JORGE GABRIEL DOS SANTOS BATISTA

JORGE GABRIEL DOS SANTOS BATISTA

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Nanopartículas de ouro para terapia e diagnóstico de câncer utilizando nanotecnologia verde
2020 - BATISTA, JORGE G. dos S.
As nanopartículas de ouro (AuNPs) vem sendo amplamente estudadas por atenderem às necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas no direcionamento e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos, atuar como radiossensibilizadores e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biossensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos, terapia e diagnóstico do câncer. 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 toxicidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor um método para funcionalizar a superfície das nanopartículas, e assim modular sua farmacocinética e farmacodinâmica, além de atender aos requisitos de toxicidade para aprovação e aplicação de um nanobiomaterial. O objetivo desse estudo foi desenvolver um método de síntese de nanopartículas de ouro (AuNPs) com potencial aplicação como um nanobiomaterial na teranóstica (terapia e diagnóstico) do câncer. Para tanto, foi utilizado o conceito de nanotecnologia verde, em que compostos fitoquímicos com potencial redutor foram utilizados no preparo das AuNPs. Também foi estabelecido um método de funcionalização de AuNPs por recobrimento com albumina do soro bovino e humano utilizando radiação ionizante. A importância do recobrimento com albumina está relacionada a afinidade dessa proteína com os receptores glicoproteicos GP60, que são encontrados em diversas células tumorais, além de contribuir potencialmente com a cinética das nanopartículas de ouro. A caracterização físico-química das AuNPs e a reprodutibilidade do método foi avaliada com base nos ensaios de caracterização realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis/Fluorescência, espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES) e eletroforese em gel (SDS-PAGE). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH, concentração de NaCl, PBS, solução contendo aminoácidos e meio de cultura celular DMEM sem e com suplementação de soro fetal bovino. As linhagens celulares utilizadas foram câncer de próstata humano (PC3), adenocarcinoma de mama humano (MDA-MB 231) e células de tecido pulmonar de hamster chinês macho (V79-4). Nas concentrações testadas as AuNPs não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro e MTT. Para a avaliação preliminar da nanotoxicidade foi realizado o estudo in vivo utilizando o peixe zebra. Nos estudos de internalização in vitro das nanopartículas utilizando as linhagens tumorais MDA-MB 231 e PC3 foi possível verificar qualitativamente a internalização das AuNPs. Os ensaios de radiomarcação das EGCG-AuNPs e EGCG-AuNPs-ASHɣ precisam ser otimizados quanto à estabilidade e pureza radioquímica. A nanotecnologia verde provou ser uma ferramenta valiosa na síntese de nanopartículas de ouro em relação à toxicidade, não exigindo etapas de eliminação de solventes e substâncias potencialmente tóxicas.
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
Species-specific in vitro and in vivo evaluation of toxicity of silver nanoparticles stabilized with gum arabic protein
2020 - MAZIERO, JOANA S.; THIPE, VELAPHI C.; ROGERO, SIZUE O.; CAVALCANTE, ADRIANA K.; DAMASCENO, KELME C.; ORMENIO, MATHEUS B.; MARTINI, GISELA A.; BATISTA, JORGE G.S.; VIVEIROS, WILLIAM; KATTI, KAVITA K.; KARIKACHERY, ALICE R.; MOHANDOSS, DARSHAKUMAR D.; DHURVAS, RASHMI D.; NAPPINNAI, MOHANAVELU; ROGERO, JOSE R.; LUGAO, ADEMAR B.; KATTI, KATTESH V.
Introduction: We report, herein, in vitro, and in vivo toxicity evaluation of silver nanoparticles stabilized with gum arabic protein (AgNP-GP) in Daphnia similis, Danio rerio embryos and in Sprague Dawley rats. Purpose: The objective of this investigation was to evaluate in vitro and in vivo toxicity of silver nanoparticles stabilized with gum arabic protein (AgNP-GP), in multispecies due to the recognition that toxicity evaluations beyond a single species reflect the environmental realism. In the present study, AgNP-GP was synthesized through the reduction of silver salt using the tri-alanine-phosphine peptide (commonly referred to as “Katti Peptide”) and stabilized using gum arabic protein. Methods: In vitro cytotoxicity tests were performed according to ISO 10993– 5 protocols to assess cytotoxicity index (IC50) values. Acute ecotoxicity (EC50) studies were performed using Daphnia similis, according to the ABNT NBR 15088 protocols. In vivo toxicity also included evaluation of acute embryotoxicity using Danio rerio (zebrafish) embryos following the OECD No. 236 guidelines. We also used Sprague Dawley rats to assess the toxicity of AgNP-GP in doses from 2.5 to 10.0 mg kg− 1 body weight. Results: AgNP-GP nanoparticles were characterized through UV (405 nm), core size (20± 5 nm through TEM), hydrodynamic size (70– 80 nm), Zeta (ζ) potential (- 26 mV) using DLS and Powder X ray diffraction (PXRD) and EDS. PXRD showed pattern consistent with the Ag (1 1 1) peak. EC50 in Daphnia similis was 4.40 (3.59– 5.40) μg L− 1. In the zebrafish species, LC50 was 177 μg L− 1. Oral administration of AgNP-GP in Sprague Dawley rats for a period of 28 days revealed no adverse effects in doses of up to 10.0 mg kg− 1 b.w. in both male and female animals. Conclusion: The non-toxicity of AgNP-GP in rats offers a myriad of applications of AgNP-GP in health and hygiene for use as antibiotics, antimicrobial and antifungal agents.
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 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.
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.
Desenvolvimento de matrizes poliméricas biodegradáveis à base de quitosana e possíveis blendas como sistemas de liberação controlada de fármacos
2015 - BATISTA, JORGE G. dos S.
De acordo com o conceito de sistemas de liberação controlada, o presente estudo foi baseado na utilização de polímeros hidrofílicos biocompatíveis, formadores de hidrogéis, para o desenvolvimento de matrizes na forma de filmes finos. Os polímeros utilizados para a formação das matrizes foram a quitosana proveniente das cascas de camarão, o amido de milho modificado e a poli(N-vinil-2-pirrolidona) - PVP. As matrizes foram reticuladas utilizando glutaraldeído. O fármaco escolhido para testar a capacidade de liberação dos dispositivos foi o anti-inflamatório não esteroidal (AINE) diclofenaco sódico. Para obtenção das matrizes com propriedades adequadas para essa finalidade, foram testadas misturas de quitosana-amido e quitosana-PVP. Após a triagem qualitativa, os dispositivos foram avaliados quanto à citotoxidade, intumescimento máximo, fração gel, parâmetros cinéticos associados à absorção de vapor de água e à capacidade de liberação de diclofenaco sódico in vitro. As formulações de quitosana-PVP foram as que apresentaram melhores propriedades para a aplicação proposta nesse estudo, se destacando a formulação A3, com alto percentual de liberação, boas propriedades de manuseio, poucos componentes na formulação diminuindo o potencial alergênico e aprovação no teste de citotoxicidade em células de camundongo (NCTC) pelo método de incorporação do vermelho neutro.