las síntesis de Dispersión Dinámica de Luz. La citotoxicidad de IONPs-CIT en la línea celular MDA-MB-468 se evaluó mediante el análisis de la actividad mitocondrial.

The aim of the present study was to evaluate the cytotoxic potential of a new complex of silver(I) with furosemide (Ag-FSE) over a panel of tumor and non-tumor human cells, as well as its genotoxicological safety. According to the results obtained, cell line derived from colorectal adenocarcinoma (Caco-2) was the most sensitive to the Ag-FSE complex, and among the non-tumor cells was the non-transforming fibroblasts known as GM07492A, which stimulated the characterization of cytotoxic properties against these cells. In addition to interfering with the cellular metabolic profile (evidenced by the resazurin method), Ag-FSE alters the integrity of cell membranes (results obtained by the Trypan blue assay) regardless of the cell line evaluated. However, interference with clonogenic capacity is dependent on the cell being tested; the cytotoxic activity evaluated by the clonogenic survival assay was evidenced against Caco-2 cells, but not against GM07492A cells. Furthermore, Ag-FSE did not induce an increase in the extent of DNA damage detectable by the comet assay, nor in the frequency of micronuclei compared to the negative control, demonstrating the absence of genotoxicity under the experimental conditions used. The data of the present study provide information on various biological aspects of the Ag-FSE complex and help in the generation of new drug candidates with potential to impact the health area, targeting cancer treatment. El objetivo del presente estudio fue evaluar el potencial citotóxico de un nuevo complejo de plata(I) con furosemida (Ag-FSE) en un panel de células tumorales y no tumorales humanas, así como su seguridad genotoxicológica. De acuerdo con los resultados obtenidos, la línea celular derivada del adenocarcinoma colorrectal (Caco-2) fue la más sensible al complejo Ag-FSE, y entre las células no tumorales se encontraban los fibroblastos no transformantes conocidos como GM07492A, lo que estimuló la caracterización. de las propiedades citotóxicas contra estas células. Además de interferir con el perfil metabólico celular (evidenciado por el método de resazurina), Ag-FSE altera la integridad de las membranas celulares (resultados obtenidos por el ensayo de azul de tripano) independientemente del linaje celular evaluado. Sin embargo, la interferencia con la capacidad clonogénica depende de la célula que se esté analizando; la actividad citotóxica evaluada por el ensayo de supervivencia clonogénica se evidenció frente a las células Caco-2, pero no frente a las células GM07492A. Además, Ag-FSE no indujo un aumento en la extensión del daño del ADN detectable por el ensayo Comet, ni en la frecuencia de micronúcleos en relación con el control negativo, lo que demuestra la ausencia de genotoxicidad en las condiciones experimentales utilizadas. Los datos del presente estudio brindan información sobre varios aspectos biológicos del complejo Ag-FSE y ayudan en la generación de nuevos candidatos a fármacos con potencial impacto en el área de la salud, con miras al tratamiento del cáncer. O objetivo do presente estudo foi avaliar o potencial citotóxico de um novo complexo de prata(I) com furosemida (Ag-FSE) sobre um painel de células humanas tumorais e não tumorais, bem como sua segurança genotoxicológica. De acordo com os resultados obtidos, a linhagem celular derivada do adenocarcinoma colorretal (Caco-2) foi a mais sensível ao complexo Ag-FSE, e dentre as células não tumorais foram fibroblastos não transformantes conhecidos como GM07492A, o que estimulou a caracterização das propriedades citotóxicas contra essas células. Além de interferir no perfil metabólico celular (evidenciado pelo método da resazurina), Ag-FSE altera a integridade das membranas celulares (resultados obtidos pelo ensaio do azul de Trypan) independentemente da linhagem celular avaliada. No entanto, a interferência na capacidade clonogênica depende da célula que está sendo testada; a atividade citotóxica avaliada pelo ensaio de sobrevivência clonogênica foi evidenciada contra células Caco-2, mas não contra células GM07492A. Além disso, Ag-FSE não induziu aumento na extensão do dano ao DNA detectável pelo ensaio Cometa, nem na frequência de micronúcleos em relação ao controle negativo, demonstrando ausência de genotoxicidade nas condições experimentais utilizadas. Os dados do presente estudo fornecem informações sobre diversos aspectos biológicos do complexo Ag-FSE e auxiliam na geração de novos candidatos a fármacos com potencial de impacto na área da saúde, visando o tratamento do câncer.

Copaiba oil extracted from the trunk of Copaifera langsdorffii Desf. and flaxseed oil extracted from the seeds of Linum usitatissimum L., are widely used for the prevention and treatment of many diseases, including cancer. The aim of this study was to assess the antimutagenic effect of these oils against the damage-inducing agent cyclophosphamide, in Rattus norvegicus treated in vivo, by gavage, using cytotoxicity and chromosomal alteration test. The animals were submitted to a single dose of copaiba oil and of flaxseed oil in the simultaneous treatment, pre-treatment and pos-treatment for 24 hours. None of these treatments presented cytotoxic effect. Treatments both oils and cyclophosphamide have significantly reduced the chromosomal damage caused by the clastogen. In groups treated with copaiba oil the reduction percentage was 77% for the simultaneous treatment, 83% for the pre-treatment and 75% for the pos-treatment, whereas in those treated with flaxseed oil was 94% for the pre-treatment and 96% for the simultaneous and pos-treatment. These results indicate that the both oils are not mutagenic, in contrast, they present antimutagenic activity against this clastogenic agent, which represents a protective effect on the cells against the drug that has damaged the genetic material. Aceite de copaiba extraído del tronco de Copaifera langsdorffii Desf. y el aceite de linaza extraído de las semillas de Linum usitatissimum L., son ampliamente utilizados para la prevención y tratamiento de diversas enfermedades, entre ellas el cáncer. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto antimutagénico de estos aceites contra el agente inductor de daño ciclofosfamida, en Rattus norvegicus tratados in vivo por sonda, mediante ensayos de citotoxicidad y alteración cromosómica. Los animales fueron sometidos a una dosis única de aceite de copaiba y aceite de linaza en el tratamiento simultáneo, pretratamiento y postratamiento durante 24 horas. Ninguno de estos tratamientos mostró un efecto citotóxico. Los tratamientos con aceites asociados a ciclofosfamida redujeron significativamente el daño cromosómico causado por el clastógeno. En los grupos tratados con aceite de copaiba, el porcentaje de reducción fue del 77% para el tratamiento simultáneo, del 83% para el pretratamiento y del 75% para el postratamiento, mientras que en los tratados con aceite de linaza fue del 94% para el pretratamiento y 96% para tratamiento simultáneo y post-tratamiento. Estos resultados indican que ambos aceites no son mutagénicos, por el contrario, tienen actividad antimutagénica frente a este agente clastogénico, lo que representa un efecto protector de las células frente al fármaco que dañó el material genético. O óleo de copaíba extraído do tronco de Copaifera langsdorffii Desf. e o óleo de linhaça extraído das sementes de Linum usitatissimum L., são amplamente utilizados para a prevenção e tratamento de diversas doenças, incluindo o câncer. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito antimutagênico desses óleos contra o agente indutor de danos ciclofosfamida, em Rattus norvegicus tratado in vivo, por gavagem, por meio dos ensaios de citotoxicidade e de alteração cromossômica. Os animais foram submetidos a uma única dose de óleo de copaíba e de óleo de linhaça no tratamento simultâneo, pré-tratamento e pós-tratamento por 24 horas. Nenhum desses tratamentos apresentou efeito citotóxico. Os tratamentos com óleos associados com a ciclofosfamida reduziram significativamente os danos cromossômicos causados pelo clastógeno. Nos grupos tratados com óleo de copaíba o percentual de redução foi de 77% para o tratamento simultâneo, 83% para o pré-tratamento e 75% para o pós-tratamento, enquanto nos tratados com óleo de linhaça foi de 94% para o pré-tratamento e 96 % para o tratamento simultâneo e pós-tratamento. Esses resultados sugerem que ambos os óleos não são mutagênicos, ao contrário, apresentam atividade antimutagênica contra este agente clastogênico, o que representa um efeito protetor sobre as células frente o fármaco que danificou o material genético.

Para a utilização da erva-mate (Ilex paraguariensis) como planta medicinal, é necessário determinar concentrações e formas de utilização seguras e eficazes. Modelos in vitro de triagem de citotoxicidade fornecem dados preliminares para selecionar doses seguras potencialmente benéficas. O objetivo deste estudo foi avaliar a citotoxicidade aguda de diferentes concentrações de um extrato hidroetanólico de folhas de erva-mate em dois modelos de células sanguíneas humanas. Para isso, eritrócitos e células mononucleares de sangue periférico de 10 indivíduos saudáveis foram incubadas com diferentes concentrações do extrato hidroetanólico de erva-mate por 150 minutos a 37°C. Após a incubação, foram realizados testes bioquímicos de detecção de citotoxicidade. A concentração de 1000µg/mL de extrato aumentou a hemólise, a fragilidade osmótica e a peroxidação lipídica em eritrócitos, mas não teve efeito citotóxico em células mononucleares. Estes dados sugerem que altas concentrações de extrato podem ser tóxicas para alguns tipos celulares e, por isso, concentrações seguras de utilização são essenciais para a recomendação da erva-mate como planta medicinal.

In this study, the toxic effects of melittin on Madin-Darby Bovine Kidney cells (MDBK) were analyzed with respect to mitochondrial functionality by reduction of MTT and flow cytometry, apoptosis potential, necrosis, oxygen reactive species (ROS) production, lipid peroxidation, and DNA fragmentation using flow cytometry and cell membrane destabilization by confocal microscopy. The toxicity presented dose-dependent characteristics and mitochondrial activity was inhibited by up to 78.24 ±3.59% (P

Dissertação de mestrado em Bioquímica Aplicada à Biomedicina, Desde sempre que o Homem usou a Natureza como fonte para o tratamento de diversas doenças. Atualmente, a procura de novas drogas que sejam muito próximas ao que é natural tem aumentado. Nos últimos anos, os óleos essenciais tornaram-se uma fonte importante de compostos bioativos. O eugenol, é um composto fenólico da classe dos fenilpropanoides que pode ser encontrado no óleo essencial de diversas plantas, como o cravinho-da-índia. O eugenol é um composto bioativo com relevância comercial nas indústrias alimentar e de cosmética e possui propriedades como ser antioxidante, anti-inflamatório, anti-tumoral, antimicrobiano e citotóxico. Atendendo todas as características do eugenol o objetivo deste projeto passou por estudar a atividade citotóxica de diversos derivados do eugenol. Quatorze derivados do eugenol, de duas classes β-amino álcoois e β-alcóxi álcoois foram previamente sintetizados e as suas propriedades citotóxicas e pró apoptóticas foram estudadas em duas linhas celulares AGS (cancro do estômago) e em A549 (cancro do pulmão), bem como a sua seletividade para linhas cancerígenas. Os resultados obtidos mostraram que alterações na estrutura do eugenol levaram ao melhoramento da sua atividade citotóxica e que alguns compostos, principalmente β-amino álcoois, possuem efeitos pró apoptóticos. Algumas relações estrutura/atividade foram inferidas e por isso, foi possível perceber que derivados com um anel benzeno ligado à cadeia de três carbonos têm melhor interação com as células A549, relevando que as interações entre as moléculas e as linhas celulares (AGS e A549) se processam de forma diferente. Atendendo a todas estas conclusões e com mais estudos direcionados à forma como as estas moléculas interagem com as células, no futuro podem ser sintetizados novas moléculas anti-tumorais mais potentes., Humanity has always relied on Nature as source for the treatment of various diseases. Currently, the demand for new drugs that are similar to natural compounds has increased. In recent years, essential oils have become an important source of bioactive compounds. Eugenol is a phenolic compound from the class of phenylpropanoids that can be found in numerous EOs from plants, such as clove oil. Eugenol has commercial relevance in the food and cosmetics industries, and also had shown biological properties such as anti-inflammatory, anti-oxidant, anti-tumorigenic, anti-microbial and cytotoxic activity. The interest in this molecule has been increasing also because of its structure, which is interesting for a starting molecule. Given all the characteristics of eugenol, the aim of this project was to study the cytotoxic activity of several eugenol derivatives. Fourteen eugenol derivatives, sorted as β-amino alcohols and β-alkoxy alcohols were previously synthesized and their cytotoxic and pro-apoptotic properties were studied in two cell lines AGS (gastric cancer) and A549 (lung cancer), as well as their selectivity for cancerous cells. Regarding the results it was possible to conclude that alteration on eugenol structure lead enhanced of cytotoxic activity and some compounds, mainly β-amino alcohols, have and pro-apoptotic effects. Certain structure/activity relationship were drawn and for that reason it was possible to understand that derivatives with benzene ring attached to the three-carbon chain interact better with A549 cells, revealing that molecules interact in a different way with the two types of cells (AGS and A549). Considering all these conclusions and with more studies about structure/relationship new molecules can be made resulting in improvements for new anticancer agents., Um agradecimento à Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) pelo financiamento fornecido no âmbito do Projeto FCT (PTDC / ASP-AGR / 30154/2017).

Flavoring additives are of great technological importance for the food industry. However, there is little information regarding the toxicological properties of these micro-ingredients, especially at the cellular level. The present study used meristematic root cells of Allium cepa L. to evaluate the toxicity of a liquid, aroma and flavor synthetic chocolate additive, manufactured and widely marketed throughout Brazil and exported to other countries in South America. The flavoring concentrations evaluated were 100.00; 50.00; 25.00; 1.00; 0.50 and 0.25 µL/L, where the highest concentration established was one-hundred times lower than that commercially suggested for use. The concentration 100 µL/L substantially reduced cell division of meristems within 24- and 48-hours exposure. Concentrations from 100.00 to 0.50 µL/L resulted in a significant number of prophases to the detriment of the other phases of cell division, indicating an aneugenic activity, and induced a significant number of cellular changes, with emphasis on micronuclei, nuclear buds and chromosomal breaks. Under the established analysis conditions, with the exception of concentration 0.25 µL/L, the flavoring of chocolate caused cytotoxicity, genotoxicity and mutagenicity to root meristems. Resumo Os aditivos aromatizantes têm grande importância tecnológica para a indústria de alimentos. Contudo, poucas são as informações quanto as propriedades toxicológicas desses microingredientes, especialmente, em nível celular. No presente estudo avaliou-se, sobre as células meristemáticas de raízes de Allium cepa L., a toxicidade de um aditivo sintético líquido de aroma e sabor de chocolate, fabricado e amplamente comercializado em todo Brasil, e exportado para outros países da América do Sul. As concentrações de aromatizante avaliadas foram 100,00; 50,00; 25,00; 1,00; 0,50 e 0,25 µL/L, onde a maior concentração estabelecida foi cem vezes menor que a sugerida comercialmente para uso. Com base na interpretação dos resultados, a concentração 100 µL/L reduziu substancialmente a divisão celular dos meristemas nas 24 e 48 horas de exposição. As concentrações 100,00 a 0,50 µL/L demonstraram número significativo de prófases em detrimento as outras fases da divisão celular, indicando ação aneugênica, e induziram número significativo de alterações celulares, com ênfase a micronúcleos, broto nucleares e quebras cromossômicas. Nas condições de análises estabelecidas, com exceção a concentração 0,25 µL/L, o aromatizante de chocolate causou citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade aos meristemas radiculares.

Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossitemas, Nanotechnology combined with medicine provide new approaches to target drugs and mitigate the side effects of current cancer treatments. Plasmon magnetoliposomes are promising nanosystems for dual hyperthermia (magneto-photothermal) and local chemotherapy. The combination of magnetic and gold nanoparticles in a single nanosystem (multifunctional liposomes) enables greater efficiency, allowing reaching deep tumors and using hyperthermia as a therapeutic approach. In addition, it allows targeted and controlled release of encapsulated drugs. Lactoferrin (Lf) is a milk-derived protein that exhibits a powerful anticancer activity against several types of cancer. Since this molecule is susceptible to degradation in the gastrointestinal tract and since its properties depend on its tertiary structure, which is compromised during digestion, the encapsulation of Lf provides an added value to potentiate its effects. In this work, aqueous magnetoliposomes (AMLs) containing manganese ferrite nanoparticles (MnFe2O4) and Lf in the inner volume and gold nanoparticles functionalized with 11-mercaptoundecanoic acid (MUA) or octadecanethiol (ODT) inserted in the membrane, were synthesized. The AMLs were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS) and Electrophoretic Light Scattering (ELS); encapsulation of the nanoparticles in the AMLS was proved, as well as their fusion ability with model membranes. Fluorescence anisotropy measurements were used to study the effect of gold nanoparticles on membrane fluidity. Lf encapsulation efficiency, Lf release profile from magnetoliposomes, as well as photothermal capacity of the gold nanoparticles were also determined. Finally, biological studies were performed using the yeast Saccharomyces cerevisiae, which is considered a model organism to study the anticancer effect of Lf as several chances triggered by Lf in cancer cells are also observed in yeast cells. The cytotoxicity and the mechanism of entry of AMLs, with and without Lf, into yeast cells was assessed by counting of colony forming units and fluorescence microscopy, respectively. The results obtained demonstrate that AMLs are successfully internalized by yeast cells, and their potential application for Lf transport in cancer therapy, since only AMLs with Lf have a cytotoxic effect., A nanotecnologia, aliada à medicina, apresenta novas abordagens para direcionar os fármacos e mitigar os efeitos secundários dos tratamentos atuais contra o cancro. Os magnetolipossomas plasmónicos são nanossistemas promissores para hipertermia dual (magneto-fototérmica) e quimioterapia local. A combinação de nanopartículas magnéticas e de ouro num nanossistema (lipossomas multifuncionais) possibilita maior eficiência, permitindo atingir tumores profundos e utilizar a hipertermia como abordagem terapêutica. Além disso, permite o direcionamento e libertação controlada de fármacos encapsulados. A lactoferrina (Lf) é uma proteína derivada do leite, com forte atividade anticancerígena contra diversos tipos de cancros. Uma vez que as propriedades da Lf dependem da sua estrutura terciária, a qual é comprometida durante a digestão, o seu encapsulamento constitui uma mais-valia para potencializar o seu efeito quando administrada oralmente. Neste trabalho, sintetizaram-se magnetolipossomas aquosos (AMLs) contendo no seu interior nanopartículas de ferrite de manganês (MnFe2O4) e Lf e ainda nanopartículas de ouro funcionalizadas com ácido 11-mercaptoundecanóico (MUA) ou octadecaneotiol (ODT) localizadas na membrana. As propriedades estruturais, magnéticas e óticas das nanopartículas foram investigadas. Os AMLs foram caracterizados por Difusão Dinâmica de Luz (DLS) e Difusão Eletroforética da Luz (ELS), tendo-se provado o encapsulamento das nanopartículas nos AMLs e a capacidade de fusão com membranas modelo. Medidas de anisotropia de fluorescência permitiram avaliar o efeito das nanopartículas de ouro na fluidez da membrana. Foi ainda avaliada a eficiência de encapsulamento da Lf, o perfil de libertação da Lf dos magnetolipossomas e a capacidade fototérmica das nanopartículas de ouro. Por fim, estudos biológicos foram realizados utilizando células de levedura Saccharomyces cerevisiae, que são considerados organismos modelo, uma vez que diversas alterações desencadeadas pela Lf em células cancerígenas também são observadas em células de levedura. A citotoxicidade dos AMLs, com e sem Lf, bem como o mecanismo de entrada foram avaliados através da contagem de unidades formadoras de colónias e microscopia de fluorescência, respetivamente. Os resultados obtidos comprovam a internalização dos AMLs e demonstram sua potencial aplicação para transporte de Lf na terapia do cancro, uma vez que apenas os AMLs com Lf encapsulada apresentaram efeito tóxico.

Halophytes are salt-tolerant plants, enriched in metabolic compounds with several industrial applications. Batis maritima is a halophyte with occurrence in tropical and subtropical zones and the present work aimed to investigate B. maritima leaves extract for biotechnology and bioprospecting approaches. The present study evaluated the phytochemical profile, the role of acetylcholinesterase, and protective activities from B. maritima. The phytochemical screening highlighted the presence of phenolic compounds, anthracenes, and saponins. The metal content analysis revealed sodium (Na) as the most abundant salt (1 g/kg), followed by Al (0.35 g/kg), and several other elements in lower concentrations. Further, DPPH and TAC methodologies showed an significant antioxidant activity (IC50 5.17 ± 0.05 μg/mL and 0.45 ± 0.08 mg.AAEm, respectively). A metal chelating activity was also observed, with IC50 25.76 ± 0.3 μg/mL. Additionally, B. maritima aqueous extract disclosed an anticholinesterase inhibitory effect in a dose-dependent manner (IC50 = 0.0023 mg/mL). Haemolysis assay did not reveal any toxic effects. On the other hand, the cytotoxicity assay, using murine fibroblasts cells (NIH-3T3), showed a decrease in cell viability at high concentrations. Los halófitos son plantas tolerantes a la sal, enriquecidas en compuestos metabólicos con varias aplicaciones industriales. Batis maritima es un halófito con presencia en zonas tropicales y subtropicales y el presente trabajo tuvo como objetivo investigar el extracto de hojas de B. maritima para enfoques de biotecnología y bioprospección. El presente estudio evaluó el perfil fitoquímico, el papel frente a la acetilcolinesterasa y las actividades protectoras de B. maritima. El cribado fitoquímico destacó la presencia de compuestos fenólicos, antracenos y saponinas. El análisis del contenido de metales reveló que el sodio (Na) es la sal más abundante (1 g/kg), seguida del Al (0,35 g/kg) y varios otros elementos en menor concentración. Además, las metodologías DPPH y TAC mostraron una actividad antioxidante significativa (IC50 5.17 ± 0.05 μg/mL y 0.45 ± 0.08 mg.AAEm, respectivamente). También se observó una actividad quelante de metales, con IC50 = 25,760 ± 0,3 μg / mL. Además, el extracto acuoso de B. maritima reveló un efecto anticolinesterasa de una manera dependiente de la dosis (IC50 = 0,0023 mg / ml). El ensayo de hemólisis no reveló ningún efecto tóxico. Por otro lado, el ensayo de citotoxicidad, utilizando células de fibroblastos murinos (NIH-3T3), mostró una disminución de la viabilidad celular. Halófitas são plantas tolerantes a salinidade, ricas em metabolitos com aplicação em diversas indústrias. Batis maritima é uma halófita com ocorrência em zonas tropicais e subtropicais, o presente trabalho objetivou investigar o extrato das folhas de B. maritima em uma abordagem de bioprospecção e biotecnológica. O presente estudo avaliou o perfil fitoquímico, o potencial efeito sobre a enzima acetilcolinesterase, além de propriedades protetivas de B. maritima. A análise fitoquímica evidenciou a presença de compostos fenólicos, antracenos e saponinas. O conteúdo de metal revelou o Sódio (Na) como o sal mais abundante (1g/Kg), seguido pelo alumínio (Al;0,35 g/Kg), e diversos outros elementos em concentrações menores. As metodologias de DPPH e Capacidade Antioxidante Total indicou efeito antioxidante significativo (IC50 5,17 ± 0,05 μg/mL e 0,45 ± 0,08 mg.AAEm, respectivamente). A atividade quelante de metal também foi observada, com um IC50­ de 25,76 ± 0,3 μg/mL. Além disso, o extrato aquoso de B. maritima apresentou efeito inibitório sobre a acetilcolinesterase de forma dose-dependente com IC50 de 0,0023 mg/mL. O ensaio de hemólise não revelou efeitos tóxicos, por outro lado, o ensaio de citotoxicidade, utilizando células da linhagem NIH-3T3, evidenciou uma diminuição da viabilidade celular em concentrações elevadas do extrato.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Cancer is one of the most dreaded diseases of the 20th century, and its prevalence and incidence are increasing in the 21st century. The situation is so serious that one in four people can develop cancer in their lifetime. Several components influence tumor growth, indicating multiple pathways for developing new chemotherapeutic compounds with different modes of action. The enzyme cathepsin B, for example, is related to the formation of new blood vessels that will support the tumor and tumor progression. This enzyme is overexpressed in many types of cancer, including prostate, lung, and breast cancer. In this sense, the search for compounds capable of inhibiting the action of this enzyme is extremely desirable. Palladium (II) complexes may be a promising alternative for obtaining molecules with strong cytotoxicity and the capacity to block the activity of Cathepsin B. Once they can effectively bind to the active site of the target enzyme. Hence, a thiosemicarbazone ligand and triphenylphosphine are incorporated into the molecular framework, generating compounds of the type [Pd(TSC)XPPh3] [(X = Cl-; SCN-; DMSO), PPh3 = Triphenylphosphine, TSC = 1-methyl- 3-phenylprop-2-en-1-ylidene hydrazine carbothioamide). After complete characterization of the complexes by different techniques, cytotoxicity assays were performed against three cell lines [PNT2 (non-tumor prostate cells), A2780 Cis (ovarian tumor lines), and MRC5 (non-tumor lung cells)]. The results indicate high cytotoxicity of all complexes, surpassing the value of the standard drug cisplatin by up to 1400 times. However, a preference between tumor and non-tumor cells was not noticeable. Furthermore, spectrophotometric DNA titration assays were carried out to investigate any interaction between them. The results showed weak or no interaction. Therefore, DNA was ruled out as a possible cytotoxic target. Nevertheless, from the topoisomerase inhibition assay, it was possible to observe the ability to prevent DNA relaxation caused by the topoisomerase I beta enzyme, indicating that this may be one of the pharmacological targets of these complexes. Additionally, the compounds were shown to irreversibly inhibit the action of cathepsin B at concentrations lower than 100 uM. Therefore, it is concluded that this type of compound can present interesting structural characteristics to provide metallic compounds that inhibit cancer progression. O câncer é uma das doenças mais temidas do século XX, e sua prevalência e incidência estão aumentando no século XXI. A situação é tão grave que uma em cada quatro pessoas pode desenvolver câncer durante a vida. Existem vários componentes que influenciam o crescimento do tumor, indicando múltiplas vias para o desenvolvimento de novos compostos quimioterápicos com diferentes modos de ação. A enzima catepsina B, por exemplo, está relacionada a formação de novos vasos sanguíneos que nutrirão o tumor e a progressão tumoral. Esta enzima é superexpressa em vários tipos de câncer, incluindo câncer de próstata, pulmão e mama. Nesse sentido, a busca por compostos capazes te inibirem a ação desta enzima é extremamente desejável. Os complexos de Paládio (II) podem ser uma alternativa promissora para a obtenção de moléculas com forte citotoxicidade e capacidade de bloquear a atividade da Catepsina B, uma vez que podem se ligar de forma efetiva ao sítio ativo da enzima alvo. Para tal, incorpora-se ao arcabouço molecular um ligante tiossemicarbazona e a trifenilfosfina, gerando compostos do tipo [Pd(TSC)XPPh3] [(X = Cl-; SCN-; DMSO), PPh3 = Trifenilfosfina, TSC = 1- metil-3-fenilprop-2-en-1-ilideno hidrazina carbotioamida). Após a completa caracterização dos complexos por diferentes técnicas, ensaios de citotoxicidade foram realizados frente a três linhagens celulares [PNT2 (células não tumorais da próstata), A2780 Cis (linhagens tumorais de ovário) e MRC5 (células pulmonares não tumorais)], os resultados indicam uma elevada citotoxicidade dos complexos, superando o valor do fármaco padrão cisplatina em até 1400 vezes, no entanto, não foi perceptível uma preferência entre células tumorais e não tumorais. Além disso, ensaios de titulação espectrofotométrica com o DNA foram realizados para investigar se existe alguma interação entre eles. Os resultados mostraram uma fraca ou nenhuma interação entre eles, portanto, o DNA foi descartado como um possível alvo citotóxico. No entanto, a partir dos dados de ensaio de inibição das enzimas topoisomerases, foi possível observar a capacidade de impedir o relaxamento do DNA causado pela enzima topoisomerase I beta, indicando que este pode ser um dos alvos farmacológicos destes complexos. Adicionalmente, os compostos mostraram serem capazes de inibir de forma irreversível a ação da catepsina B em concentrações menores que 100 uM. Diante disso, conclui-se que este tipo de composto pode apresentar características estruturais interessantes para fornecer compostos metálicos que inibem a progressão do câncer. CAPES: Código de Financiamento 001