ADRIANA KUCHINSKI CAVALCANTE

ADRIANA KUCHINSKI CAVALCANTE

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Desenvolvimento de nanopartículas de ouro (AuNPs) para teranóstica
2021 - RODRIGUES, ADRIANA de S.; LUGAO, ADEMAR B.; BATISTA, JORGE G. dos S.; KUCHINSKI, ADRIANA; FREITAS, LUCAS F. de; CRUZ, CASSIA P.C. da
Comparison between gold nanoparticles synthesized by radiolysis and by EGCG-driven gold reduction
2020 - FREITAS, LUCAS F. de; CRUZ, CASSIA P.C. da; CAVALCANTE, ADRIANA K.; BATISTA, JORGE G. dos S.; VARCA, GUSTAVO H.C.; MATHOR, MONICA B.; LUGAO, ADEMAR B.
Radiolytic synthesis and phytochemical-driven gold reduction for the generation of nanoparticles are successful examples of Green Chemistry applied for nanomaterials. The present work compares these two green approaches focusing on hydrodynamic size, stability over time, optical properties and toxicity in NIH 3T3 (ATCC® CRL- 1658™) cells and Danio rerio (Zebra Fish). The radiolytic synthesis was performed by mixing 1 mM NaAuCl4; polyvinyl pyrrolidone 0.5%, AgNO3 6×10−5 M, propan-2-ol 0.2 M and acetone 0.06 M, followed by irradiation at 15 kGy (5 kGy h−1, 60Co source). The EGCG-functionalized nanoparticles were synthesized by mixing 1.6 mM of Au with 0.8 mM of EGCG in phosphate buffer (10 mM) for 2 h. Both methods yield the formation of gold nanoparticles featuring plasmon resonance bands at 520–530 nm, polydispersity above 0.3 was relevant only for the radiolytic protocol. Regarding stability over time, after 30 days, the nanoparticles synthesized radiolytically presented no relevant size changes, while some aggregation was observed for the EGCG-particles. The same nanoparticles demonstrated a lack of stability in high ionic strength medium. Slight toxicity was observed for the EGCG-nanoparticles in Danio rerio, with an IC50 calculated as 40.49%, while no IC50 was established within the concentration range of radiolysis-AuNPs used in this study. In conclusion, both green methods generated nanoparticles with good control of size and optical properties, especially via reduction by EGCG. However, the stability and toxicity results were found to be more promising for the radiolytically synthesized gold nanoparticles.
Radiolytic synthesis of non-toxic, size-homogeneous gold nanoparticles
2018 - FREITAS, L.F. de; CAVALCANTE, A.K.; LUGAO, A.B.
Radiolytic synthesis of nanoparticles is one of the successful examples of Green Chemistry (the use of non-toxic chemicals, environmentally benign solvents and renewable materials during the chemical processes), in which the reducing agents responsible for the particle nucleation are no other than the reactive species generated by the radiolysis of the solvent itself (i.e. water, acetone or alcohols). This study consists on the radiolytic synthesis and characterization of gold nanoparticles, as well as the assessment of their toxicity levels to Zebrafish embryos (Danio rerio), as an indication of a possible environmental effect. The nanoparticles were synthesized by mixing: NaAuCl4 2 x 10-3 M; polyvinylpyrrolidone 100 kDa 0.5% (as size stabilizer); propan-2-ol 0.2 M and acetone 0.06 M (for the generation of propyl radicals); and AgNO3 6 x 10-5 M (another size stabilizer), followed by 10 kGy of gamma radiation (5 kGy h-1) [1]. The particles were characterized by their absorption spectra in the UV and visible, and the dynamic light scattering (DLS) technique was used to assess their hydrodynamic size. Finally, the impact on the development of Zebrafish embryos was investigated for different dilutions of the nanoparticles suspension, according to the OECD protocol nº 236 (Guideline on Fish Embryo Acute Toxicity Test – FET), as a means of assessing the environmental impact of the nanomaterial. An acute (96 hours of exposition to gold nanoparticles) and a chronic (168 hours of exposition) assay were performed. The particles were successfully synthesized in a multipurpose gamma irradiator, with an absorption peak at 532 nm and a narrow size distribution (around 80 nm). There was no evident toxicity for the fish in any tested concentration, leading to the conclusion that this green method of nanoparticle synthesis generates a potentially environment-safe material, with good control of size and optical properties.
Nanopartículas de ouro com potencial teranóstico de câncer sintetizadas por meio de nanotecnologia verde
2018 - BATISTA, J.G.S.; LUGAO, A.B.; ROGERO, S.; CAVALCANTE, A.K.; MAZIERO, J.S.
Grupos de pesquisa ao redor do mundo voltaram a atenção para as nanopartículas de ouro pelo fato destas atenderem as necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas na orientação e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biosensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos e como teranóstico. São capazes de gerar imagens e aniquilar células cancerosas, simultaneamente. Assim, as nanopartículas de ouro são consideradas promissoras no desenvolvimento de novos compostos com potencial aplicação na medicina oncológica, no tratamento de inflamações crônicas, infecções, doenças degenerativas e autoimunes. No entanto, apesar das formas nanométricas de ouro apresentarem menor toxicidade comparada aos muitos outros nanomateriais, a toxidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor modificações moleculares, como a funcionalização de superfície, que promova a melhora da farmacocinética desses compostos, diminua a toxicidade e possibilite o direcionamento a alvos específicos. Esse estudo visa o desenvolvimento de uma nova nanopartícula de ouro (AuNP), utilizando albumina humana (ASH) e epigalocatequinagalato (EGCG), na tentativa de diminuir a captação hepática e melhorar a biodisponibilidade dessas nanopartículas. A metodologia de síntese foi adaptada e estabelecida. A sua reprodutibilidade foi avaliada com base nos ensaios de caracterização físico-química, que foram realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis e fluorescência, espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH e concentração de cloreto de sódio (NaCl). As nanopartículas não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro, nas concentrações testadas e se mostraram estáveis na faixa de pH entre 5 e 9, e também em concentrações de NaCL até 3%.
Avaliação da toxicidade in vivo das Nanopartículas de Ouro reduzidas e estabilizadas com o fitoquímico Resveratrol
2018 - CAVALCANTE, A.K.; BATISTA, J.G.S.; BARROS, J.A.G.; ORMENIO, M.B.; DAMASCENO, K.C.; ROGERO, S.O.; ROGERO, J.R.; LUGAO, A.B.
As nanopartículas de ouro (AuNPs) com diferentes tamanhos e formas têm sido amplamente estudadas e utilizadas em diversas áreas, como por exemplo, em aplicações biomédicas. Dentre tais aplicações, encontramos a liberação de agentes antitumorais. A síntese de AuNPs geralmente envolve agentes de redução que apresentam problemas relacionados à toxicidade. A fim de resolver esta questão, metabólitos presentes em diversos extratos de plantas tem sido explorados para a preparação de diferentes nanopartículas. Os métodos que utilizam os fitoquímicos para redução de íons metálicos fornecem uma abordagem verde a nanotecnologia, conhecida como “green nanotechnology”. O fitoquímico resveratrol, um composto fenólico com potencial redutor, encontrado em 72 espécies de plantas, como uva, amora e amendoim, foi usado neste trabalho como agente redutor na preparação de AuNPs. O resveratrol além de ser um antioxidante, também é conhecido como fármaco antitumoral/anticâncer. Foi descrito na literatura, que a conjugação de Reveratrol com AuNPs aumenta em 65% a efetividade em testes realizados in vitro, utilizando células de câncer de pulmão humano, quando comparado ao resveratrol administrado isoladamente. Este trabalho teve como objetivo verificar o nível de toxicidade das nanopartículas de ouro, reduzidas e estabilizadas com resveratrol (RESV-AuNPs) em embriões de Zebrafish (Danio rerio), de acordo com o protocolo da OECD nº 236 (Fish Embryo Acute Toxicity Test- FET). Os embriões foram expostos as RESV-AuNPs por um período de 96 e 168 horas. O Zebrafish apresenta-se como um modelo in vivo alternativo, rápido, de alto rendimento, facilmente acessível e que possui uma boa correlação com modelos in vitro. As RESV-AuNPs demonstraram toxicidade nos dois períodos de exposição, sendo a letalidade dos organismos inferior a 10% em todas as concentrações utilizadas. O trabalho forneceu uma contribuição sobre a toxicidade de AuNPs sintetizadas e estabilizadas com o agente redutor resveratrol, utilizando como modelo animal embriões de Zebrafish.
Radiolytic synthesis of non-toxic, size-homogeneous gold nanoparticles
2018 - FREITAS, L.F.; KUCHINSKI, A.C.; LUGAO, A.B.
Radiolytic synthesis of nanoparticles is one of the successful examples of Green Chemistry (the use of non-toxic chemicals, environmentally benign solvents and renewable materials during the chemical processes), in which the reducing agents responsible for the particle nucleation are no other than the reactive species generated by the radiolysis of the solvent itself (i.e. water, acetone or alcohols). This study consists on the radiolytic synthesis and characterization of gold nanoparticles, as well as the assessment of their toxicity levels to Zebrafish embryos (Danio rerio), as an indication of a possible environmental effect. The nanoparticles were synthesized by mixing: NaAuCl4 2 x 10-3 M; polyvinylpyrrolidone 100 kDa 0.5% (as size stabilizer); propan-2-ol 0.2 M and acetone 0.06 M (for the generation of propyl radicals); and AgNO3 6 x 10-5 M (another size stabilizer), followed by 10 kGy of gamma radiation (5 kGy h-1) [1]. The particles were characterized by their absorption spectra in the UV and visible, and the dynamic light scattering (DLS) technique was used to assess their hydrodynamic size. Finally, the impact on the development of Zebrafish embryos was investigated for different dilutions of the nanoparticles suspension, according to the OECD protocol nº 236 (Guideline on Fish Embryo Acute Toxicity Test – FET), as a means of assessing the environmental impact of the nanomaterial. An acute (96 hours of exposition to gold nanoparticles) and a chronic (168 hours of exposition) assay were performed. The particles were successfully synthesized in a nuclear reactor, with an absorption peak at 532 nm and a narrow size distribution (around 25 nm). There was no evident toxicity for the fish in any tested concentration, leading to the conclusion that this green method of nanoparticle synthesis generates a potentially environment-safe material, with good control of size and optical properties.