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Deciphering novel targets for antifungal drugs: ionic liquids as triggers of alternative pathways for cell wall integrity in filamentous fungi
No full textTese de mestrado, Microbiologia Aplicada, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015Os fungos são microorganismos eucarióticos, ubíquos. São capazes de crescer sob a forma de filamentos tubulares denominados hifas, podendo também assumir-se como seres unicelulares, denominando-se leveduras. Alguns podem alternar entre o crescimento micelial ou leveduriforme, denominando-se fungos dimórficos. Sendo heterotróficos, os fungos excretam enzimas extracelulares que degradam compostos complexos de forma a absorver os nutrientes necessários. São também importantes agentes infecciosos. As infecções causadas pelos fungos (i.e. micoses) são ora superficiais (afectam pele, unhas, cabelo ou mucosas) ou sistémicas (afectam camadas internas da pele, ou outros órgãos). As infecções do tipo sistémico são extremamente graves, especialmente para indivíduos que sofrem de desregulação imunitária (ex. pacientes de VIH/SIDA ou sujeitos a quimioterapia), apresentando taxas de mortalidade de ca. 50% mesmo quando existe um diagnóstico precoce. Largamente negligenciadas no passado, estas infecções são hoje em dia consideradas um problema de saúde pública global. Este problema torna-se ainda mais crítico, já que quer o número de estirpes infecciosas, a maioria resistente aos antifúngicos existentes, e de pacientes imunocomprometidos aumenta gradualmente. Para além disso, existem poucas terapias disponíveis: (1) polienos (aumentam a permeabilidade da membrana celular através da ligação ao ergosterol); (2) azóis (inibem a síntese do ergosterol); e (3) equinocandinas (inibem a síntese de glucanos β-1,3). Atualmente estas infecções matam, por ano, mais de 1.5 milhões de pessoas. O ritmo de desenvolvimento de novos antifúngicos é insuficiente já que os últimos entraram no uso clínico nos anos 80. É, portanto, urgente quer o desenvolvimento de novas terapias, quer a melhoria das existentes. O verdadeiro desafio é compreender melhor a biologia dos fungos, identificando novos alvos específicos que afetam o ciclo infeccioso ou os seus mecanismos de resistência. Aspergillus nidulans, reconhecido como organismo modelo (introduzido por Pontecorvo no início da década de 50) em estudos genéticos e bioquímicos, é filogeneticamente próximo de vários fungos patogénicos, portanto um adequado modelo para responder a este desafio. Como maiores objectivos deste trabalho estabelecemos a identificação de elementos da via de integridade da parede celular (CWI), dos genes regulados por ela, e dos precursores da via biosintética dos esfingolípidos que actuam como mensageiros secundários na sua activação. A via de CWI assegura a transdução de sinal através de uma cascata fosforilativa, regulando a expressão de genes que codificam enzimas envolvidas na síntese/remodelação de componentes da parede celular. É portanto um alvo potencial para o desenvolvimento de novas terapias antifúngicas. Estudos anteriores demonstraram que a suplementação do meio de cultura com 80% da concentração mínima inibitória (MIC) do sal líquido cloreto de dodecilfosfónio ([P 4 4 4 12]Cl) (i.e. líquido iónico) conduz a aumento na expressão de genes que codificam ou são regulados pela via de CWI em A. nidulans, suportando a existência de uma via desconhecida neste fungo. Concomitantemente, a expressão de genes que codificam para a síntese de esfingolípidos é afectada de forma que sugere a acumulação de alguns precursores. Com base nestes dados, este líquido iónico foi usado como estratégia para responder aos objectivos acima descritos. Culturas de A. nidulans foram expostas a 80% do MIC do líquido iónico, durante 4 horas. Como controlo positivo recorremos a um antifúngico da classe das equinocandinas (caspofungina, 80% da MIC), cujo mecanismo de acção conduz à ativação de uma via de CWI já parcialmente caraterizada em A. nidulans. Para identificar os elementos que sofrem fosforilação na via de CWI ativada pelo [P 4 4 4 12]Cl, recorremos ao estudo do fosfoproteoma acumulado de forma diferencial (eletroforese em gel bidimensional, 2DE) nesta condição em comparação com os controlos, quer positivo (caspofungina) quer negativo (ausência de qualquer stress). Este estudo, foi complementado pela análise da expressão diferencial de genes que codificam, ou são regulados, pela via de CWI, recorrendo a qRT-PCR. Para avaliar a hipótese de precursores da via biossintética dos esfingolípidos atuarem como ativadores da via de CWI, a expressão diferencial dos genes que codificam na sua biossíntese foi analisada. A acumulação dos precursores no micélio do fungo foi investigada por cromatografia líquida de elevada performance (HPLC). O líquido iónico activou claramente a expressão de genes que codificam na via de CWI. Contudo o mpkA (activador do factor de transcrição rlmA) não foi expresso de forma diferencial. A análise da expressão diferencial de genes que codificam enzimas de biossíntese ou remodelação da parede celular mostrou a existência de vários genes potencialmente regulados pela via de CWI activada pelo [P 4 4 4 12]Cl. Tal inclui genes envolvidos na síntese da quitina e glucanos, ou na sua degradação, entre outros. Estas observações suportam a hipótese de que o líquido iónico activa uma via ainda não totalmente caracterizada em A. nidulans. De referir que a maioria dos estudos até à data, recorreram à caraterização de genes homólogos aos da via de CWI em Saccharomyces cerevisae. Em oposição, após suplementação do meio de cultura com 80% da MIC de caspofungina (controlo positivo), e após 4 horas, a maioria os genes envolvidos na via de CWI (incluindo os regulados) não mostraram expressão diferencial, assim como o fksA; codifica para a enzima alvo do antifúngico. O aumento da expressão do mpkA constitui uma excepção, mas o seu envolvimento noutros mecanismos de defesa à caspofungina é conhecido. Entre os polipéptidos acumulados no fosfoproteoma de forma diferencial na presença do líquido iónico em comparação com os controlos, não detetámos, até à data, quais os que foram fosforilados durante a activação da via de CWI. Contudo, o seu estudo detalhado está ainda a decorrer. De qualquer forma, as proteínas já identificadas revelam alguns mecanismos de resposta ao stress causado pelo líquido iónico, nomeadamente alterações na translação e no crescimento apical das hifas, entre outros. De salientar, também, a identificação de proteínas envolvidas em mecanismos de sinalização dependente do [Ca2+] que regulam a via de CWI. Por outro lado, os polipéptidos acumulados no fosfoproteoma de forma diferencial na presença do caspofungina (que não ativou os genes da via de CWI ou regulados por esta) em comparação com o controlo negativo, revelam alterações em vias similares às afetadas pelo líquido iónico. Contudo, as proteínas foram identificadas em spots diferentes o que reforça uma regulação diferencial das mesmas, consistente com o facto de este químico possuir um mecanismo de acção distinto do líquido iónico. É necessário optimizar as condições de utilização da caspofungina como controlo positivo e/ou recorrer a outro controlo. Os dados de expressão diferencial de genes que codificam enzimas envolvidas na síntese de componentes da membrana, incluindo esfingolípidos na presença de [P 4 4 4 12]Cl ou de caspofungina, em comparação com o controlo negativo, reforçam que apenas o líquido iónico, nas condições testadas, ativou a via de CWI. Nesta condição, verificamos aumento da expressão da maioria dos genes que codificam na síntese de esfingolípidos, com excepção de barA e lagA. Estes resultados, suportam a acumulação de precursores desta via após 4 horas de exposição ao líquido iónico. De facto, as análises cromatográficas, demonstraram a acumulação de esfingosina e provavelmente, embora de forma menos evidente, de outra base esfingoide não caracterizada. Em concordância, com a incapacidade da caspofungina alterar, nas condições testadas, a expressão de genes envolvidos na biossíntese de esfingolípidos, não detetamos a acumulação de quaisquer precursores. Em suma, a expressão dos genes que codificam na biossíntese de esfingolípidos e a acumulação significativa de esfingosina em meio suplementado com o líquido iónico, suportam a hipótese de um papel regulador da esfingosina, provavelmente como ativador da via de CWI em A. Nidulans Em conclusão, os dados obtidos nesta tese reforçam a utilidade do stress imposto pelo líquido iónico para activar uma via desconhecida de CWI. Esta estratégia de suplementação do meio de cultura do fungo, permite estudar os elementos que compõem a via de CWI, ou que por ela são regulados, assim como elementos desconhecidos da via de biossíntese de esfingolípidos que provavelmente a regulam. O estudo sugere o papel potencialmente regulador da esfingosina; uma nova hipótese que merece estudo mais detalhado. Assim, os dados obtidos reforçam e completam as observações iniciais da nossa equipa. Alguns aspectos desta tese requerem ainda análise detalhada, mas as metodologias já optimizadas, em particular a de fosfoproteómica, permitiram estabelecer conhecimentos sólidos para estudos futuros.Several filamentous fungi are emerging as critical human-pathogens, provoking highly mortal invasive infections. The current antifungal therapies are inadequate to fight this global threat. The challenge of developing novel antifungal therapies requires a better understanding of specific salvage mechanisms that fungi use to circumvent cell wall damages caused by chemicals. Initial observations focus on the expression of a limited number of genes, suggested the capacity of some specific liquid salts to activate an uncharacterized cell wall integrity pathway, probably under the positive regulation of specific sphingoid bases. In the present thesis these initial hypothesis were addressed in greater detail, focusing on a specific phosphonium-based ionic liquid, [P 4 4 4 12]Cl. Differential analysis of genes coding in the CWI pathway or regulated by it, as well as of genes coding in the biosynthesis of sphingolipids, were undertaken. The diversity of sphingoid bases accumulating during stress imposition was characterized. To complement these analyses, the differential phosphoproteomes were also analyzed. In general, the data support the capacity of ionic liquid to activate an uncharacterized CWI pathway and to lead to the accumulation of sphingosine. Sphingosine is likely acting as second messenger in the activation of the salvage CWI pathway. This is an extremely exciting hypothesis that deserves further analysis. Proteins showing differential accumulation and phosphorylation, support distinct mechanisms of action of the ionic liquid compared to caspofungin, notwithstanding the last was unable, at the conditions tested, to impose severe cell wall damage. Future analyses will be targeted to identify the differential phosphorylated peptides under the imposition of the ionic liquid stress. Moreover, novel assays will be undertaken using both wild type and mutants impaired in the biosynthesis of sphingolipids, exposed to either the ionic liquid or sphingosine, to unravel the cross-talk mechanism between the two pathways
Co-pirólise de resíduos de casca de arroz misturados com resíduos plásticos
No full textTese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014O processo de co-pirólise, à semelhança de muitos processos químicos, revela-se altamente influenciável pelas condições experimentais a que é realizado, de que são exemplo a temperatura, tempo de reação e pressão inicial. A influência das condições experimentais no processo de co-pirólise de misturas de casca de arroz com polietileno foi o objeto de estudo do presente trabalho, com vista à maximização da produção de líquido. Este estudo foi efetuado num reator descontínuo. Procedeu-se ao estudo do efeito da composição da mistura, tendo-se obtido os melhores resultados para a mistura com 20% (m/m) de casca de arroz e 80% (m/m) de resíduos de plástico (PE). Foram ainda tidos em consideração dois contextos distintos, industrial e laboratorial onde, no primeiro, se estudou a maximização da produção de líquido tendo em conta o processo de extração de líquidos da fração sólida. Os resultados finais obtidos revelaram que menores tempos de reação (10 minutos) permitem maximizar a produção direta de líquidos. Em adição, verificou-se que para uma temperatura mais elevada (aproximadamente 430ºC) é também possível a maximização da produção direta de líquido, processo em que a influência da pressão é muito reduzida. Considerando a totalidade de compostos líquidos, obtidos diretamente e após extração dos sólidos com solventes, verificou-se que o caso mais favorável foi obtido aquando da co-pirólise a 350ºC e 10 minutos de tempo de reação. No entanto, para uma aplicação industrial, em que apenas se consideram os compostos líquidos obtidos diretamente, o caso mais vantajoso é conseguido com a mistura ótima sujeita a uma co-pirólise a uma temperatura de reação de 430ºC, uma pressão inicial de 0,2 MPa e 10 minutos de tempo de reação. Relativamente à fração gasosa, registou-se o maior valor de poder calorífico superior (38,1MJ/m3) para o ensaio a 430ºC de temperatura, 1,0MPa de pressão inicial e 60 minutos de tempo de reação, ao passo que para a fração líquida se registou uma principal formação de alcanos, seguida de alcenos e, por fim, de compostos aromáticos.The co-pyrolysis process, as many other chemical processes, has been proved to be highly influenced by the experimental conditions at which it is performed. The influence of experimental conditions on a co-pyrolysis process of a mixture of rice husk and polyethylene was evaluated on the present work with the aim of achieving the highest yield in liquid production. The experimental work was performed in a batch reactor. The study on the effect of the mixture’s composition was firstly evaluated having the best results been obtained for a mixture of 20% (m/m) of rice husk and 80% (m/m) of plastics wastes (PE). Two different contexts were considered, laboratorial and industrial, where, in the first case, the maximization of liquids production was evaluated, taking into account the liquids’ extraction process of the solid fraction.
The final results revealed that the highest liquid production was achieved with shorter reaction times (10 minutes). It was also proved that with higher temperatures (near to 430ºC) a higher liquid yield was observed and that the influence of pressure is almost irrelevant. Taking into account the totality of the liquid compounds, obtained directly and after the extraction process with solvents, the best experimental conditions were achieved at 350ºC and 10 minutes of reaction time. However, in industrial context, where the liquid compounds obtained directly are took into account, it’s shown that the greatest results were achieved when the co-pyrolysis mixture was carried on at 430ºC with an initial pressure of 0.2 MPa and 10 minutes of holding time. Regarding the gaseous fraction, the best value for the Higher Heating Value was achieved when the experimental conditions were 430ºC of temperature, 1.0MPa of initial pressure and 60 minutes of reaction time, whilst the liquid fraction was mainly compounded by alkanes, followed by alkenes and, lastly, aromatic compounds
Modelos estatísticos em credit scoring para clientes de telecomunicações
No full textTese de mestrado em Matemática Aplicada em Economia e Gestão, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014Uma das principais áreas em constante crescimento nas duas últimas décadas é a das Telecomunicações. É também uma área que tem sofrido grandes alterações devido ao aumento das necessidades dos clientes, às alterações das regras do mercado e à feroz concorrência. Assim, e tendo em conta os seus desejos, surge a necessidade de responder com as melhores propostas. A problemática económica presente leva a que a concessão de crédito seja, hoje em dia, uma das principais formas de satisfazer os clientes neste ramo. A tecnologia e os softwares atuais proporcionam a produção de grande volume de dados e variáveis. Algumas das ferramentas possibilitam aos analistas de crédito terem respostas imediatas, com todos os indicadores necessários para avaliar o processo de cada cliente. Contudo, estas técnicas exigem que o utilizador siga determinados parâmetros para que a tarefa de optimização tenha sucesso. De forma a desenvolver modelos estatísticos para cada grupo de clientes, é necessário ter um vasto conhecimento dos dados da Vodafone Portugal para que seja possível detetar o comportamento histórico de cada cliente e, posteriormente, caracterizá-lo através de um score. Esta pontuação não é 100% eficaz uma vez que se tratam de modelos de previsão, sendo que o objetivo pretende identificar corretamente o maior número possível de bons clientes e de maus clientes. Em função dos vários indicadores que surgem no contexto do problema dos modelos de Credit Scoring é possível que, ao longo do trabalho, existam várias pequenas conclusões. O desfecho do estudo pode culminar em possíveis alterações das regras de negócio ao crédito, desde a política de concessão de crédito até à metodologia das ações de cobrança. Os métodos utilizados nesta área são métodos quantitativos de análise de credito conhecidos mundialmente e utilizados nas mais diversas áreas, sendo que as instituições financeiras são as que mais os desenvolvem. Foram utilizadas técnicas estatísticas, com destaque para o modelo de regressão logística. A análise e interpretação dos resultados evidenciaram que o uso deste método é mais eficaz do que o processo usado atualmente, pois permite identificar um maior número de clientes com grande probabilidade de default.One of the fields in constant growing over the last two decade is Telecommunications. It's also an area that has undergone major changes due to the growing customer necessities, the changing market rules and stiff competition. Thus, the need to respond with the best proposals taking into account their desires. The present economical problematic makes credit extension, nowadays, one of the main ways to satisfy customers in this business. Technology and up to date software provide the production of large volumes of data and variables. Some tools allow credit analysts to have immediate answers, with all the necessary indicators to evaluate each customer process. However, these techniques require the user to follow certain parameters for the optimization task is successful. In order to develop statistical models for each group of customers, you must have a vast knowledge of data from Vodafone Portugal, to be able to detect the historical behavior of each customer and later classify him through a score. This score is not 100% effective since they deal with forecasting models, with the purpose of correctly identify as many as possible of good customers and bad customers. Depending on the various indicators that appear in the context of credit scoring models is possible that, throughout the work, there are several small conclusions. The outcome of the study may result in possible changes in business credit rules, since the credit concession policy until the methodology of collection actions. The methods used in this area are quantitative methods of credit analysis known worldwide and used in several areas, being mostly developed by financial institutions. Statistical techniques were used, with emphasis on the logistic regression model. The analyzing and interpreting the results, which showed that the use of this method is more effective than the process currently used, since it identifies a greater number of clients with high probability default
Análise e previsão de parâmetros processuais no processo de transesterificação da Prio Biocombustíveis
No full textTese de mestrado, Química Tecnológica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015Este trabalho consistiu na análise e previsão de parâmetros processuais no processo de transesterificação da Prio Biocombustíveis, com vista à otimização do mesmo, tendo sido realizado na empresa. A etapa inicial deste trabalho consistiu em conhecer e estudar o processo de produção de biodiesel na Prio Biocombustíveis, assim como a caracterização das várias correntes processuais. Após esta caracterização, estudou-se a influência das variações de caudal de metanol e a problemática da formação de sabões em excesso no processo industrial, permitindo concluir que a formação de sabões está relacionada com os níveis de precipitação (meteorologia). De seguida, procedeu-se à construção de um modelo computorizado, utilizando o Aspen Plus® que permitiu estudar a influência das alterações dos caudais de metanol, catalisador e óleo neutro e da variação da temperatura dos reatores. Utilizando o modelo computorizado, procedeu-se à otimização dos caudais de metanol e catalisador em 19 % e 8 % e da temperatura do primeiro reator em 6 °C.The following work consists in the analysis and prediction of processes parameters in the industrial reaction of transesterification in Prio Biocombustíveis with the goal of optimizing the chemical process. This study was developed in the company’s factory. The first part of the work consists of the study of the industrial process and the characterization of the feed and product streams. After this characterization, the influence of the variation of the flux of methanol and the problematic of the formation of soaps in the second separation box were studied, leading to the conclusion that the formation of soaps is related to precipitation meteorology levels. The second part of the work consists in the construction and development of a computer simulation with aspen plus® software. The simulation allows the study of the influence of the variation of the methanol flux, catalyst, neutral oil and of the variation of temperature in the reactors. Using the simulation model, it was possible to predicted the new flux and temperature to be used in the industrial process, the flux of methanol and catalyst, with the possibility to reduce to 19 % and 8 %, respectively, and the temperature for the reactors in 6 °C in the industrial process
Estudo da reacção de hidrogenação de óleos de origem animal
No full textTese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015Uma das grandes problemáticas da actualidade é o forte crescimento populacional e o consequente aumento da procura de energia em todo o mundo, que levam ao aumento das emissões de gases de efeito estufa (GEE), pondo em causa a saúde humana e alterações climáticas.
Um dos grandes objectivos é a diminuição da dependência dos produtos petrolíferos, e uma aposta na investigação e produção de combustíveis limpos, onde se possa salvaguardar o meio ambiente, e produzir estes combustíveis limpos de forma sustentável.
Vários estudos têm sido realizados pela comunidade científica de maneira a colmatar os problemas acima referidos. Um dos processo que tem despertado mais interesse é a hidrogenação de óleos/gorduras, em que são quebradas as ligações duplas de carbono dos triglicéridos, constituintes dos óleos/ gorduras, convertendo-os em hidrocarbonetos, constituintes do petróleo. Resultando um combustível que pode ser utilizado em motores convencionais.
Neste trabalho foi realizado um estudo sobre o processo de hidrogenação, em óleos de origem animal (aves), onde foi analisado a influência da temperatura, tempo de reacção e pressão inicial de hidrogénio.
No primeiro estudo, sobre o efeito da temperatura no processo, foram estudadas quatro temperaturas, 350ºC, 380ºC, 400ºC e 430ºC, a uma pressão de 5 bar e com um tempo de reacção de 15 minutos. Verificou-se que a percentagem de parafinas diminuiu com o aumento da temperatura.
Para o segundo estudo, sobre a influência do tempo de reacção no processo, foram utilizados tempos de reacção de 0min, 15min, 30min e 60min. Neste estudo observou-se, na fase gasosa, que para os dois tempos mais longos, a percentagem volumétrica de hidrocarbonetos foi muito semelhante, e que nos produtos líquidos, para o tempo mais extenso obteve-se uma maior concentração de parafinas.
No último estudo, sobre o efeito da pressão no processo, os resultados não foram muito conclusivos, mas observou-se que o aumento da pressão leva a um maior consumo de hidrogénio, sendo um factor importante a ter em conta, devido aos custos associados a este composto.One of the great problems of our time is the strong population growth and the resulting increase of energy demand worldwide, leading to increased emissions of greenhouse gases (GHG), calling into question human health and climate change.
A major objective is to decrease the dependence on petroleum products, and a commitment to research and produce clean fuels, where it can safeguard the environment, and producing these cleaner fuels in a sustainable manner.
Several studies have been carried out by the scientific community in order to overcome the above problems, and the method has attracted more interest is the hydrogenation of oils / fats, wherein the double bonds of the triglycerides carbon, constituents of oils / fats, are broken , converting them to hydrocarbons, oil constituent. Resulting in a fuel that can be used in conventional engines.
In this work we present a study on the hydrogenation process, in oils of animal origin (poultry), where it was analyzed the influence of temperature, reaction time and initial pressure of hydrogen.
In the first study on the effect of temperature on the process were studied four different temperatures, 350°C, 380°C, 400°C and 430ºC at a pressure of 5 bar and a time of 15 minute reaction. It was found that the percentage of paraffins decreases with increasing temperature.
The reaction times used in the second study were 0, 15, 30 and 60 minutes. In the gas phase, the hydrocarbons volume percentage was very similar for both longest reaction times and there was a higher paraffin concentration in the liquid products of the longest time.
In the latter study, the effect of pressure on the process, the results were not very conclusive but it was observed that increasing pressure leads to a higher consumption of hydrogen, which is an important factor to take into account, due to costs associated with this compound
Materiais porosos para o armazenamento e libertação de espécies reativas de oxigénio
No full textTese de mestrado em Química, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2015O peróxido de hidrogénio (H2O2) é um dos oxidantes mais versáteis que existe. Através de catálise o peróxido de hidrogénio pode ser convertido em radical hidroxilo ficando mais reativo. Apesar da sua elevada reatividade, o peróxido de hidrogénio é um metabolito natural em muitos organismos, quando decomposto, resulta em oxigénio molecular e água. O peróxido de hidrogénio tem uma elevada importância em diversas áreas como áreas alimentares, farmacêuticas, entre outras. Devido a esta multiplicidade de funções, o nível de concentração de H2O2 ou, mais precisamente, o controlo da sua concentração, é crucial para evitar efeitos adversos, incluindo toxicidade. Os materiais nanoporosos possuem potencial interesse como sistemas de armazenamento e posterior libertação de espécies terapêuticas no nosso organismo.
A biocompatibilidade é um requisito fundamental para que um material possa ser utilizado na libertação de fármacos. Os materiais de estrutura mesoporosa desempenham um papel importante na área medicinal a nível de produtos farmacêuticos. Neste trabalho foram sintetizadas sílicas mesoporosoas e sílicas mesoporosas funcionalizadas, compósitos e compósitos funcionalizados e o zeólito cancrinite.
A caraterização dos materiais foi feita essencialmente por difração de raios X, adsorção de azoto a -196 °C, TG-DSC e DRIFT. Alguns dos materiais preparados são capazes de armazenar e libertar uma quantidade de H2O2 compatível com concentrações no organismo, apresentando uma cinética de libertação lenta e linear com o tempo.
Foram efetuados ensaios toxicológicos em células HeLa com alguns materiais selecionados, com uma concentração de material próxima do limite biológico máximo. Os materiais testados demonstraram possuir baixa citotoxicidade.Hydrogen peroxide (H2O2) is one of the most versatile oxidants that exists. Hydrogen peroxide can be converted into hydroxil radical through catalysis becoming more reactive species. Despite its high reactivity, hydrogen peroxide is a natural metabolite in many organisms, when decomposed, resulting in water and molecular oxygen. The hydrogen peroxide has a highly important in various fields such as food, pharmaceutical areas, among others. Due to this multiplicity of functions, the level of concentration of H2O2 or, more precisely, the control of its concentration, it is crucial to avoid adverse effects including toxicity. The nanoporous materials have potential interest as storage systems and subsequent release of therapeutic species in our organism. The biocompatibility is a fundamental requirement for that a material can be used in the release of drugs. The mesoporous materials have an important role in the medical the level of products pharmaceuticals. In this work were synthesized mesoporous silica and mesoporous silica functionalized, composites and composites functionalized and a cancrinite zeolite. The characterization of the materials was essentially made by X-ray diffraction, nitrogen adsorption at -196 ° C, TG-DSC and DRIFT. Some of the materials prepared are capable of storing and releasing a quantity of H2O2 compatible with concentrations the body, with a slow release kinetics and linear over time. Toxicological tests were performed on HeLa cells with some selected materials, with a concentration of materials near the maximum biological limit. The materials tested were found to have low cytotoxicity
Functionalization of biocompatible polyesters with substrates of biological interest via organocatalyzed ring-opening polymerization: application in cancer therapy
No full textTese de mestrado, Química Tecnológica, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015O atual consumo elevado de recursos fósseis, tais como o petróleo, pode levar rapidamente ao esgotamento destas matérias-primas. Desta forma, é necessário tomar medidas de modo a contrariar esta rápida depleção. Uma opção para pouparmos este precioso recurso é a substituição dos polímeros derivados do petróleo por alternativas mais sustentáveis, como os polímeros totalmente derivados de fontes renováveis (biopolímeros). Neste âmbito, os biopolímeros, principalmente os biodegradáveis, têm atraído muita atenção enquanto substituintes de polímeros petroquímicos. O polietileno, poliestireno e o politereftalato de etileno são exemplos de polímeros que têm sido substituídos por biopolímeros em aplicações de curta duração, bem como na área biomédica. Além disso, o crescimento substancial previsto para o mercado dos biopolímeros para os próximos anos é uma prova de que estes poderão ter um papel muito importante num futuro próximo. Neste contexto, o polilactídeo (PLA) é, atualmente, um dos biopolímeros mais promissores, principalmente devido à sua biodegradabilidade e biocompatibilidade, sendo ainda totalmente derivado de fontes renováveis de carbohidratos. A sua biodegradabilidade está diretamente associada à presença do grupo éster, facilmente hidrolisável pela ação de enzimas do tipo esterease, encontrados tanto no solo, como no nosso organismo. Estas características têm levado à sua extensa aplicação na área biomédica, como por exemplo, em matrizes degradáveis para a libertação controlada de fármacos. Atualmente, a sua produção industrial é maioritariamente realizada através do processo de polimerização por abertura de anel (ROP, ring opening polimerization) do lactídeo (um éster cíclico). Este processo envolve a utilização de catalisadores metálicos (como o octanoato de estanho) e álcoois como iniciadores da polimerização. No entanto, o elevado custo associado à remoção dos resíduos do catalisador metálico desfavorece a utilização destes biopolímeros em aplicações médicas e microeletrónicas. Por este motivo, tem sido feito um grande esforço de modo a serem desenvolvidos novos catalisadores não tóxicos e não-metálicos, como os organocatalisadores. O cancro é uma das principais causas de morte no mundo, e portanto a procura de novas e melhores formas de o combater é um tema de extrema importância. Neste contexto, os complexos organometálicos apareceram nos últimos anos como candidatos promissores a agentes anticancerígenos, possuindo modos de ação específicos e uma diversidade estrutural muito superior do que a dos fármacos puramente orgânicos. Na verdade, a exploração das propriedades antitumorais dos compostos organometálicos baseados em metais de transição teve apenas início com a descoberta da atividade anticancerígena da cisplatina, um composto metálico de coordenação. Apesar de ser ainda hoje aplicada, conjuntamente com outros fármacos de platina, em cerca de 50-70% de todos os pacientes com cancro, a cisplatina possui uma elevada toxicidade, sendo também ineficiente contra vários tipos de cancro. A sua elevada toxicidade é devido à inespecificidade do seu alvo final, a molécula de DNA, causando por isso efeitos secundários adversos. Deste modo, a pesquisa de fármacos alternativos é crucial. Neste contexto, os complexos organometálicos de ferro são candidatos atraentes para serem utilizados como fármacos na quimioterapia. O ferro possui um papel fundamental no nosso organismo, estando envolvido no transporte de oxigénio, na replicação, metabolismo e crescimento celular. Além disso, vários complexos organometálicos de ferro apresentam uma elevada atividade antitumoral. Por outro lado, a conjugação da química de coordenação com polimerização controlada tem vindo a dar resultados promissores na terapia do cancro. Esta é conseguida pela conjugação de centros metálicos com cadeias poliméricas, dando origem a potenciais fármacos macromoleculares (PMCs, polymer-metal conjugates). Este desenvolvimento é baseado na capacidade que as macromoléculas têm para uma melhor permeação e retenção nos tumores (efeito EPR) relativamente às moléculas com baixo peso molecular. Além disso, diversos artigos envolvendo a conjugação de polímeros com compostos de platina em uso clínico, demonstram que esta sinergia causa uma melhoria da estabilidade e leva a uma libertação controlada destes compostos, conduzindo assim a uma diminuição dos efeitos secundários adversos. Neste âmbito, o nosso grupo publicou recentemente o primeiro complexo de ruténio conjugado com uma cadeia polimérica de polilactídeo (RuPMC). Esta combinação conduziu um aumento da internalização de ruténio nas células tumorais in vitro, comparativamente ao seu precursor não polimérico de baixa massa molecular. Assim, este efeito é provavelmente devido a um diferente mecanismo de internalização celular do composto, provavelmente associado à presença da cadeia polimérica. Este resultado realça o enorme potencial da aplicação de fármacos macromoleculares na terapia contra o cancro, motivando-nos a continuar esta pesquisa utilizando outros centros metálicos. Com o objetivo de contribuir para o desenvolvimento de novos catalisadores isentos de metais, na primeira parte deste trabalho pretendia-se avaliar a capacidade da adenina em promover o ROP do ʟ-lactídeo (ʟ-LA), atuando com catalisador e iniciador da polimerização. A adenina é uma biomolécula imprescindível ao nosso organismo, sendo um constituinte de fontes de energia, como o ATP (adenina trifosfato) e sendo parte estrutural do ADN e do ARN. Deste modo, a utilização desta biomolécula como catalisador do ROP de ésteres cíclicos poderá levar a uma melhoria na segurança de utilização de poliésteres biodegradáveis para aplicações em embalagens e na área biomédica. Além disso, ao utilizá-la como um simultâneo iniciador da polimerização, estamos a diminuir custos da polimerização associados à utilização de iniciadores extrínsecos. A sua biocompatibilidade natural tem atraído a atenção para a sua utilização como constituintes em diversos polímeros. No entanto, devido à sua solubilidade limitada a uma pequena gama de solventes e à possibilidade de múltiplas substituições, a introdução da adenina na cadeia polimérica é apenas conseguida através de pós-funcionalizações do polímero com moléculas de adenina derivatizadas. Desta forma, este trabalho apresenta pela primeira vez, a funcionalização direta e num único passo da adenina na cadeia polimérica, utilizando-a como catalisador e iniciador da polimerização por abertura de anel do ʟ-lactídeo. Este processo dá origem ao polilactídeo possuindo a adenina como um dos grupos terminais (Adn-PLLA). Além das características anteriormente enfatizadas, esta polimerização foi realizada no estado fundido na ausência de solventes, o que faz deste, um processo amigo do ambiente. Ao longo deste trabalho foram também estudadas quais as influências que algumas condições reacionais tinham sobre a polimerização, tais como a temperatura, o tempo reacional, a razão entre ʟ-lactídeo e adenina, e a quantidade inicial de monómero. Além disso, tendo em conta os resultados obtidos, foram propostos dois mecanismos para a ROP catalisada e iniciada pela adenina. Foram também realizados estudos mecanísticos tanto experimentais como computacionais (utilizando a teoria do funcional da densidade, DFT) de modo a perceber-se qual seria o mecanismo mais provável. Os resultados já obtidos para os RuPMCs, juntamente com os promissores resultados preliminares obtidos para complexos de ferro-ciclopentadienilo, levaram a que na segunda parte deste trabalho fossem desenvolvidos os primeiros FePMCs com vista ao tratamento do cancro. Estes compostos macromoleculares foram obtidos através da combinação da Adn-PLLA com metalofármacos baseados no fragmento organometálico Fe-ciclopentadienilo, “Fe(η5-Cp)”. A formulação destes complexos foi suportada pelas técnicas espectroscópicas de RMN, IV e UV-vis e as suas atividades antitumorais foram testadas nas linhas celulares humanas do cancro da mama, MDA-MB-231, e do melanoma A375. Os novos FePMCs demostraram possuir uma melhor citotoxicidade relativamente aos complexos de baixa massa molecular com valores de IC50 na gama do micromolar.Polylactide (PLA) is currently one of the most promising biopolymers, due to its good biodegradability and biocompatibility. Nevertheless, the presence of metal-catalyst residues can hamper its application in the biomedical, microelectronics and packaging fields. For this reason, the search for new nontoxic, metal-free catalysts for the production of environmentally friendly biopolymers has received a lot of attention during the past decades. On the other hand, the application of biodegradable polymer as drugs’ nanocarriers in cancer targeting therapies in increasing considerably. In this context, metal-polymer conjugates (PMCs) are appealing candidates for cancer treatment due to their potential to benefit from an enhanced permeation and retention (EPR) effect, which might lead to an increased drug accumulation in the cancer cells. In order to contribute to the development of new organocatalysts, the first aim of this work was to assess the ability of adenine (a purine derivative present in our organism with important biological functions) to catalyse and initiate the ring opening polymerization (ROP) of ʟ-lactide (ʟ-LA). Indeed, the first part of this dissertation presents the unprecedented synthesis of adenine end-capped poly(ʟ-lactide) (Adn-PLLA). This was achieved by a straightforward one-pot synthesis method in the melt bulk state. For this purpose, the influence of some reaction conditions, i.e. reaction temperature and time, the lactide-to-adenine ratio and the amount of monomer supply over the polymerization were evaluated. Besides that, two mechanisms were proposed for the adenine-catalysed ROP, and experimental and computational (using the density functional theory) mechanistic studies were performed. By combining the Adn-PLLA with Fe-cyclopentadienyl metallodrugs, the second aim of this work was to synthesize efficient anticancer compounds based on FePMCs. These new FePMCs complexes were characterized by NMR, UV-vis and IR spectroscopies and tested against the human breast cancer MDA-MB-231 and human melanoma A375 cell lines. The FePMCs have shown an enhanced activity comparatively to the LMW complexes, with IC50 values in the micromolar range
Perfil de expressão de miRNAs e análise de CNVs em pacientes com Perturbação do Espetro do Autismo e outras patologias do neurodesenvolvimento
No full textTese de mestrado, Biologia Celular e Genética, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015A Perturbação do Espetro do Autismo (PEA) é uma condição caraterizada por deficiências na comunicação e na interação social, bem como a presença de comportamentos com padrões restritos, repetitivos e estereotipados. Esta patologia do desenvolvimento é altamente heterogénea e com etiologia pouco clara. A contribuição de fatores genéticos para a PEA é evidente, no entanto, os genes de risco ainda não foram identificados. Deste modo, outras alternativas deverão ser abordadas, nomeadamente a possibilidade de fatores epigenéticos estarem associados, tais como a metilação do DNA ou a expressão alterada de microRNAs (miRNAs). Os miRNAs são pequenas moléculas de RNA não codificante que desempenham um papel importante como reguladores da expressão génica através da degradação ou repressão da tradução de RNAs mensageiros (mRNAs) alvo. A identificação de miRNAs circulantes estáveis em fluidos corporais, tais como plasma e soro, têm sido sugeridos como possíveis biomarcadores para várias doenças, incluindo doenças do neurodesenvolvimento. Numa análise in silico de Copy Number Variants (CNVs) foi demonstrado que existe uma percentagem significativa de CNVs contendo genes que codificam miRNAs e que podem eventualmente condicionar a sua expressão e/ou função no autismo. Os CNVs são deleções ou duplicações de segmentos cromossomais que podem influenciar a expressão génica, variabilidade fenotípica e adaptação por disrupção dos genes e alteração da dosagem do gene. Este estudo teve como objetivo identificar alterações no padrão de expressão de miRNAs circulantes no plasma de 16 pacientes com PEA e 16 pacientes com outras patologias do neurodesenvolvimento (PND), de forma a identificar um biomarcador que permita distinguir estas patologias. Os miRNAs foram isolados do plasma dos pacientes e foram avaliados os seus níveis de expressão, utilizando a técnica de Polymerase Chain Reaction quantitativa (qPCR) e dois painéis com primers para 752 miRNAs humanos. Destes 752 miRNAs, 38 foram diferencialmente expressos entre pacientes com PEA e PND, tendo sido feita a predição dos seus genes-alvo e vias biológicas, dos quais se destacam o gene KMT2C, um gene candidato para o autismo, e a via de sinalização PI3K-Akt, a via de sinalização MAPK, a adesão focal e a via de sinalização Wnt têm sido apontadas como vias relevantes para esta patologia. Na análise das curvas caraterísticas de operação do recetor (ROC) foi possível estabelecer o hsa-miR-340-3p como um potencial candidato a biomarcador sanguíneo no diagnóstico da PEA comparativamente a pacientes com outras PND. Nos pacientes com PEA, foi feita ainda uma comparação entre os miRNAs diferencialmente expressos e análise de CNVs potencialmente patogénicos, com o intuito de identificar CNVs que pudessem explicar o fenótipo em 11 dos 16 pacientes com PEA. Em 8 pacientes foi possível observar efeitos duplos que poderão ser responsáveis pelo fenótipo do autismo. Neste estudo preliminar de perfis de expressão de miRNAs foram identificados miRNAs diferencialmente expressos entre o grupo de pacientes com PEA e o grupo de pacientes com outras PND e foi possível estabelecer alguns dos miRNAs do plasma como potenciais biomarcadores sanguíneos que permitem distinguir a PEA de outros problemas do neurodesenvolvimento.Autism Spectrum Disorder (ASD) is a condition characterized by impairments in communication and social interaction as well as the presence of restricted, repetitive and stereotypic patterns of behaviour. This complex pathology of behaviour is highly heterogeneous and displays an unclear etiology. The contribution of genetic factors to the etiology of ASD is evident; however, the risk genes have not yet been identified. Thus, other alternatives should be addressed, namely the possibility of epigenetic factors, such as DNA methylation or deregulated microRNAs (miRNAs) expression. miRNAs are small non-coding RNA molecules that play an important role as regulators of gene expression via degradation or translational repression of target messenger RNAs (mRNAs). The identification of stable circulating miRNAs in body fluids, such as plasma and serum, have been suggested as possible biomarkers for several diseases, including neurodevelopmental disorders. In silico analysis of Copy Number Variants (CNVs) demonstrated that a significant percentage of CNVs contain genes that encode miRNAs which may eventually influence its expression and/or function in autism. CNVs are chromosomal deletions or duplications of segments that can influence gene expression, phenotypic variation and adaptation by gene disruption and gene dosage alteration. This study aimed at identifying changes in the expression pattern of circulating miRNAs in the plasma of 16 ASD patients and 16 patients with other neurodevelopmental disorders (NDD), in order to identify a biomarker which distinguishes these conditions. The miRNAs were isolated from plasma of patients and their expression levels have been evaluated using the quantitative Polymerase Chain Reaction technique (qPCR) and two panels with primers for 752 human miRNAs. Of these 752 miRNAs, 38 were differentially expressed between ASD and NDD patients, having been made the prediction of their target genes and biological pathways, among which are the KMT2C gene, a candidate gene for autism, and the signaling pathway PI3K-Akt, the MAPK signaling pathway, focal adhesion and Wnt signaling pathway have been identified as relevant ways for this condition. In the analysis of receiver operating characteristic (ROC) curves it was possible to establish hsamiR- 340-3p as a potential candidate for a blood biomarker in the diagnosis of ASD compared to other NDD patients. In ASD patients, a comparison has been made between the differentially expressed miRNAs and analysis of potentially pathogenic CNVs in order to identify CNVs that could explain the phenotype in 11 of 16 ASD patients. In 8 patients it observed double effects that may be responsible for the phenotype of autism. In this preliminary study of miRNA expression profiles, miRNAs differentially expressed were identified among the group of ASD patients and the group of NDD patients and it was possible to establish some of the plasma miRNAs as potential blood biomarkers for distinguishing ASD of other neurodevelopmental problems
Gestão integrada de cobranças e dívida
No full textTrabalho de projecto de mestrado, Engenharia Informática (Arquitetura, Sistemas e Redes de Computadores), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2017Este relatório foi elaborado com base no projeto realizado na empresa Accenture Portugal, em virtude da conclusão do Mestrado em Engenharia Informática, especialização em arquitetura, sistemas e redes. O projeto decorreu em ambiente laboral e realizou-se no período compreendido entre 16 de setembro de 2015 e 16 de junho de 2016. Como o aumento da necessidade de existência de sistemas de gestão de informação aumenta, aumenta também a necessidade da criação de soluções, feitas à medida para o cliente. Estas soluções passam pela criação de plataformas que permitam agilizar esta gestão e da melhor maneira se adaptarem as necessidades do cliente. É neste meio, de criação de soluções de software por medida, que o projeto se enquadra. O projeto no qual me enquadrei representa não só o desenvolvimento de software, mas todo o processo de criação de soluções personalizadas para o cliente. Desde o levantamento de requisitos, ao desenho e à implementação, o meu projeto representa fielmente o processo de criação de software por medida para um cliente e todas as suas vertentes, desafios, problemas e o mais importante, as suas soluções. Este projeto foca-se, deste modo, no processo de implementação de uma destas soluções, nomeadamente numa solução integrada de gestão de cobranças e dívida. O trabalho elaborado percorre todas as etapas de desenho, implementação, testes e entrada em produção de uma das releases do projeto. O trabalho foca-se na área do modulo de cobrança externa de dívida, que consiste no módulo aplicacional que gere todo o processo de inicio, decorrer e termino da cobrança externa de dívida.This report was prepared based on the project held in the company Accenture Portugal regarding to the completion of my Master’s degree in Computer Science. In the period between September 16, 2015 and 16th June 2016. With the increased need for existence of information management systems, the need to create our solutions also increases, tailor-made for the client, new management platforms that allow interconnection with existing older platforms. It is in this environment, the creation of tailor-made software solutions that my project falls in to. The project in which I’ve been merged in, is not only about the development of software, but the whole process of creating customized solutions for the customer. Since the lifting of requirements, the design and implementation, my project faithfully represents the process of software creation to a client’s requests and all its aspects, challenges, problems and most importantly their solutions. This project focuses on the process of implementing one of these solutions, including an integrated solution for collections and debt management. The work involved crossed all stages of design, implementation, testing and go live of one of the releases of the whole project. The work focuses on the area of the external debt collection module, which consists of the application module that manages the entire process of initiation, completion and termination of external debt collection
Síntese e avaliação biológica de catinonas psicoativas
No full textTese de mestrado em Química, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016Novas substâncias psicoativas (NSP) são estupefacientes ou psicotrópicos que não são controlados pelas Convenção Única sobre Estupefacientes de 1961 ou pela Convenção sobre Substâncias Psicotrópicas de 1971 e que podem apresentar riscos para a saúde dos consumidores semelhantes aos das substâncias abrangidas nestas convenções. Estas novas substâncias podem ser produtos naturais ou substâncias sintéticas e são usualmente comercializadas como “drogas legais” ou “designer drugs”. Estas foram sintetizadas com o objetivo de mimetizar os efeitos das drogas de abuso ilegais, como a canábis e a anfetamina, e simultaneamente contornar as medidas legais que as controlam.
As catinonas sintéticas constituem a segunda maior família de novas substâncias psicoativas, existindo mais de 100 catinonas diferentes reportadas na Europa. Embora não haja muita informação sobre o modo de ação neurológico destes compostos, sabe-se que funcionam como inibidores dos transportadores das monoaminas neurotransmissoras, como a dopamina e a serotonina.
Tem-se vindo a tomar consistência da possibilidade das catinonas provocarem lesões hepáticas, baseada não só nas evidências de uma relação causa-efeito entre o consumo de Khat (uma planta que tem como principal componente a S-catinona) e casos de lesão hepática grave em países onde o consumo desta planta é legal, como também no aumento do número de incidentes ou mesmo mortes associadas ao consumo de catinonas que se tem vindo a observar recentemente.
Dado que são escassos os estudos sobre hepatotoxicidade de catinonas existentes na literatura, pretendeu-se com este trabalho estudar a toxicidade de uma série de catinonas, e tentar estabelecer uma relação, ainda que preliminar, entre a estrutura e a respetiva hepatotoxicidade. Para atingir esse objetivo sintetizaram-se oito catinonas: metcatinona, bufedrona, pentedrona, α-PPP, α-PBP, α-PVP, mefedrona e 4-MEC, realizando a respetiva caracterização estrutural por espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear com recurso a experiências 1D e 2D, espectroscopia de Infravermelho, espectrofotometria de UV-Vis, cromatografia gasosa associada a espectrometria de massa e cromatografia de troca iónica. A pureza de todos os compostos foi avaliada como 100 % através de cromatografia gasosa.
Para avaliar a citotoxicidade das catinonas sintetizadas, utilizou-se a linha celular Hep G2, uma linha celular imortal do hepatocarcinoma humano, usando o método colorimétrico do brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio (MTT). Os EC50 obtidos variam entre 1,2 e 6,2 mM, sendo a mefedrona a catinona que apresenta uma maior toxicidade e a α-PPP a que tem a menor toxicidade. Os resultados parecem apontar para a hepatotoxicidade das catinonas estar correlacionada com a sua estrutura, sendo a introdução de um grupo metilo em posição 4 no anel aromático e o aumento da cadeia alquílica as alterações estruturais que parecem contribuir mais para o aumento da toxicidade.
Para verificar se as catinonas eram estáveis durante os ensaios biológicos estudou-se a sua estabilidade no meio de cultura (DMEM) por espectroscopia de UV-Vis, num período de 23 horas. O estudo mostrou que estes compostos se mantêm estáveis durante as primeiras quatro horas de ensaio, sendo que a estabilidade das catinonas parece estar correlacionada com tipo de amina presente na sua estrutura.
Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do protocolo de Novas Substâncias Psicoativas existente, desde 1 de Junho de 2014, entre a Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, a Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto e o Laboratório de Polícia Cientifica da Polícia Judiciária.New psychoactive substance (NPS) are narcotic or psychotropic compounds, that are not controlled by the 1961 Single Convention on Narcotic Drugs or by the 1971 Convention on Psychotropic Substances and may present a risk to the public health similar to the substances covered by those conventions. These new substances can be natural products or synthetic substances and are usually marketed as “legal highs” or designer drugs. These substances were synthetized in order to mimic the illegals drug’s effects, like cannabis and amphetamine, and simultaneously bypass the legal measures that control them.
Synthetic cathinones are the second largest family of NPS existing more than 100 different substances reported in Europe, so far. Although there is not much information on the mode of neurological action of these compounds, it is known that they act as inhibitors of monoamine neurotransmitter transporters, like dopamine ant serotonin.
Lately we are gaining consciousness of the possibility of cathinones being connected in severe hepatic injury, based not only in the evidences of a cause-effect relationship between the consumption of Khat (a plant that has S-cathinone as principal component) and casualties caused by hepatic injuries in countries where Khat consumption is legal, but also by the increasing number of incidents or even deaths associated with cathinone consumption which has been observed recently.
Since that there is only a few published studies on the hepatotoxicity of cathinones, the main goal of this work is to study the toxicity of several cathinones, and to establish a preliminary structure toxicity relationship. To achieve this objective we have synthesized eight cathinones: methcathinone, buphedrone, penthedrone, α-PPP, α-PBP, α-PVP, mephedrone and 4-MEC whit a complete structural characterization by Nuclear Magnetic Resonance 1D and 2D experiences, Infrared spectroscopy, UV-Vis spectrophotometry, gas chromatography associated with mass spectrometry and ion exchange chromatography. The compounds purity was evaluated as 100 % by gas chromatography.
The cytotoxicity of synthesized cathinones towards the Hep G2 line cell, an imortal human hepatoma line cell, was evaluated using the colorimetric method of 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT). The EC50 varies between 1,2 mM and 6,2 mM, being mephedrone the one that exhibits the highest toxicity and α-PPP the less toxic one. Results seem to point to a relation between cathinone’s hepatotoxicity and their structure, with the introduction of a methyl group in the 4 position of the aromatic ring and the increase of the alkyl chain being the structural changes which appear to contribute more to the increased toxicity.
In order to verify if the cathinones were stable during the biologic assays, their stability in culture medium (DMEM) with UV-Vis spectroscopy, was evaluated over 23 hours period. This study showed that these compounds remain stable during the first four hours of the assay, and that the cathinone’s stability seems to be correlated with the type of amine present in its structure.
This work was developed within the protocol of New Psychactive Substances established on 1 of June 2014 between the Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, the Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto and the Laboratório de Polícia Cientifica da Polícia Judiciária