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Production of antimicrobial peptides by black soldier fly larvae supplemented with food industry waste
No full textTese de mestrado, Qualidade Alimentar e Saúde, 2025, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.O uso excessivo de antibióticos na produção de animais para consumo humano tem vindo a aumentar nos últimos anos, levando à investigação de soluções alternativas para combater este problema, como a utilização de péptidos antimicrobianos. Estes péptidos podem ser originários de várias fontes, uma delas os insetos, como é o caso das larvas da mosca soldado negro (Hermetia illucens) - “black soldier fly” (BSF). É uma espécie que já é usada na alimentação animal e caracteriza-se por ser uma boa alternativa a outras fontes de proteína pela sua composição nutricional. O facto de terem péptidos antimicrobianos na sua composição, faz destas larvas uma opção ainda mais vantajosa para a alimentação animal. Saliente-se ainda que a utilização desta espécie na produção de animais traz outros benefícios ao nível do aproveitamento de resíduos, pois estas larvas têm uma grande capacidade de converter uma vasta gama de materiais, nomeadamente resíduos da indústria alimentar, em proteína que é depois usada na alimentação animal. Assim, através das larvas de BSF, é possível estabelecer um ciclo de economia circular, em que os resíduos alimentares gerados pela população servem de alimento para as larvas, utilizadas na alimentação de animais destinados ao consumo humano. Desta forma, verifica-se que as larvas da mosca soldado negro são uma mais-valia quando incorporadas na alimentação animal, não só para os animais como ao nível da sustentabilidade.
Este trabalho teve como objetivo estudar o crescimento de larvas de BSF com diferentes substratos/resíduos derivados da indústria alimentar e os péptidos antimicrobianos produzidos, avaliando a sua capacidade antimicrobiana.
Numa primeira fase, foram realizados três ensaios de crescimento com larvas de BSF. No primeiro, foi avaliado quais os substratos que favorecem o crescimento das larvas, o segundo serviu para avaliar a influência da escala de crescimento e o terceiro foi uma otimização dos anteriores em que se fez crescimento das larvas com os melhores substratos e à escala mais adequada. No primeiro ensaio as larvas foram alimentadas com sete substratos diferentes, quatro incluíam resíduos industriais: pele de amendoim (Ps), manteiga de amendoim (Pb), ketchup (K) e maionese (M). Estes resíduos são purgas provenientes de indústrias alimentares portuguesas (Mendes Gonçalves e Prozis) que não podem ser usadas para alimentação humana e que, por isso, são um desperdício dessas indústrias. Além destes resíduos, utilizou-se também o bagaço de azeitona (Op) como base da maioria das dietas formuladas para este trabalho, que é um subproduto já utilizado pela EntoGreen (empresa fornecedora das larvas) para alimentação das mesmas. Assim, percebe-se que seria interessante do ponto de vista da sustentabilidade conseguir incorporar estes resíduos na dieta de larvas de BSF visto que esta espécie consegue utilizar uma vasta seleção de substratos e, adicionalmente, estudar a produção de péptidos antimicrobianos que poderão ser uma mais-valia para a alimentação animal.
Numa segunda fase, para avaliação da produção de péptidos, a hemolinfa foi recolhida das larvas no último instar da fase larvar e foram obtidos extratos (recorrendo ao uso metanol, ácido acético e água) dessas mesmas hemolinfas. Posteriormente, foi recolhida hemolinfa de larvas não infetadas e de larvas infetadas com S. aureus. Para observar o perfil proteico/peptídico, procedeu-se à quantificação proteica pelo método de Bradford e à realização de ensaios de eletroforese SDS-PAGE. A atividade antimicrobiana foi avaliada através de ensaios de concentração mínima inibitória (CMI). Os primeiros ensaios de CMI foram realizados contra S. aureus e nos restantes foram testadas as amostras contra E. coli, S. aureus e E. faecalis. Recorreu-se a HPLC-ESI-MS para a análise das hemolinfas obtidas de larvas alimentadas com bagaço de azeitona, manteiga de amendoim e pele de amendoim (OpPbPs).
Os resultados dos ensaios de crescimento indicaram que as larvas apresentaram um crescimento superior quando alimentadas com bagaço de azeitona e cereais, com a mistura incorporando o resíduo de manteiga de amendoim, com a mistura de cereais e água e a mistura de cereais, água e óleo de girassol. Estes quatro substratos foram os que revelaram ter a melhor combinação de vários fatores tais com o aporte nutricional, textura, temperatura, humidade e pH. A par disso, os resultados obtidos no último dia do ensaio de crescimento mostraram que com estes substratos, as larvas conseguiram chegar ao último instar da fase larvar, ou seja, o seu desenvolvimento era mais acentuado, quando comparado com os restantes substratos. Assim, foram estes os substratos escolhidos para se prosseguir os estudos.
Relativamente à análise da hemolinfa e dos respetivos extratos, a quantidade de proteína total foi superior na hemolinfa. O perfil de eletroforese revelou que as hemolinfas apresentavam maior quantidade de proteínas de peso molecular superior comparativamente aos extratos. Os diferentes substratos parecem não influenciar o perfil proteico/peptídico observado na eletroforese. Ao nível da atividade antimicrobiana contra S. aureus, apenas as amostras obtidas a partir de larvas suplementadas com OpC (bagaço de azeitona e cereais) e OpPbPs revelaram ter atividade inibitória, tendo sido estas as amostras selecionadas para os ensaios seguintes.
Para além destes testes, o ensaio realizado a uma escala diferente (caixas maiores) revelou que o crescimento das larvas é mais acentuado em escala maior mostrando que este também é um fator importante neste contexto. Além disso, a quantidade de proteína nas larvas que cresceram em maior escala também foi superior quando comparado com larvas de caixas pequenas. Tendo em conta estes resultados, fez-se um novo ensaio otimizado com larvas suplementadas com OpC e OpPbPs em que parte das larvas foram infetadas com S. aureus. Observou-se diferenças ao nível da quantidade de proteína total da hemolinfa que foi superior nas larvas infetadas. Quanto à atividade antimicrobiana, as amostras de larvas infetadas (tanto de OpC como de OpPbPs) revelaram inibição contra S. aureus, enquanto que das não infetadas, apenas a de OpPbPs inibiu o crescimento desta bactéria. Já contra E. faecalis, das quatro amostras testadas, houve uma que se destacou por apresentar atividade antimicrobiana que foi a hemolinfa de I_OpPbPs (larvas infetadas que foram alimentadas com mistura de bagaço de azeitona, manteiga de amendoim e pele de amendoim). No caso de E. coli, nenhuma das amostras inibiu o crescimento. Os resultados evidenciaram que as larvas infetadas têm maior atividade antimicrobiana e que tal facto pode ser devido à presença de peptidos antimicrobianos cuja sua produção pode ser induzida pela infeção. Pela análise de HPLC-ESI-MS das hemolinfas de larvas infetadas e não infetadas dos dois substratos, observou-se que as larvas infetadas de OpPbPs tinham um perfil ligeiramente diferente, com aparecimento de picos que não estão presentes nas restantes amostras, podendo isto estar relacionado com a atividade antimicrobiana. Estes resultados levaram a um novo teste antimicrobiano, em que houve um isolamento prévio de cada uma das bandas da amostra de hemolinfa de I_OpPbPs obtidas por eletroforese e foram testadas contra S. aureus. Dessas bandas, cinco delas revelaram inibição. Desta forma, fez-se uma análise por HPLC-ESI-MS destas cinco bandas para analisar o seu perfil cromatográfico. Os resultados demonstraram que dependendo da banda diferentes picos podem ser destacados, podendo estes estarem relacionados com a atividade antimicrobiana.
Para concluir, com este trabalho comprova-se que é possível utilizar resíduos da indústria alimentar, como a manteiga e a pele de amendoim, que juntamente com o bagaço de azeitona podem formar um substrato adequado para o crescimento das larvas, induzindo simultaneamente a produção de péptidos antimicrobianos nas mesmas. Desta forma, contribui-se para uma economia circular e, ao mesmo tempo, para a saúde animal ao incorporar farinhas com larvas de BSF na sua alimentação, com impacto positivo na saúde humana daqueles que consomem esses animais.The excessive use of antibiotics in the production of animals for human has led to the development of microbial resistance and there is a dire need for solutions for this problem. Under that scope the scientific community has proposed alternatives including the use of antimicrobial peptides. These have various origins, one of which is insects, such as the black soldier fly (Hermetia illucens) (BSF), from where they can be extracted, more specifically from their larvae, which is already used to feed animals destined for human consumption. BSF larvae, in addition to being an interesting nutritional source for certain animals, are an even more advantageous alternative since they contain antimicrobial peptides. In addition, the use of BSF larvae for animal production brings other benefits in terms of waste utilisation, as these larvae have a great ability to convert a wide range of materials, particularly waste from the food industry, into protein that is then used in animal feed. Following this approach a circular economy strategy may be achieved.
This work aimed to study the growth of BSF larvae with different food industry derived substrates/residues and the antimicrobial peptides produced by assessing its antimicrobial capacity. To achieve this, three growth trials were carried out with BSF larvae fed with seven different substrates, three of which included industrial waste. For peptide analysis, haemolymph was extracted from uninfected and infected larvae with S. aureus in the last instar of the larval stage. The haemolymph extracts were obtained by precipitation with organic solvents. To assess the protein profile, the protein was first quantified using the Bradford method, followed by SDS-PAGE electrophoresis assays. Antimicrobial activity was assessed using minimum inhibitory concentration (MIC) tests against E. coli, S. aureus and E. faecalis. HPLC-ESI-MS analysis was used to analyse the chromatographic profile of samples from infected and non-infected larvae. The results of the growth tests indicated that the larvae showed greater growth when fed with olive pomace and cereals and with the mixture incorporating peanut butter residue. The electrophoresis profiles showed no differences between the haemolymphs of the larvae fed with different substrates, and the same occurred between the extracts. In terms of antimicrobial activity, the results showed that this depends on infection of the larvae and the growth substrate selected. Higher antimicrobial activity was observed when larvae were infected and supplemented with olive pomace, peanut butter and peanut skin mixture. The haemolymph from last one was able to inhibit S. aureus and E. faecalis growth. According to the HPLC-ESI-MS results, the chromatogram of haemolymph of infected larvae fed with peanut butter-based substrate revealed a different profile. Thus, bands from this sample were submitted to SDS-Page and further analysed. Furthermore, it was possible identify some different peaks in some of the bands with antimicrobial activity.
In conclusion, food industry waste, such as butter and peanut skins combined with olive pomace, can serve as a suitable substrate for BSF larvae growth while promoting antimicrobial peptide production. This approach supports a circular economy and enhances animal health, ultimately benefiting human health.Empresa Entogreen
A influência de Daniel e Apocalipse na “História do Futuro” do Padre António Vieira, SJ
No full textOs livros de Daniel e d’O Apocalipse são, provavelmente, dos textos mais influentes de toda a tradição judaico-cristã. O seu conteúdo escatológico, especialmente o apocalíptico, moldou a criação e o desenvolvimento da sociedade ocidental. Mais, foram estas mesmas expectativas apocalípticas que se podem ver na base dos movimentos de expansão ultramarina europeia do início da idade moderna e que são utilizados para justificar processos de colonização e evangelização à escala mundial. António Vieira, SJ, o missionário da Amazónia, é o maior expoente português da exegese apocalíptica bíblica que esperava que o Reino de Deus fosse estabelecido o mais rapidamente possível e defensor da Casa de Bragança após o fim da União Ibérica em 1640. Mas ele é também um dos mais originais pensadores e exegetas que ao longo dos séculos conjugaram o conteúdo destes livros bíblicos com a política do seu tempo. A História do Futuro é um livro apologético escrito em português em que o jesuíta reflecte sobre a história portuguesa, nomeadamente, a União Ibérica, que traduz enquanto “tribulação divina,” e tenta datar o fim dos tempos. Como tal, o objectivo deste texto é relacionar o conteúdo da História do Futuro com o de Daniel e d’O Apocalipse, de modo a ilustrar a maestria com que o jesuíta conseguiu ler nos acontecimentos da História de Portugal os eventos que antecipariam o fim do tempo descritos na Bíblia.Esta investigação foi financiada total ou parcialmente pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. (FCT,
https://ror.org/00snfqn5816) sob o Financiamento CEECIND/00139/2017info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
Joachim of Fiore and António Vieira’s Clavis Prophetarum
No full textThis article investigates the influence of Joachim of Fiore’s thinking and of the subsequent Joachimites on the work of António Vieira, SJ (1608-1697). My purpose is to ascertain whether Vieira provides a distinctive eschatological interpretation of the sacred texts in the unfinished Clavis Prophetarum, which deserves recognition as such in intellectual and religious history, or whether he was so much under the influence of Joachimite thinking that he ought to be considered a Joachimite himself. The hypothesis that I will explore is that Vieira might have profited from and somehow merged ideas deriving both from Augustine and Joachim, concerning the interpretation of the content of the books of Daniel and Revelation and the date of establishment of the divine kingdom on earth. This study sheds light on Vieira’s views and, more generally, on potentially important but thus far under-investigated intellectual connections between Augustine, Joachim, and Vieira.This research was funded in whole or in part by the Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. (FCT,
https://ror.org/00snfqn5816) under Grant CEECIND/00139/2017info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
A aplicação do sistema CLT na habitação de média altura em Portugal para além da sustentabilidade
No full textTese de doutoramento. Arquitetura (Tecnologia e Gestão da Construção). Universidade de Lisboa. Faculdade de Arquitetura. 2025A investigação incide sobre a arquitectura em madeira, especificamente no sistema CLT (Cross-Laminated Timber) e a sua aplicabilidade na construção, em Portugal, de edifícios de habitação multifamiliares de média altura. A investigação enquadra-se na procura de uma construção residencial mais sustentável na óptica do Desenvolvimento Regenerativo. Actualmente, assiste-se a uma evidente preocupação com questões de sustentabilidade em diversos sectores. Dados estatísticos colocam o sector da construção como responsável por 39% das emissões de CO2 mundiais (IEA e UNEP, 2019), sendo que o segmento mais significativo resulta da indústria associada à produção de betão armado (IEA e UNEP, 2019). Como linha de acção, e resposta a este cenário que carece de alternativas, propõe-se a adopção de soluções construtivas com menores emissões de CO2, como a madeira, procurando alcançar um impacto neutro ou mesmo positivo para o ambiente. Para isso, é possível equacionar a adaptação de sistemas já́desenvolvidos com sucesso noutros países, como o CLT, aferindo quanto à sua aplicação como alternativa aos sistemas de construção correntes em Portugal. A utilização de sistemas construtivos em madeira, particularmente CLT, que provenham de florestas sustentáveis e, eventualmente, de procedência nacional, será uma das formas de combater o problema das emissões e dar uma resposta integrada que contribui para os vários pilares do Desenvolvimento Sustentável – Sociedade, Economia e Ambiente. Desta forma, o sistema CLT é estudado visando avaliar a sua adaptabilidade à realidade nacional. Esta investigação visa perceber as dificuldades da sua aplicação por parte dos vários stakeholders, assim como o enquadramento legislativo e financeiro, no processo de concepção, construção e utilização, visando aferir de forma clara e inequívoca como a adopção deste sistema poderá impactar favoravelmente o alcance das metas nacionais e internacionais relativas aos compromissos futuros de near net zero e contribuir para ir além da sustentabilidade, ou seja, regeneração.The research focuses on wooden architecture, specifically the CLT (Cross-Laminated Timber) system and its applicability in the construction of medium-rise multi family housing buildings in Portugal. The research is part of the search for more sustainable residential construction from the perspective of Regenerative Development. Currently, there is an evident concern about sustainability issues in several sectors. Statistical data places the construction sector as responsible for 39% of global CO2 emissions (IEA and UNEP, 2019), with the most significant segments resulting from the industry associated with the production of reinforced concrete (IEA and UNEP, 2019). As a line of action, and response to this scenario that lacks alternatives, it is proposed to adopt constructive solutions with lower CO2 emissions, such as wood, seeking to achieve a neutral or even positive environmental impact. To this end, it is possible to consider the adaptation of systems already successfully developed and implemented in other countries, such as CLT, assessing their application as an alternative to current construction systems in Portugal. The use of wooden construction systems, particularly CLT, which come from sustainable forests and, eventually, of national origin, will be one of the ways to combat the problem of emissions and provide an integrated response that contributes to the various pillars of Sustainable Development – Society, Economy and Environment. In this way, the CLT system is studied with a view to evaluating its adaptability to the national reality. This investigation aims to understand the difficulties of its application by the various stakeholders, as well as the legislative and financial framework, in the process of design, construction and use, aiming to clearly and unequivocally assess how the adoption of this system can favorably impact the achievement of national and international goals relating to future near net zero commitments and contribute to going beyond sustainability, that is, regeneration.N/
Cosméticos personalizados: desafios regulamentares na implementação da tecnologia de impressão tridimensional para produção de cosméticos
No full textTese de mestrado, Regulamentação e Avaliação de Medicamentos e Produtos de Saúde, 2025, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A indústria cosmética tem sofrido uma evolução bastante significativa devido à exigência cada vez maior dos consumidores. A cosmética personalizada surgiu como resposta a essa mesma exigência sendo uma solução para as necessidades específicas de cada utilizador.
Existem várias maneiras de obter produtos cosméticos personalizados sendo a impressão tridimensional (3D) uma tendência em crescimento. No entanto o processo de impressão 3D de cosméticos necessita de regras específicas dado que o produto é produzido de uma forma individualizada, podendo não existir um controlo exaustivo por parte do fabricante como acontece com produtos cosméticos produzidos para um grande número de consumidores.
Este trabalho tem como objetivo fazer uma avaliação crítica das dificuldades que podem existir a nível regulamentar na implementação de impressão 3D de cosméticos bem como discutir alternativas ou soluções que se podem adotar para ultrapassar este obstáculo. Para tal fez-se uma revisão da literatura e fizeram-se propostas de várias possibilidades que podem ser implementadas de forma a que estes produtos cumpram os regulamentos em vigor.The cosmetics industry has evolved significantly due to the ever-increasing demands of consumers. Personalized cosmetics have emerged as a response to this demand, providing a solution to the specific needs of each user.
There are various ways of obtaining personalized cosmetic products, with three-dimensional printing being a growing trend. However, the process of three-dimensional printing of cosmetics requires specific rules since the product is produced individually and there may not be exhaustive control by the manufacturer as is the case with cosmetic products produced for a large number of consumers.
The aim of this paper is to critically evaluate the difficulties that may exist at the regulatory level in implementing 3D printing of cosmetics, as well as to discuss alternatives or solutions that can be adopted to overcome this obstacle. To this end, a literature review was carried out and proposals were made for various possibilities that could be implemented so that these products comply with current regulations
Escavação em Túnel da Expansão da Linha Circular do Metro de Lisboa – Caracterização Geotécnica e Hidrogeológica
No full textRelatório de estágio de mestrado, Geologia (Geologia Aplicada e Ambiental), 2025, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasA expansão da Linha Circular do Metro de Lisboa consiste na ligação das estações do Rato e do Cais do
Sodré, através da execução de 2 km de linha em túnel subterrâneo que, aquando da sua escavação,
atravessa maciços rochosos heterogéneos que apresentam desafios geotécnicos e hidrogeológicos. Este
relatório de estágio analisa e relaciona as classificações geomecânicas RMR, Q-System e o índice
geotécnico GSI, que são utilizadas para a caracterização de maciços rochosos, com o objetivo de
compreender e avaliar o comportamento do maciço rochoso durante a escavação do Túnel.
A metodologia de escavação de túneis e as medidas de suporte adotadas são fundamentais para garantir
o dimensionamento da estabilidade das escavações. Além de analisar as correlações entre as
classificações geomecânicas, este estudo também compara as medidas de suporte recomendadas pelas
classificações com as medidas de suporte previstas em projeto.
A recolha contínua dos dados geológicos e geomecânicos da frente de escavação permitiram a realização
de fichas de acompanhamento, que caracterizam e classificam o maciço. Reunindo todas as fichas é
possível analisar os dados geomecânicos e encontrar correlações entre classificações.
As correlações obtidas são resultados valiosos na área da geologia de engenharia e da engenharia
geotécnica, pois não só enriquecem o conhecimento teórico sobre a escavação de túneis em maciços
rochosos, como também tem importantes implicações práticas para engenheiros e profissionais
envolvidos na construção e gestão de infraestruturas subterrâneas.The expansion of the Lisbon Metro Circular Line consists of the connection of the Rato and Cais do
Sodré stations, through the execution of a 2 km underground tunnel line that, at the time of its excavation,
crosses heterogeneous rock masses that present geotechnical and hydrogeological challenges. This
internship report analyzes and relates the RMR, Q-System, geomechanical classifications and GSI
geotechnical index, which are used for to characterize of rock masses, aiming to understand and assess
the behavior of the rock mass during tunnel excavation.
The tunneling methodology and support measures adopted are essential to ensure the design stability of
the excavations. Therefore, in addition to analyzing the correlations between the geomechanical
classifications, this study also compares the support measures recommended by the classifications with
the support measures provided in the project.
The continuous collection of geological and geomechanical data from the excavation front allowed the
realization of follow-up sheets, which characterize and classify the rock mass. By combining all the
information together, it is possible to analyze the geomechanical data and find correlations between
classifications.
The correlations obtained are valuable results in the field of engineering geology and geotechnical
engineering as they not only enrich the theoretical knowledge about tunneling in rock masses but also
have important practical implications for engineers and professionals involved in the construction and
management of underground structures
Targeting cancer with ruthenium compounds
No full textCancer ranks as the first cause of premature death in many countries, a trend that is becoming similar in middle- and low-income countries. Currently, all therapies available fail to address several cancer conditions efficiently, and an appropriate treatment to prevent the development of metastases, which is the deadliest cancer feature, is still unavailable. Nearly 50–70% of all tumors are treated with platinum-based compounds. Due to noxious side effects caused by these metallodrugs and especially to resistance phenomena (innate or acquired), complexes with non-platinum metal ions have been explored for their anticancer properties. In this context, ruthenium-based metallodrugs emerge as prospective candidates for drug development showing, in some cases, concomitantly low toxicity, selectivity toward tumor tissues and inhibition of metastasis development.
In this PhD thesis, structural diversity was rationally designed for two fragments containing the ruthenium ion stabilized in the +2 oxidation state by: i) a cyclopentadienyl family (‘RuCp’, [Ru(Cp)(bipy)(P)]+) or ii) a polypyridyl family (‘Ru(NN)2’, [Ru(NN)2(bipy)]2+). In either fragment, the consecutive modification at different positions of each building block (i.e., cyclopentadienyl (Cp) or N,N-heteroaromatic (NN), bipyridyl (bipy) and phosphane (P) ligands) alongside inclusion of biotin via esterification was achieved with success. In total, 49 new Ru(II) complexes were synthesized and fully characterized using several spectroscopic and analytical methods.
The biological potential of the new compounds was assessed using lung, breast, and colorectal cancer cell lines. A series of in vitro experiments and molecular docking calculations were performed to establish structure-activity relationships and investigate features of cancer multidrug resistance. These studies included several key assessments, including (photo)cytotoxicity, cell death analysis, intracellular distribution, among others. Several Leads for cancer MDR therapy were identified. Proof-of-concept for one Hit structure was achieved in vivo on a mice model bearing non‑small cell lung cancer orthotopic tumors, where its low toxicity and efficacy on primary tumors was remarkable, validating in vitro results
Reaching the end time: António Vieira and universal evangelization
No full textAlbeit what one reads today in the media, apocalyptic literature is ‘par excellence,’ literature of hope, not destruction. Therefore, the modern use of apocalyptic language or imagery to promote violent actions requires scholars and policymakers to pay careful attention. While violence appears to be predominant when using apocalyptic language and expectations, there are examples of its use to promote peace that should be considered. This paper aims to analyze this latter use of apocalyptic literature by examining the words of António Vieira, SJ (1608-1697) regarding universal evangelization in his opus magnum, the ‘Clavis prophetarum’.This research was funded in whole or in part by the Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. (FCT,
https://ror.org/00snfqn5816) under Grant CEECIND/00139/2017info:eu-repo/semantics/acceptedVersio
Cell-based platform to test Aquaporins as targets for anticancer drug discovery
No full textAquaporins (AQPs) are transmembrane protein channels that facilitate the bidirectional transport of water, glycerol, H2O2, and other small solutes across cell membranes, contributing to essential physiological processes such as renal water reabsorption, skin hydration and metabolism. However, AQPs have been implicated in various pathological conditions, with their dysregulated expression being associated with metabolic disorders, inflammation and cancer. In particular, AQP1, AQP3 and AQP5 are overexpressed in multiple cancers such as hepatocellular carcinoma and pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), facilitating key oncogenic processes including cell proliferation, migration and invasion. Our research group has reported the influence of AQP3 and AQP5 on the modulation of cell migration, cell biophysical and biomechanical properties in PDAC cells, highlighting the importance of these proteins in cancer development. Recent studies have proposed that AQPs may act as transceptors, exhibiting a dual transporter/receptor activity in cell membranes. Beyond their classical role as water channels, AQPs can modulate cancer-associated signaling pathways, interact with cytoskeleton elements and regulate cell-cell adhesion proteins, supporting their critical involvement in cancer biology and representing promising therapeutic targets for anticancer drug discovery. In this thesis, we aimed to investigate the individual contribution of AQP1, AQP3 and AQP5 in cancer-related cellular processes and discover novel potent and selective AQP inhibitors with anticancer activity. In addition, we studied the impact of AQP3 and AQP5 on PDAC progression using 3D cell cultures, considering their reported role in the modulation of biophysical and biomechanical properties in PDAC cells. We first sought to elucidate the individual implication of AQP1, AQP3 and AQP5 on crucial cellular processes for cancer progression. To address the challenge of cancer cells expressing multiple AQP isoforms, we developed a cell-based platform using HEK-293T cells individually overexpressing human AQP1, AQP3 or AQP5 to investigate the specific contribution of each AQP in the modulation of cell morphology, cell stiffness, cell-cell adhesion and cell biology. We found that AQP1, AQP3 and AQP5 have distinct roles in the regulation of cell stiffness and cell-cell adhesion, with AQP5 being the only AQP isoform capable of influencing cell migration and cell morphology. We hypothesized that these differences could be attributed to AQPs transceptor activity, probably interacting with the cytoskeleton or regulating the expression of cell-cell adhesion proteins. Thus, we assessed the impact of AQP1, AQP3 and AQP5 on the expression of cell-cell adhesion proteins and epithelial-mesenchymal transition (EMT) markers, as well as the role of AQP1 and AQP3 in collective cell migration. AQP1, AQP3 and AQP5 differentially regulated cell-cell adhesion proteins expression, without inducing EMT in HEK-293T cells, and AQP1 and AQP3 did not affect collective cell migration, but induced changes in the velocity of migrating cell sheets. Importantly, AQP3 triggered the expression of E-cadherin in the cell membrane of HEK-293T cells, which inherently do not express this adhesion protein. Considering the potential of AQPs as pharmacological targets, we focused on identifying efficient AQP inhibitors and evaluating their therapeutic potential. A new series of organogold compounds were assessed for their inhibitory effect on yeast cells expressing human AQP10, which pathophysiological functions are poorly characterized and with no reported inhibitors. Au(CCON)Cl2 irreversibly inhibited human AQP10, representing a valuable strategy to elucidate its physiological roles and involvement in disease mechanisms. These organogold compounds were then tested in various cellular models expressing AQP3, including red blood cells, AQP3-overexpressing HEK-293T cells and melanoma cell lines. All the organogold compounds inhibited AQP3, with Au(CNHN)Cl2 being the most potent, impairing. melanoma cell proliferation, migration and adhesion by blocking AQP3 peroxiporin activity. Moreover, we evaluated the inhibitory effect of the natural compound rottlerin on AQP1 and AQP3 activity in red blood cells and yeast cells overexpressing human AQP1 and AQP3, which revealed strong inhibition of AQP3 activity. However, when tested in HEK-293T cells overexpressing AQP1, AQP3 and AQP5, its selectivity towards AQP3 was not confirmed. Lastly, we investigated the implications of AQP3 and AQP5 on the development of spheroids derived from PDAC cell lines, using AQP3 inhibitors and individually silencing AQP3 and AQP5. Treating PDAC spheroids with the AQP3 inhibitors Auphen and DFP00173 affected spheroid morphology and growth, with similar effects observed for AQP3- and AQP5-silenced PDAC spheroids. Overall, this thesis supports the hypothesis that AQPs contribute to tumorigenesis through their transceptor activity, with AQP1, AQP3 and AQP5 playing distinct roles in cancer related cellular processes. AQP3 and AQP5 exhibited opposite actions in the modulation of cell stiffness and cell-cell adhesion, suggesting their coordinated regulatory mechanism in cancer. The newly identified AQP inhibitors could deepen our understanding of the role of AQPs in pathophysiology and also contribute to the development of therapies targeting pathologies with AQP overexpression. Finally, AQP3 and AQP5 were revealed to be critical in PDAC spheroid growth, reinforcing the important transceptor activity of these AQPs in cancer and their relevance as promising therapeutic targets
Generation of a small library of indole derivatives to target drug resistance in cancer
No full textTese de mestrado, Química Medicinal e Biofarmacêutica, 2025, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.Inegavelmente, o cancro continua a ser um obstáculo à saúde pública, visto que, para além da preocupação inerente ao desenvolvimento de uma doença de propagação descontrolada e com mecanismos de sobrevivência, se tem verificado que as células cancerígenas têm sido capazes de desenvolver multirresistência contra os fármacos comercialmente disponíveis.
Com o objetivo de encontrar novos agentes anticancerígenos, o presente trabalho consistiu na síntese de novas moléculas baseadas nas estruturas da isatina e da triptolina. Os derivados de isatina resultaram de uma reação de Passerini multicomponente entre diferentes isatinas, isocianidas e ácidos carboxílicos. Foram obtidos quinze derivados de isatina (2.18-2.32), com rendimentos moderados a altos. Os derivados de triptolina foram obtidos a partir de um processo sequencial de três passos. O primeiro compreendeu a formação da 3-bromo propano tripolina por alquilação da triptolina com 3-dibromo propano por meio de uma reação SN2, o segundo consistiu na formação da 3-azido propano triptolina, por reação da 3-bromo propano triptolina com azida de sódio, e no terceiro, foi realizada uma reação click, entre a azida da triptolina e alcinos terminais com diferentes substituintes. Foram obtidos oito derivados de triptolina (2.44-2.51), com rendimentos moderados a bons. Através de colaboração externa, a atividade anti-proliferativa dos derivados de isatina (2.18-2.32) foi avaliada in vitro contra linhas celulares do cancro do pulmão (A549 e SW1573), pancreático (MIA PaCa-2), do cólon (WiDr), da mama (T-47D) e cervical (HeLa). O composto 2.23 foi destacado como promissor para o desenvolvimento adicional de agentes anticancerígenos, visto que reduziu a proliferação celular com valores de GI50 abaixo de 10 µM (6.3 ± 2.1 a 15 ± 1.6 µM).Undeniably, cancer remains a major public health concern, since, aside of the inherent concerns of a disease characterized by uncontrolled growth and survival mechanisms, it has been observed that cancer cells can develop multidrug resistance against currently available drugs.
Aiming at finding anticancer compounds, this thesis focuses on the synthesis of new molecules based on the structures of isatin and tryptoline, that are promising for cancer treatment. Isatin derivatives resulted from a multicomponent Passerini reaction between different isatins, isocyanides and carboxylic acids. Fifteen isatin derivatives (2.18-2.32) were obtained, with moderate to high yields. The tryptoline derivatives were obtained from a sequential three-step process. The first comprehended the formation of 3-bromopropane tryptoline, by alkylation of tryptoline with 1,3-dibromopropane by a SN2 reaction, the second consisted in the formation of 3-azidepropane tryptoline by reaction of 3-bromopropane tryptoline with sodium azide, and the third, a click reaction between the 3-azidepropane tryptoline and terminal alkynes with different substituents. Eight tryptoline derivatives (2.44-2.51) were obtained, with moderate to good yields. Through external collaboration, the antiproliferative activity of the isatin derivatives (2.18-2.32) was evaluated in vitro against lung (A549 and SW1573), pancreatic (MIA PaCa-2), colon (WiDr), breast (T-47D) and cervical (HeLa) cancer cell lines. Compound 2.23 was highlighted as promising for the further development of anticancer agents, as it reduced cell proliferation with GI50 values below 10 µM (6.3 ± 2.1 to 15 ± 1.6 µM).Escola de Ciências e Tecnologias da Universidade de Évora; Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa