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Browsing Universidade da Madeira by Field of Science and Technology (FOS) "Ciências Médicas::Biotecnologia Médica"
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- Anticancer prodrug nanoscale platform using low-generation dendrimers and/or platinum derivatives. Synthesis, cytotoxicity and synergetic effectsPublication . Camacho, Cláudia; Rodrigues, João Manuel Cunha; Tomás, Helena Maria Pires Gaspar
- Avaliação de nova estratégia extrativa, baseada em NTDs, combinada com dados de análise cromatigráfica e quimiométrica para a deteção de biomarcadores de diferentes tipos de cancroPublication . Figueira, Priscilla Felício Porto; Câmara, José de Sousa; Pereira, Jorge Augusto MachadoA elevada incidência e mortalidade mundiais associadas ao cancro justificam o desenvolvimento e implementação de estratégias eficazes e não-invasivas conducentes a um diagnóstico precoce. Neste contexto, pretendeu-se avaliar a performance de uma metodologia inovadora, a microextração por “needle trap” (NTME), na extração de metabolitos voláteis (VOMs) da urina de pacientes oncológicos com diferentes tipos de cancro - cólon, pulmão e mama, e de indivíduos saudáveis, com a finalidade de identificar um conjunto de VOMs potenciais biomarcadores dos diferentes tipos cancros em estudo. De modo a maximizar a eficiência da extração dos VOMs, foram otimizados diferentes parâmetros experimentais, nomeadamente a natureza do sorvente, a temperatura, o tempo de equilíbrio, o volume de headspace, a força iónica, o pH do meio e o volume e a agitação da amostra. Usando como sorvente o DVB/Car1000/CarX, os melhores resultados foram obtidos com 4 mL de urina acidificada (pH= 2), 20% NaCl, 40 mL de headspace e 40 min de equilíbrio a 50 °C. Foi ainda avaliada a estabilidade dos VOMs no sorvente até 72 h após a extração. Nos quatro grupos em estudo foram identificados, por GC-MS, 259 VOMs pertencentes a diversas famílias químicas, nomeadamente cetonas, compostos sulfurados, furânicos e terpénicos. A matriz de dados obtida para cada grupo em estudo foi submetida a análise discriminante, usando o método dos mínimos quadrados parciais (PLS-DA), que resultou em clusters distintos diferenciadores de cada grupo. A aplicabilidade do modelo foi avaliada através do método de classificação SIMCA (modelagem suave e independente de analogias de classe), com elevadas taxas de classificação, sensibilidade e especificidade. Este foi o primeiro estudo usando NTME para o estabelecimento do padrão volatómico da urina. Os resultados obtidos revelam-se muito promissores originando perfis voláteis de maior expressividade, mais completos e abrangentes, que os obtidos usando metodologias de referência.
- Delving into agri-food waste composition for antibacterial phytochemicalsPublication . Pereira, Jorge A. M.; Berenguer, Cristina V.; Câmara, José S.The overuse of antibiotics in the healthcare, veterinary, and agricultural industries has led to the development of antimicrobial resistance (AMR), resulting in significant economic losses worldwide and a growing healthcare problem that urgently needs to be solved. Plants produce a variety of secondary metabolites, making them an area of interest in the search for new phytochemicals to cope with AMR. A great part of agri-food waste is of plant origin, constituting a promising source of valuable compounds with different bioactivities, including those against antimicrobial resistance. Many types of phytochemicals, such as carotenoids, tocopherols, glucosinolates, and phenolic compounds, are widely present in plant by-products, such as citrus peels, tomato waste, and wine pomace. Unveiling these and other bioactive compounds is therefore very relevant and could be an important and sustainable form of agri-food waste valorisation, adding profit for local economies and mitigating the negative impact of these wastes’ decomposition on the environment. This review will focus on the potential of agri-food waste from a plant origin as a source of phytochemicals with antibacterial activity for global health benefits against AMR.
- Differences in the volatilomic urinary biosignature of prostate cancer patients as a feasibility study for the detection of potential biomarkersPublication . Riccio, Giulia; Berenguer, Cristina V.; Perestrelo, Rosa; Pereira, Ferdinando; Berenguer, Pedro; Ornelas, Cristina P.; Sousa, Ana Célia; Vital, João Aragão; Pinto, Maria do Carmo; Pereira, Jorge A. M.; Greco, Viviana; Câmara, José S.; Berenguer, Cristina; Perestrelo, Rosa; Augusto Machado Pereira, Jorge; Câmara, JoséProstate cancer (PCa) continues to be the second most common malignant tumour and the main cause of oncological death in men. Investigating endogenous volatile organic metabolites (VOMs) produced by various metabolic pathways is emerging as a novel, effective, and non-invasive source of information to establish the volatilomic biosignature of PCa. In this study, headspace solid-phase microextraction combined with gas chromatography–mass spectrometry (HS-SPME/GC-MS) was used to establish the urine volatilomic profile of PCa and identify VOMs that can discriminate between the two investigated groups. This non-invasive approach was applied to oncological patients (PCa group, n = 26) and cancer-free individuals (control group, n = 30), retrieving a total of 147 VOMs from various chemical families. This included terpenes, norisoprenoid, sesquiterpenes, phenolic, sulphur and furanic compounds, ketones, alcohols, esters, aldehydes, carboxylic acid, benzene and naphthalene derivatives, hydrocarbons, and heterocyclic hydrocarbons. The data matrix was subjected to multivariate analysis, namely partial least-squares discriminant analysis (PLS-DA). Accordingly, this analysis showed that the group under study presented different volatomic profiles and suggested potential PCa biomarkers. Nevertheless, a larger cohort of samples is required to boost the predictability and accuracy of the statistical models developed.
- Enhanced alpha-amylase inhibition activity of amine-terminated PAMAM dendrimer stabilized pure copper-doped magnesium oxide nanoparticlesPublication . Jeevanandam, Jaison; Gonçalves, Mara; Castro, Rita; Gallo, Juan; Bañobre-López, Manuel; Rodrigues, João; Gonçalves, Mara; Castro, Rita; Rodrigues, JoãoThe present work aims to prepare copper-doped MgO nanoparticles via a sol-gel approach and study their antidiabetic alpha-amylase inhibition activity with undoped MgO nanoparticles. The ability of G5 amine terminated polyamidoamine (PAMAM) dendrimer for the controlled release of copper-doped MgO nano particles to exhibit alpha-amylase inhibition activity was also evaluated. The synthesis of MgO nanoparticles via sol-gel approach and optimization of calcination temperature and time has led to the formation of nanoparticles with different shapes (spherical, hexagonal, and rod-shaped) and a polydispersity in size ranging from 10 to 100 nm with periclase crystalline phase. The presence of copper ions in the MgO nanoparticles has altered their crystallite size, eventually modifying their size, morphology, and surface charge. The efficiency of dendrimer to stabilize spherical copper-doped MgO nanoparticles (ca. 30 %) is higher than in other samples, which was confirmed by UV–Visible, DLS, FTIR, and TEM analysis. The amylase inhibition assay emphasized that the dendrimer nanoparticles stabilization has led to the prolonged enzyme inhibition ability of MgO and copper doped MgO nanoparticles for up to 24 h.
- Estabelecimento da composição volátil do nutriente FNI 210 usado pela Ceratitis capitata (Wiedemann, 1824) e dos extratos de diferentes espécies de plantas avaliação do potencial atrativo e repelente das plantas: avaliação do potencial atrativo e repelente das plantasPublication . Sousa, Maria de Fátima Rodrigues; Pombo, Dora Aguim; Dantas, Luís Miguel FernandesA mosca da fruta é uma das principais pragas agrícolas. Neste trabalho determinou-se a composição volátil do nutriente FNI 210 (proteína alimentar) e dos extratos de cinco plantas: Cedronella canariensis, Eucalyptus globulus, Laurus novocanariensis, Myrtus communis e Ruta chalepensis e avaliou-se o seu potencial atrativo e repelente em moscas adultas num olfatómetro em Y. A composição volátil do nutriente e dos extratos foi semelhante à encontrada por outros autores e apresentou compostos atrativos para a mosca da fruta. Nos bioensaios com o olfatómetro as moscas foram atraídas à proteína mas a percentagem média de respostas variou de acordo com o sexo, estado sexual, idade e número de indivíduos por grupo sendo mais alta aos 8 dias em grupos de 5. No geral, as fêmeas virgens responderam mais do que as não virgens e mais do que os machos virgens. O número de insetos que se dirigiram à proteína foi superior na primeira repetição nos primeiros 10 e 20 minutos. Contudo, em todos os bioensaios houve um número elevado de indivíduos não responderam. Nos bioensaios das plantas a resposta do mesmo grupo de 5 indivíduos com 8 dias foi testada três vezes no olfatómetro pela ordem seguinte: sem amostra, com proteína e com extrato de planta. Nos três casos as respostas dos adultos variaram de acordo com o sexo e estado sexual. As percentagens médias de respostas aos extratos foram superiores às obtidas nos ensaios sem amostra e menores que à proteína, á exceção do extrato de L. novocanariensis que apresentou um potencial atrativo superior ao da proteína nos machos virgens. Nos testes com o extrato, as respostas ao braço com amostra foram superiores ao braço sem amostra, à exceção das respostas das fêmeas não virgens ao extrato de R. chalepensis, o que sugere ser esta a única planta com potencial repelente.
- Estudo da utilização de marcadores bioquímicos no diagnóstico de SépsisPublication . Farinha, Annabella; Camacho, Irene Gomes Câmara; Camacho, Roberto Alexandre Pisa; Aguiar, Ana Paula Gonçalves CruzA sépsis apresenta vários graus de gravidade. Pode provocar sinais e sintomas ligeiros ou poderá levar a choque, falência de múltiplos órgãos e até à morte. Apesar dos avanços na medicina, a sépsis continua a ser um problema comum em pacientes críticos, sendo uma das principais causas de morte nestes pacientes. Atraso no diagnóstico e início da terapia antibiótica aumenta a mortalidade e morbilidade, prolongando o internamento e tratamento, com os respetivos custos sócio-económicos associados. O seu diagnóstico por vezes pode ser desafiante. Sabendo que o organismo reage bioquimicamente às infeções bacterianas, a utilização de marcadores bioquímicos poderá ser vantajoso para auxiliar no diagnóstico de sépsis. Neste estudo foram doseados alguns marcadores bioquímicos comummente analisados no laboratório hospitalar, com o intuito de determinar se algum se adeque ao diagnóstico de sépsis. Para tal, foi doseado a concentração sérica de bilirrubina total (TBil), bilirrubina indireta (IBil), bilirrubina direta (DBil), procalcitonina (PCT), proteína C reativa (PCR) e lactato (LACT), em 100 indivíduos saudáveis, que constituiu o grupo controlo e 200 indivíduos distribuídos por quatro subgrupos, Septicémia (20 indivíduos), Sépsis (52 indivíduos), Sépsis grave (41 indivíduos) e Choque séptico (87 indivíduos), que constituiu o grupo patológico. A concentração sérica de TBil (2,95 ± 7,64 mg/dL), IBil (1,13 ± 1,76 mg/dL) e DBil (1,82 ± 5,96 mg/dL), PCT (35,26 ± 36,25 ng/mL) e de PCR (240,36 ± 120,25 mg/L) foram mais elevadas no subgrupo Sépsis grave. Quanto ao LACT, o subgrupo Choque séptico apresentou a concentração sérica mais elevada (5,11 ± 4,95 mmol/L). A percentagem de mortalidade aumentou de acordo com a severidade de sépsis. De entre os marcadores estudados, o melhor para a deteção de sépsis foi a PCR, que obteve uma sensibilidade de 100% e uma especificidade de 99,5%, seguido pela PCT, com uma sensibilidade de 100% e uma especificidade de 92,5%.
- Impacto da qualidade e variedade de produtos isentos de glúten na satisfação do consumidorPublication . Gomes, Daniela Vanessa Aguiar; Correia, Pedro Álvaro Pereira; Gouveia, Ricardo Nuno TeixeiraO paradigma atual sugere que existe um crescimento expressivo no número de indivíduos que aderem a dietas isentas de glúten, seja por motivos de saúde ou de estilo de vida. Esta tendência positiva fez aumentar as oportunidades no mercado dos produtos isentos de glúten, exigindo uma análise aprofundada da satisfação dos consumidores destes produtos relativamente à qualidade e variedade, que são os fatores que mais diferem dos produtos convencionais. Porquanto, foi realizado um questionário aos respetivos consumidores destes produtos, adultos e residentes em Portugal, com o intuito de compreender as suas perceções e o nível de satisfação geral com os produtos existentes no mercado. Foram obtidas 444 respostas, que demonstram que a qualidade e variedade dos produtos isentos de glúten exercem um impacto significativo na satisfação do consumidor. Os resultados deste estudo configuram-se como pilares fundamentais para o desenvolvimento de novos e melhores produtos por parte das empresas, criando valor a longo prazo para todos os stakeholders. Além disso, este estudo oferece contributos interessantes à comunidade científica, revelando lacunas em temas relevantes como hábitos alimentares, nutrição e desafios enfrentados no quotidiano dos consumidores que adotam dietas isentas de glúten. Em suma, o presente estudo fornece insights porventura valiosos para empresas, consumidores e investigadores, possibilitando a criação de novas estratégias capazes de impulsionar o crescimento sustentável deste mercado e, simultaneamente, atender às necessidades de um público cada vez mais consciente e comprometido com a alimentação saudável.
- In-situ biosynthesis of bacterial cellulose - Porto Santo clay composites: application in drug deliveryPublication . Pinto, Rafael Olegário Sousa; Cordeiro, Nereida Maria AbanoBacterial cellulose/clay composites have been lately receiving attention by the scientific community towards drug delivery systems and wound dressing applications. The current work aims to determine the most suitable culture conditions to obtain an effective drug delivery membrane through an environmentally-friendly method. Thus, the BCC composites were synthesized by BC-producing bacteria, Gluconacetobacter sp., using an in-situ biosynthesis method. Gluconacetobacter sp. produced 2.95 g/L BC at optimized culture conditions of 2% glucose, pH of 3.25 and 7 days of cultivation. To obtain the different BCC composites, an agitated culture method was employed. The results show that the introduction of PS clay onto BC obstructed the pores of the synthetized composites, which led into a less porous and more compact material. Additionally, an increase in ϒsd (79%), surface basicity (Kb/Ka → 4.2) and thermal stability (83%) of BC was observed. The composites with incorporated 2% neomycin sulphate were evaluated in terms of their drug release ability and antibacterial activities. These materials exhibited a sustained release up to 24h in a PBS buffer with pH 7.4, whereby they could be used as capsules for oral administration, in the treatment of ileum infections. Furthermore, BCC composites with incorporated neomycin sulphate could be applied as clinical wound healing materials due to their strong antibacterial activities against Staphylococcus aureus and Escherichia coli.
- Low generation degradable dendrimer nanoclusters for delivery of anti-cancer drugPublication . Shekar, Akudari Raja; Yulin, Li; Rodrigues, João Manuel Cunha; Tomás, Helena Maria Pires GasparAlthough doxorubicin (DOX) has been widely investigated for treatment of different types of cancer, its poor cellular uptake and intracellular release still limit its further clinical applications (1). Due to their favourable characteristics, including the well-defined architecture, multivalency, and modifiable surface functionality, poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers have been extensively investigated for biomedical applications (2). However, most of the dendrimers are nondegradable, consequently resulting in high toxicity and uncontrollable drug release with limited release efficiency, which limits their further application in delivery of therapeutic agents (3). Low generation dendrimers are less expensive, possess a low number of defects and are more biocompatible than those of high generation. In this work degradable dendrimer nanoclusters were prepared by crosslinking of low generation PAMAM dendrimers (Generation 3, G3) using N, N’- cystamine-bis-acrylamide (CBA) as a disulphide containing cross linker. The synthesized G3-CBA was then PEGylated using methoxyl poly(ethylene glycol) carboxylic acid (m-PEG-COOH) (MW 2000 g/mol) for further improvement of the colloidal stability, which can be also helpful for prolonging the circulation period as well as reducing their toxicity, immunogenicity and antigenicity. The resulting G3-CBA-PEG dendrimers were characterised using Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy (FTIR), and Dynamic Light Scattering (DLS) to confirm the structure of G3-CBA and their PEGylated form (G3-CBAPEG). UV-Visible Spectroscopy technique was also performed to study the encapsulation of drug in the synthesized dendrimer nanoclusters. DOX, as a model drug was loaded into the resulting G3-CBA-PEG to obtain drug-loaded nanosystems (G3-CBA-PEG/DOX), which have been tested for anticancer drug delivery, concerning their drug release properties and anticancer cytotoxicity and cellular uptake through evaluation against CAL-72 cells (an osteosarcoma cell line). The results indicate that G3-CBA-PEG/DOX presented a pH and redox sensitive drug release in a sustainable way. The G3-CBA-PEG showed a reduced cytotoxicity than G3 dendrimers. G3-CBA-PEG/DOX presented a comparable anticancer cytotoxicity as compared with G3/DOX. The merits of the low generation PAMAM dendrimers, such as good cytocompatibility, sustained pH- and redox- dual cell responsive release properties, and improved anticancer activity, make them a promising platform for the delivery of other therapeutic agents beyond DOX.
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