JORGE GABRIEL DOS SANTOS BATISTA

JORGE GABRIEL DOS SANTOS BATISTA

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Nanotecnologia verde
2019 - BATISTA, J.G.S.; LUGAO, A.B.; DA CRUZ, C.C.; DE FREITAS, L.F.; SANTOS, L.O.; RODRIGUES, A.S.
O câncer está entre as doenças com maior índice de mortalidade, com mais de 100 tipos diferentes ocorrendo devido a mutações no material genético das células. É a terceira principal causa de morte em todo o mundo após doenças cardiovasculares e infecciosas. Além disso, percebe-se cada vez mais que muitas das doenças se devem ao “estresse oxidativo” que resulta de um desequilíbrio entre a formação e a neutralização de espécies oxidantes. O estresse oxidativo é iniciado pelos radicais livres, que buscam estabilidade através do pareamento de elétrons com macromoléculas biológicas, como proteínas, lipídios e DNA, em células humanas saudáveis e causam danos às proteínas e ao DNA, juntamente com a peroxidação lipídica. Essas mudanças contribuem para o câncer, aterosclerose, doenças cardiovasculares, envelhecimento e doenças inflamatórias. Todas as células são expostas ao estresse oxidativo e, portanto, a oxidação e os radicais livres desempenham um papel importante no desenvolvimento do câncer e na carcinogênese.Portanto, ainda estão sendo feitos esforços para procurar substâncias eficazes que ocorrem naturalmente e que possam impedir, desacelerar ou reverter o desenvolvimento do câncer. Plantas medicinais têm um lugar especial na gestão do câncer. Diversos estudos de pesquisa sobre o câncer foram realizados utilizando plantas medicinais tradicionais, em um esforço para descobrir novos agentes terapêuticos que não possuem efeitos secundários associados aos presentes agentes quimioterápicos. Estudos utilizando extrato de Annona muricata L., popularmente conhecida como araticum, demonstraram potencial ação anti-inflamatória e anticâncer, devido suas propriedades antioxidante e imunológica. O objetivo do presente trabalho foi sintetizar nanopartículas de ouro utilizando o extrato seco de Annona muricata L. e verificar suas propriedades físico-químicas, como tamanho, formato e estabilidade. E assim unir as propriedades do araticum com as das nanopartículas de ouro que possuem aplicações na terapia e diagnóstico de câncer. Os resultados obtidos, demonstram que é possível sintetizar nanopartículas de ouro com potencial aplicação na medicina utilizando o extrato de araticum. A caracterização foi realizada por meio das técnicas de espectrofotometria UV-Vis, espalhamento de luz dinâmico (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM). O estudo de estabilidade in vitro foi realizado misturando-se a solução de nanopartículas de ouro com NaCl, histidina, cisteína, BSA, pH 5, 7 e 9. As nanopartículas apresentaram tamanho médio de 15 nm por TEM e tamanho hidrodinâmico médio de 30 nm por DLS. No teste de estabilidade in vitro, as nanopartículas de ouro sintetizadas com o extrato seco de araticum apresentaram estabilidade em todos os meios testados por até 14 dias, não havendo diminuição na absorbância no comprimento de 525 nm, que é característico do dipolo gerado pela ressonância plasmônica de superfície em nanopartículas de ouro.
Avaliação da toxicidade de nanopartículas de prata estabilizadas com goma arábica
2019 - MAZIERO, J.S.; ROGERO, S.O.; DAMASCENO, K.C.; ORMENIO, M.B.; CAVALCANTE, A.K.; MARTINI, G.A.; BATISTA, J.G.S.; KATTI, K.V.; LUGAO, A.B.; ROGERO, J.R.
As nanopartículas de prata (NPAg), devido a seus diversos atributos (formato variado, elevada área superficial e alto poder bactericida), vem sendo amplamente utilizadas em diversos setores da indústria. Esta utilização abrangente, tem provocado grande preocupação, quanto aos impactos e riscos potenciais que as NPAg podem causar ao meio ambiente e à saúde humana. Este trabalho teve como objetivo verificar a toxicidade de uma amostra de NPAg estabilizada com Goma Arábica e reduzida com Tri-Alanina, utilizando ensaios in vitro e in vivo. O teste in vitro de citotoxicidade, foi realizado seguindo a norma ISO 10993 - 5, em células da linhagem NCTC-L929; os ensaios in vivo de ecotoxicidade aguda, de acordo com a norma brasileira ABNT NBR 12713, utilizando como organismo teste a Daphnia similis; e embriotoxicidade aguda de acordo com o protocolo da OECD 236, utilizando como organismo teste o Danio rerio. Os resultados obtidos foram: IC50 de 2,61 mg L-1, CE50 de 6,55 μg L-1 e CL50 de 673 μg L-1. Os organismos aquáticos apresentaram maior sensibilidade às NPAg do que as células em cultura, elevando a importância de se realizar mais estudos em várias espécies de interesse biológico. Além disso, mostra-se necessário verificar o descarte apropriado dessas nanopartículas, visto que no Brasil ainda não há legislações que quantifiquem os limites permissíveis para esse descarte.
Avaliação da toxicidade in vitro e in vivo das nanopartículas de ouro reduzidas e estabilizadas com mangiferina e resveratrol
2019 - CAVALCANTE, A.K.; BATISTA, J.G.S.; MAZIERO, J.S.; ROGERO, S.; ROGERO, J.R.; VIVEIROS, W.; KATTI, K.; LUGAO, A.B.; ALAVARSE, R.D.
As nanopartículas de ouro (AuNPs) com diferentes tamanhos e formas têm sido amplamente estudadas em todo o mundo. A síntese de AuNPs geralmente envolve agentes de redução e solventes 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. Pesquisadores mostraram que alguns fitoquímicos, como a mangiferina (MGF) e resveratrol (RESV), além de reduzirem e estabilizarem as AuNPs, são capazes de funcionalizá-las. O aumento na produção e utilização das nanopartículas tem provocado grande preocupação quanto aos impactos e riscos potenciais que estas podem causar ao meio ambiente e à saúde humana. Desta forma, o estudo teve como objetivo avaliar o nível de toxicidade das AuNPs, reduzidas e estabilizadas com MGF e RESV in vitro e in vivo, comparando-as com o método clássico de síntese de AuNPs, descrito por Turkvich, no qual o citrato de sódio é o agente redutor e estabilizante (CITR-AuNPs). Foi realizado o ensaio de citotoxicidade de acordo com a International Standard Organization (ISO 10993-5, 2009) e o ensaio de toxicidade aguda em embriões de Zebrafish (FET TEST), de acordo com o protocolo da OECD nº 236. Zebrafish é um importante modelo animal utilizado nas áreas de biologia do desenvolvimento, genética e biomedicina e é utilizado em ensaios ecotoxicológicos. Como o zebrafish apresenta 70% de similaridade genética com humanos, assim como similaridades fisiológicas e anatômicas, este modelo pode ser usado para prever efeitos de toxicidade em humanos. Além de alta taxa reprodutiva e rápido desenvolvimento embrionário, a espécie apresenta grande sensibilidade quando exposta a produtos químicos, sendo capaz de absorver rapidamente os compostos que são diretamente adicionados à água e acumulá-los em vários tecidos. O organismo é de fácil obtenção, gerenciamento e de baixo custo. Tanto as nanopartículas reduzidas e estabilizadas com MGF e RESV, quanto os redutores, não apresentaram citotoxicidade, porém as CITR-AuNPs apresentaram IC50 de 180 μg.mL-1. Em relação ao FET TEST, a taxa de letalidade dos organismos expostos a MGF e MGF-AuNPs, ambas na concentração de 350 μg.mL-1, foi de 12% e 5% respectivamente. Já a taxa de letalidade dos organismos expostos ao RESV na concentração de 165 μg.mL-1, foi de 17.5%. A CL50 obtida das RESV-AuNPs foi de 14.55 μg.mL-1, nas concentrações de 82.5 e 165 μg.mL- 1, observou-se atraso estatísticamente significativo da eclosão dos organismos, no período de 72 horas pós fecundação. A taxa de letalidade dos organismos expostos ao citrato de sódio e CITR-AuNPs, ambas na concentração de 250 μg.mL-1, foi de 3.75% e 16.25% respectivamente. Não foram encontrados valores de CL50 nas concentrações testadas das nanopartículas, exceto RESV-AuNPS. Nanopartículas com maiores concentrações do que as testadas não apresentam estabilidade, tendendo a aglomeração e precipitação.
Protein crosslinking onto gold nanoparticles by gamma radiation
2017 - VARCA, GUSTAVO H.C.; BARROS, JANAINA A.G.; BATISTA, JORGE G.S.; SASOUNIAN, RAFAELA; SILVA, GUSTAVO T.M.; ZAMARION, VITOR M.; KATTI, KATTESH V.; LUGAO, ADEMAR B.
The use of gold nanoparticles for diagnosis and treatment of cancer has received great attention over the last decade. Particularly, the possibility to use them for theranostics has increased the interest in the medical and scientific community. Weak technological aspects are related to the low biological affinity and non-specific toxicity. The use of albumin is of highlighted interest as albumin has been associated to inorganic particles to overcome biopharmaceutical challenges, including site-specific delivery and other biopharmaceutical advantages. The current work addresses the use of radiation and its effects over the crosslinking of bovine serum albumin onto gold nanoparticles. The idea of crosslinking the albumin onto gold surface aims to improve the stability of the protein layer onto gold nanoparticles in biological systems. Gold nanoparticles were synthesized by green technology using resveratrol and albumin capping was performed by physiosorption followed by irradiation at doses of 2.5, 5, 7.5, 10 and 15 kGy using 60Co as a radioactive source. Nanoparticle properties were assessed by dynamic light scattering, UV/Vis spectrophotometry and transmission electron microscopy. Protein crosslinking was monitored by fluorescence studies and stability of the nanoparticles was evaluated by zeta potential and titration with sodium chloride. The results evidenced the formation of a protein layer onto gold nanoparticles and revealed a protein crosslinking by means of bityrosine as a function of irradiation dose. Stability was considerably improved by the presence of the protein layer and the crosslinked protein layer.
Evaluation of the toxicity of gold nanoparticles produced by green nanotechnology in Zebrafish (Danio rerio)
2018 - CAVALCANTE, A.K.; BATISTA, J.G.S.; MAZIERO, J.S.; DAMASCENO, K.C.; ORMENIO, M.B.; CAVALCANTE, B.K.; ROGERO, S.O.; ROGERO, J.R.; LUGAO, A.B.
Gold nanoparticles (AuNPs) of different sizes and shapes have been extensively studied by researchers and laboratories around the world. Several studies have demonstrated the applicability of gold nanoparticles in the treatment and diagnosis of cancer, in the treatment of chronic inflammation, infections, degenerative diseases and autoimmune diseases [1]. The synthesis of AuNPs generally involves reducing agents which present problems related to toxicity. In order to address this issue, metabolites present in various plant extracts have been exploited for the preparation of different nanoparticles. The methods that use phytochemicals to reduce metal ions provide a green approach to nanotechnology, known as green nanotechnology [2]. Researchers have shown that some phytochemicals, such as mangiferin (MGF) and epigallocatechin-gallate (EGCG), in addition to reducing and stabilizing the gold nanoparticles, are able to functionalize them. These molecules have chemical groups that allow binding to overexpressed receptors on some types of tumor cells [3]. The objective of this study was to evaluate the level of toxicity of the gold nanoparticles, reduced and stabilized with epigallocatechin-gallate (EGCG-AuNPs) in Zebrafish embryos (Danio rerio), as an indication of a possible environmental effect. To assess the developmental impact of embryos, organisms were exposed to different dilutions of the EGCG-AuNPs suspension for a 96-hour period according to OECD Protocol 236 (Fish Embryo Acute Toxicity Test-FET). Zebrafish is an established vertebrate model for the study of development, disease and is being increasingly used for both pre-clinical studies and toxicological applications due to a range of favorable traits [4]. EGCG-AuNPs demonstrated toxicity, with organ lethality being less than 33% at all concentrations used. The work provided a contribution on the toxicity of AuNPs synthesized and stabilized with the epigallocatechin-gallate reducing agent and using Zebrafish embryos as an animal.
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.
Comparative study of the cytotoxicity of gold nanoparticles produced by green nanotechnology and by conventional methods
2018 - BATISTA, J.G.S.; ROGERO, S.O.; LUGAO, A.B.
Researchers and laboratories around the world have studied gold nanoparticles (AuNPs). In medicine, several studies demonstrate the applicability of gold nanoparticles in the treatment and diagnosis of cancer. Green nanotechnology uses phytochemical agents to synthesize and stabilize nanoparticles. Researchers have shown that some reducing phytochemicals such as mangiferin (MGF) and epigallocatechin-gallate (EGCG), in addition to reducing and stabilizing the gold nanoparticles, are able to functionalize them. These molecules have chemical groups that allow binding to overexpressed receptors on some types of tumor cells. Developed by the International Organization for Standardization (ISO-International Organization for Standardization), the set of known standards such as ISO 10993 addresses the safety of medical devices through the identification of diverse types of biocompatibility. The objective of this work was to compare the cytotoxicity of the AuNPs obtained through green nanotechnology and compare with data found in the literature of AuNPs synthetized by conventional methods such as Turkevich. The cytotoxicity assay was carried out by exposing the cell culture to the solutions of AuNPs in culture medium MEM (1:1) at 37 °C. The NCTC clone 929 cell line was acquired from Adolfo Lutz Institute cell bank. The cytotoxicity effect was evaluated by neutral red uptake (NRU) methodology according to the International Organization for Standardization (ISO). The results showed that the AuNPs obtained by green nanotechnology presented lower toxicity than those obtained by the Turkevich method using the same concentration of NaAuCl4 in the AuNPs synthesis. It is necessary to consider that the particles differ in size and hydrodynamic volume according to the data obtained in the physical chemical characterization of the AuNPs obtained by both methods.
An overview of the synthesis of gold nanoparticles using radiation technologies
2018 - FREITAS, LUCAS F. de; VARCA, GUSTAVO H.C.; BATISTA, JORGE G. dos S.; LUGAO, ADEMAR B.
At a nano-level, optical properties of gold are unique and gave birth to an emerging platform of nanogold-based systems for diverse applications, because gold nanoparticle properties are tunable as a function of size and shape. Within the available techniques for the synthesis of gold nanoparticles, the radiolytic synthesis allows proper control of the nucleation process without the need for reducing agents, in a single step, combined or not with simultaneous sterilization. This review details and summarizes the use of radiation technologies for the synthesis and preparation of gold nanoparticles concerning fundamental aspects, mechanism, current pathways for synthesis and radiation sources, as well as briefly outlines final applications and some toxicity aspects related to nanogold-based systems.
In vitro and in vivo toxicity evaluation of resveratrol assisted gold nanoparticles
2017 - BARROS, JANAINA A.G.; MAZIERO, JOANA S.; MAMEDE, FERNANDA C.S.; CAVALCANTE, ADRIANA K.; ROGERO, SIZUE O.; BATISTA, JORGE G.S.; VARCA, GUSTAVO H.C.; ROGERO, JOSE R.; LUGAO, ADEMAR B.
Gold nanoparticles (AuNP) are being investigated for diagnostic and therapeutic nanomedicines considering their low toxicity and stability against oxidation, among other features. The increasing production and use of AuNP can result in release of them into aquatic environment and the impacts on the aquatic organisms are not clear and the safety of AuNPs are still under investigation. This work aimed analyze the toxicity of resveratrol assisted AuNP synthesized in buffer phosphate pH 7.0 with approximately 47 nm in DLS and 15 nm in TEM analysis and gold ionic solution (Au+3). Cytotoxicity by neutral red uptake method and acute ecotoxicological assay on Daphnia similis were used. AuNP presented no cytotoxicity up to 246 mg L-1 while Au+3 showed IC50=7.95 mg L-1. AuNP CE50 was 113.15 mg L-1 and for Au+3 0.05 mg L-1. More studies can be conducted for the determination of safety ionic Au+3 and AuNP concentrations in aquatic environment.