Departamento de Ciências Farmacêuticas
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Browsing Departamento de Ciências Farmacêuticas by advisor "Balcão, Victor M."
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- Avaliação dos efeitos toxicológicos decorrentes do consumo humano de lagostim vermelho da Louisiana (Procambarus clarkii)Publication . Lages, Nuno Fernando Aroso Costa; Nunes, Bruno; Balcão, Victor M.O presente trabalho trata o consumo humano de crustáceos, e as consequências toxicológicas que decorrem da utilização destes recursos alimentares quando contaminados. Deu-se particular importância à análise do consumo do designado lagostim vermelho da Louisiana (Procambarus clarkii), uma espécie invasora não indígena que nos últimos anos assumiu um inusitado destaque no âmbito ambiental e gastronómico do nosso País. Realizou-se uma revisão relativa aos dados disponíveis na bibliografia sobre a sua distribuição, a sua biologia, as características intrínsecas que o tornam numa praga ambiental, os seus hábitos alimentares e comportamentos. Paralelamente, fez-se um estudo aprofundado dos padrões documentados da sua captura, processamento e transformação em alimento para consumo humano. Atenção especial foi dedicada à contaminação da qual o P. clarkii é alvo, nomeadamente em resultado dos seus hábitos de vida, e que resulta directamente de actividades antropogénicas. Foi realizado um levantamento dos dados existentes sobre perfis de contaminantes nos locais habituados pelo lagostim, os seus efeitos biológicos a vários níveis, e o seu potencial para serem ingeridos conjuntamente com o lagostim vermelho. Seguidamente, fez-se uma análise dos dados toxicológicos publicados sobre os resíduos passíveis de serem encontrados nos tecidos edíveis do lagostim vermelho da Louisiana, e que poderão constituir uma perturbação da saúde dos consumidores. Procurou-se assim estabelecer uma relação de causalidade entre a presença de resíduos de substâncias tóxicas no alimento e o surgimento de efeitos adversos ao nível dos consumidores humanos. Em seguida, fez-se uma revisão da metodologia laboratorial que pode ser utilizada como medida de monitorização da contaminação do crustáceo, e como factor de prevenção do consumo de organismos contaminados por humanos. Foram abordadas metodologias analíticas clássicas e novas abordagens de análise ambiental, que visam garantir o acesso a um grande número de dados toxicológicos, sempre na tentativa de as recomendar em planos de salvaguarda da saúde pública. Pretendeu-se compilar alternativas válidas de análise e controlo de qualidade de um alimento, para que o consumo de organismos aquáticos não esteja revestida de qualquer grau de perigosidade considerável para a espécie humana. Estas mesmas medidas aqui preconizadas foram também incluídas no presente trabalho como medidas de avaliação do dano ecológico colocado pela presença de resíduos químicos de origem humana nos tecidos do crustáceo, no sentido de avaliar o estado geral do ecossistema onde este é capturado.
- Considerações sobre o papel da química bioinorgânica na saúdePublication . Paixão, João Carlos Rodrigues; Moutinho, Carla; Balcão, Victor M.Uma das características dos metais que os torna tão importantes como componentes dos seres vivos é o facto de serem solúveis nos fluidos biológicos, o que promove a sua interação com as moléculas biológicas, explicando, assim, a razão pela qual muitos dos processos vitais exigirem a presença de iões metálicos. Respiração, fixação de azoto, contração muscular e muitas reações metabólicas, designadamente de desenvolvimento, crescimento, transdução de sinal e proteção face a agentes mutagénicos, são alguns exemplos desses processos. Deste modo, a utilização de metais como forma de tratamento é de extrema utilidade e, por isso, ao longo das últimas décadas, a Química Bioinorgânica tem sido responsável por grandes contribuições para a saúde humana e Ciência Médica. A caracterização das principais atividades dos metais para uso terapêutico e a sua importância são temas pertinentes nos dias de hoje, uma vez que a incorporação de metais em moléculas orgânicas está em crescimento exponencial, sendo de grande interesse conhecer o papel dos iões metálicos nas patogenias, as interações metal-fármaco e os metais presentes em fármacos. Estes metalofármacos podem ser usados, entre outros exemplos, como antineoplásicos, antibacterianos, antiartríticos ou antidepressivos. Os metais, apesar de serem farmacologicamente muito úteis, podem exibir, também, elevados níveis de toxicidade quando se encontram em excesso no organismo. A toxicidade pode ser responsável por doenças graves e, em casos extremos, a morte. A quelatoterapia é um método utilizado para a remoção de metais presentes no organismo, sendo há muito tempo utilizado em intoxicações por metais. One of the characteristics that make metals such important components of the living beings is the fact that they are soluble in biological fluids, which promotes their interaction with biological molecules, therefore explaining why many of the vital processes demand the presence of metal ions. Breathing, nitrogen fixation, muscular contraction and many metabolic reactions including development, growth, signalling transduction and protection against mutagenic agents, are some of the examples of these processes. Thus, the use of metals as a form of treatment is extremely useful and therefore, for the past decades, Bioinorganic Chemistry has been responsible for major contributions to the Human Health and Medical Science. The characterization of the main activities of metals for therapeutic use and their importance are pertinent topics today, because the incorporation of metals in organic molecules is in exponential growth, being extremely essential to understand the role of metal ions in pathogenesis, the metal-drug interactions and the metals that are present in drugs. These metallodrugs can be used, among other examples, as antineoplastic, antibacterial, antiarrhythmic or antidepressants. Metals, although pharmacologically very useful, can also exhibit high levels of toxicity when in excess in the organism. Toxicity may be responsible for severe illnesses and, in extreme cases, death. Chelation therapy is used to remove metals present in the organism, a method that has been used for a long time in metal intoxications.
- Desenvolvimento de um sistema terapêutico com bacteriófagos para administração por via inalatória, com recurso a nanoencapsulação, como modelo para tratamento de pneumonia bacterianaPublication . Azevedo, André Filipe Oliveira Mendes de; Balcão, Victor M.; Matos, CarlaA emergência de estirpes bacterianas resistentes aos antibióticos e a fraca penetração dos antibióticos em biofilmes bacterianos põe em ênfase a necessidade de alternativas seguras e eficazes para o tratamento antimicrobiano. A aplicação de bacteriófagos (ou fagos) estritamente líticos tem sido proposta como uma alternativa (ou complemento) aos antibióticos convencionais, permitindo a libertação dos predadores naturais das bactérias directamente no local de infecção. Provavelmente, a maior vantagem de terapias à base de fagos reside no facto dos fagos se replicarem directamente no local de infecção, tornando-se profusamente disponíveis onde são mais necessários. Quando comparados aos antibióticos, os fagos apresentam diversas vantagens relevantes: (i) concentrações permanentemente elevadas no local de infecção, aumentando na presença de bactérias (viáveis), sendo apenas eliminados após erradicação; (ii) compatibilidade total com os antibióticos; (iii) específicos contra bactérias alvo; (iv) maior penetração em biofilmes bacterianos, através da indução para produção de enzimas que hidrolizam a matriz polimérica dos biofilmes; e (v) enquanto as bactéria podem desenvolver resistência aos fagos, o isolamento e a produção em larga escala de novos fagos é bastante mais simples e económico do que desenvolver novos antibióticos. Emulsões água em óleo em água (A/O/A) são exemplos de emulsões em que pequenas gotas de água se encontram dispersas em partículas maiores de óleo que por sua vez se encontram dispersas num fase aquosa continua. Devido à sua estrutura interna compartimentalizada, estas emulsões apresentam vantagens para encapsulação em relação a emulsões simples O/A, como a capacidade para transportar moléculas tanto polar como não polar, e permitem um melhor controlo na libertação de moléculas terapêuticas. Neste trabalho de pesquisa, foi investigado o potencial do encapsulamento de um fago (phi-PVP-SE1) de espectro alargado capaz de infectar Salmonella e E. coli. A caracterização fisico-quimica da formulção encapsuladora dos fagos incluiu a determinação do tamanho de partícula, distribuição de partícula e carga das partículas através da análise do Potêncial Zeta, morfologia de superfície via SEM, eficiência de encapsulação e análise térmica via DSC. A actividade antimicrobiana das nanoemulsões produzidas foi também testada in vitro. The emergence of antibiotic-resistant bacterial strains and the week penetration of antibiotics in bacterial biofilms put an emphasis in the need for safe and effective alternatives for antimicrobial treatments. The application of strictly lytic bacteriophages (or phages) has been proposed as an alternative (or complement) to conventional antibiotics, allowing release of the natural predators of bacteria directly to the site of infection. Probably, the major advantage of phage-based therapy lies in the fact that phages replicate directly in the site of infection, becoming profusely available where they are most needed. When compared to antibiotics, phages present many relevant advantages: (i) permanently high concentrations at the infection site, increasing in the presence of (viable) bacterial host, with elimination occurring only after eradication of the later; (ii) total compatibility with antibiotics; (iii) specificity against target-bacteria; (iv) higher penetration in bacterial biofilms, by inducing production of enzymes that hydrolyze biofilm polymeric matrix; and (v) while bacteria can develop resistance to phages, isolation and large-scale production of new lytic phages is much simpler and economical than developing a new antibiotic. Water-in-oil-in-water (W/O/W) emulsions are examples of emulsions, in which dispersions of small water droplets within larger oil particles are themselves dispersed in a continuous aqueous phase. Due to their compartimentalized internal structure, this emulsions present advantages over simple O/W emulsions for encapsulation, such as the ability to carry both polar and non-polar molecules, and a better control over releasing of therapeutic molecules. In the present research work, the potential of encapsulating a broad lytic spectrum phage (phi-PVP-SE1) able to infect enteric Salmonella and E. coli has been investigated. Physicochemical characterization of the optimized phage-encasing particle formulations encompassed determination of particle size, size distribution and particle charge, via Zeta potential analysis, surface morphology via SEM, encapsulation efficiency, and thermal analysis via DSC. The antimicrobial activity of the emulsions produced was also assessed in vitro.
- Desenvolvimento de uma formulação líquida à base de lactoferrina encapsulada em nanoemulsões múltiplas com propriedades antimicrobianas para aplicações em higiene oralPublication . Costa, Carla Isabel Dias da; Balcão, Victor M.; Matos, CarlaA lactoferrina, proteína originalmente isolada a partir do leite, desde cedo captou o interesse de muitos investigadores, dada a grande variedade de potenciais (e reais) aplicações que apresenta. Trata-se de uma glicoproteína monomérica com peso molecular aproximado de 80 kDa, constituída por 703 resíduos de aminoácidos, com capacidade para se ligar ao ferro. Aparentemente, é a subfracção do soro de leite mais documentada relativamente aos seus efeitos anti-virais, anti-microbianos, anti-cancerígenos e imuno-moduladores/estimuladores. Pertence à família das proteínas transferrinas e permite controlar os níveis de ferro nos fluidos biológicos corporais, uma vez que sequestra e solubiliza iões férricos. No presente trabalho de investigação cientifica, pretendeu-se encapsular a lactoferrina (a partir de um extracto comercial purificado) em nanovesículas lipídicas, assegurando-se a estabilização estrutural e funcional da sua estrutura tridimensional. Para tal, recorreu-se ao método das emulsões múltiplas, formulando-se e optimizando-se uma emulsão água-em-óleo-em-água. Durante todo o período de armazenamento da nanoemulsão optimizada, a lactoferrina encapsulada não se deteriorou, o que comprova a eficácia do processo de encapsulação. As nanovesículas lipídicas preparadas nas condições ideais foram empregues com sucesso em ensaios antimicrobianos laboratoriais.
- Estabilização estrutural e funcional de bacteriófagos e biopolímeros, para aplicação em sistemas de detecção bacteriana: estudo de caso com o bacteriófago DSM JG004, específico para pseudomonas aeruginosa DSM 19880=Publication . Moreira, Ana Rita Carneiro Torres; Balcão, Victor M.; Moutinho, CarlaActualmente, as infecções associadas aos cuidados de saúde (IACS), ou nosocomiais, encontram-se muito difundidas e constituem importantes causas de morbilidade e mortalidade. Esta crescente problemática de saúde pública tem ainda um elevado impacto económico, tendo vindo a sofrer uma pressão continuada com o aumento da concentração de pessoas, envelhecimento populacional, maior frequência de alterações da imunidade e prevalência de doenças crónicas. Acresce-se o recurso a procedimentos de diagnóstico e terapêutica mais invasivos e o aparecimento de microrganismos progressivamente mais resistentes aos antibióticos químicos convencionais. Um dos microrganismos mais representativos desta situação é a bactéria Pseudomonas aeruginosa, à qual se encontram associadas a nível nacional aproximadamente 13% de todas as IACS. Esta bactéria tem evoluído ao longo dos anos, tendo-se tornado gradualmente mais resistente às opções antibioterapêuticas disponíveis e sendo considerada uma das seis bactérias mais perigosas a nível das infecções nosocomiais. O rastreio frequente dos reservatórios comuns associados a esta bactéria, assim como o rápido e direccionado diagnóstico deste microrganismo, constituem medidas de elevada importância epidemiológica para a prevenção e controlo das infecções a ela associadas. A elevada especificidade dos bacteriófagos para com uma determinada espécie bacteriana, associada ao seu curto ciclo de vida, fazem com que estes sejam úteis não só no tratamento (e erradicação) mas também na detecção desses mesmos microrganismos. Este trabalho de conclusão de ciclo de estudos teve como principal objectivo a estabilização estrutural e funcional do bacteriófago DSM JG004 numa matriz biopolimérica, com acção lítica específica sobre a estirpe bacteriana Pseudomonas aeruginosa DSM 19880, visando uma potencial aplicação futura ao nível de sistemas de detecção bacteriana em ambiente hospitalar. Foram desenvolvidas duas matrizes biopoliméricas (hidrogéis), nomeadamente à base de agar e de alginato de cálcio, incorporando no seu desenvolvimento uma suspensão do referido bacteriófago. A exposição posterior dos hidrogéis a um inóculo bacteriano de P. aeruginosa demonstrou a presença de fago viável, comprovada pela ocorrência de zonas de lise no tapete microbiano. As condições experimentais de gelificação/polimerização das matrizes biopoliméricas revelaram-se inócuas e não interferiram nem com a actividade do fago, nem com a da bactéria, tendo-se alcançado com sucesso a estabilização estrutural e funcional do fago. Ambas as matrizes encontram potencial aplicação tanto na detecção de uma ampla variedade de microrganismos responsáveis por infecções bacterianas, adaptando-se o bacteriófago estabilizado, como em sistemas de libertação controlada de fagos na terapêutica de infecções superficiais, alterando-se adicionalmente a espessura dessas mesmas matrizes. Today, infections associated with health care services (IACS), or nosocomial, are widespread and are major causes of morbidity and mortality. This growing public health problem also has a high economic impact, and has been under continuous pressure by several factors, viz. the increasing concentration of people, generalized aging of the population, more frequent changes in immunity and prevalence of chronic diseases, use of more invasive diagnostic and therapeutic procedures, and progressive emergence of microorganisms resistant to conventional chemical antibiotics. One of the most representative microorganisms in this scenario is the bacterium Pseudomonas aeruginosa, which alone is responsible for ca. 13% of all IACSs within the Portuguese territory. This bacterium has evolved over the years and has become progressively more resistant to the antibiotherapeutical options available, being considered one of the six most dangerous bacteria at the level of nosocomial infections. Screening of the common reservoirs often associated with this bacterium, as well as its rapid and specific diagnosis, constitute measures of high epidemiological importance for the prevention and control of infections associated therewith. The high specificity of bacteriophages to a particular bacterial species, associated with its short life cycle, makes them not only useful in the treatment (and eradication) but also in the detection of those microorganisms. This final work of conclusion of cycle of studies had as main objective the structural and functional stabilization of the bacteriophage DSM JG004 in a biopolymeric matrix, with specific lytic action against the bacterial strain Pseudomonas aeruginosa DSM 19880, aiming at a potential future application at the level of bacterial detection systems in hospital environments. Two biopolymeric matrices (hydrogels) have been developed, namely base agar and sodium alginate, incorporating in its development a suspension of said bacteriophage. Further exposure of hydrogels to a bacterial inoculum (bacterial lawn) of P. aeruginosa showed the presence of viable phage, as evidenced by the occurrence of zones of lysis in the microbial lawn. The experimental conditions of gelation / polymerization in the development of the biopolymeric matrices proved to be innocuous and did not interfere neither with the activity of the phage or the bacteria, thus allowing the successful attainment of structural and functional stabilization of the phage. Both polymeric matrices have a strong potential for application either in the detection of a wide variety of microorganisms responsible for bacterial infections, adapting only the bacteriophage to be stabilized, or in systems for the controlled release of phage in the phage therapy of superficial infections, further altering the thickness of those matrices.