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  • IPEN-DOC 29637

    YOSHIMURA, TANIA M. ; CABRAL, FERNANDA V. ; SELLERA, FABIO P.; POZZO, LORENA ; RIBEIRO, MARTHA S. . Could light-based technologies improve stem cell therapy for skin wounds?: A systematic review and meta-analysis of preclinical studies. Photochemistry and Photobiology, v. 99, n. 2, p. 519-528, 2023. DOI: 10.1111/php.13702

    Abstract: Several diseases or conditions cause dermatological disorders that hinder the process of skin repair. The search for novel technologies has inspired the combination of stem cell (SC) and light-based therapies to ameliorate skin wound repair. Herein, we systematically revised the impact of photobiomodulation therapy (PBM) combined with SCs in animal models of skin wounds and quantitatively evaluated this effect through a meta-analysis. For inclusion, SCs should be irradiated in vitro or in vivo, before or after being implanted in animals, respectively. The search resulted in nine eligible articles, which were assessed for risk of bias. For the meta-analysis, studies were included only when PBM was applied in vivo, five regarding wound closure, and three to wound strength. Overall, a positive influence of SC + PBM on wound closure (mean difference: 9.69; 95% CI: 5.78–13.61, P < 0.00001) and strength (standardized mean difference: 1.7, 95% CI: 0.68–2.72, P = 0.001) was detected, although studies have shown moderate to high heterogeneity and a lack of information regarding some bias domains. Altogether, PBM seems to be an enabling technology able to be applied postimplantation of SCs for cutaneous regeneration. Our findings may guide future laboratory and clinical studies in hopes of offering wound care patients a better quality of life.

    Palavras-Chave: skin diseases; therapy; stem cells; biological repair

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  • IPEN-DOC 28956

    RIBEIRO, MARTHA S. ; SILVA, CAMILA R. ; YOSHIMURA, TANIA M. . Dosimetria e modo de aplicação dos lasers de baixa potência. In: GARCIA, VALDIR G. (Ed.); THEODORO, LETICIA H. (Ed.). Lasers na Odontologia: Uma Visão Clínica Baseada em Evidências Científicas. São Paulo, SP: Santos Publicações, 2021. p. 87-95, cap. 6.

    Palavras-Chave: dentistry; lasers; dosimetry; low dose irradiation

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  • IPEN-DOC 26934

    CABRAL, FERNANDA V. ; SILVA, CAMILA R. ; SAUTER, ISMAEL P.; SABINO, CAETANO P. ; YOSHIMURA, TANIA M. ; CORTEZ, MAURO; RIBEIRO, MARTHA S. . Efeito da terapia fotodinâmica no tratamento de leishmaniose cutânea em um modelo murino. Anais da SBBN, v. 3, p. 67-77, 2016.

    Abstract: Leishmanioses são doenças parasitárias desenvolvidas por protozoários do gênero Leishmania. A forma cutânea abrange lesões destrutivas e ulceradas com diversas limitações no tratamento. Terapias alternativas são fundamentais devido à grande relevância da doença e elevada incidência. Nesse contexto, a terapia fotodinâmica (PDT) tem sido introduzida devido ao baixo custo, baixa toxicidade, praticidade e sem relatos de resistência na literatura. Neste trabalho, dezesseis camundongos BALB/c foram infectados com 1.106 parasitos de Leishmania(L) amazonensisno membro posterior esquerdo e acompanhados por 4 semanas até o surgimento da lesão. Após esse período, os animais foram submetidos à PDT usando um diodo emissor de luz (λ=660 ±22 nm) e azul de metileno (100 μM), com fluências de 50, 100 e 150J/cm² e acompanhados durante 3 semanas. Animais controle não receberam tratamento. O tamanho da lesão e escala de dor foram mensurados utilizando um paquímetro e filamentos von Frey, respectivamente. A quantificação da carga parasitária foi realizada através do método de diluição limitante. Os resultados demonstraram que, nas semanas 2 e 3 após tratamento, ocorreu diminuição da lesão e alívio de dor nos animais que receberam 150J/cm², sugerindo que a PDT promoveu melhora clínica através da modulação do processo inflamatório.

    Palavras-Chave: photosensitivity; methylene blue; parasites; parasitic diseases; biological models; epithelium; light sources; light emitting diodes; therapy; skin diseases

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  • IPEN-DOC 27317

    SAUTER, ISMAEL P. ; YOSHIMURA, TANIA M. ; KLINGBEIL, MARIA F.G. ; MATHOR, MONICA B. ; RIBEIRO, MARTHA S. . Efeitos da luz sobre a proliferação e diferenciação de células mesenquimais em tenócitos. In: BAPTISTA, ALESSANDRA (Ed.); NUNEZ, SILVIA C. (Org.); BAPTISTA, ALESSANDRA (Org.); GARCEZ, AGUINALDO (Org.); SILVA, JULIANA P. (Org.); SILVA, CAMILA R. (Org.); CABRAL, FERNANDA V. (Org.); YOSHIMURA, TANIA M. (Org.); RIBEIRO, MARTHA S. (Org.) FÓRUM ON-LINE DE TECNOLOGIAS DA LUZ NA SAÚDE, 1st, May 28-30, 2020, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Universidade Brasil, 2020. p. 52-52.

    Abstract: INTRODUÇÃO. Os avanços na área de tecnologias baseadas em luz vêm contribuindo fortemente para o desenvolvimento da medicina regenerativa. Assim, a aplicação da luz de baixa irradiância (LBI) em diferentes regimes de irradiação poderia estimular a proliferação e acelerar a diferenciação de células-tronco mesenquimais (CTMs) em tenócitos, que poderiam ser utilizados na construção de um tendão artificial para reparação de lesões tendíneas. OBJETIVO: Avaliar os efeitos de diferentes comprimentos de onda na proliferação e diferenciação de células mesenquimais em tenócitos. METODOLOGIA: A confirmação da pluripotência das células foi realizada através de citometria de fluxo. Células-tronco humanas derivadas de tecido adiposo (Parecer CEP: 3.596.852) foram isoladas e colocadas em meio de cultura contendo ou não fatores de diferenciação para tenócitos. As células foram irradiadas a cada 48 h, durante 9 dias, com diferentes diodos emissores de luz (LEDs): azul (λ=450 ± 10 nm), verde (λ=520 ± 10 nm) e vermelha (λ=660 ± 10 nm), com irradiância de 23,3 mW/cm2 durante 17 min e 10 s, entregando uma densidade de energia de 24 J/cm2 por sessão. O grupo controle não recebeu tratamento. Após o quinto e o nono dia, foi verificada a proliferação celular por cristal violeta e ensaio de MTT, bem como a diferenciação em tenócitos por microscopia de fluorescência. RESULTADOS: Observou-se um aumento na proliferação celular quando usado o LED de emissão vermelha. Os LEDs de emissão azul e verde mostraram viabilidade celular semelhante ou abaixo do grupo controle. Por outro lado, embora todos os comprimentos de onda tenham promovido marcação positiva para colágeno Tipo I e colágeno tipo III, o LED de emissão vermelha apresentou maior densidade celular. CONCLUSÃO: Nossos resultados indicam que o LED de emissão vermelha, nas condições deste estudo, é capaz de aumentar a proliferação celular e contribuir para melhor diferenciação de CTMs em tenócitos.

    Palavras-Chave: light emitting diodes; animal cells; stem cells; radiant flux density; regeneration

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  • IPEN-DOC 26888

    CONTATORI, C.G. de S. ; SILVA, C.R. ; YOSHIMURA, T.M. ; RIBEIRO, M.S. . Effects of low-level laser irradiation on VEGF expression of melanoma cell lines. Lasers in Medical Science, v. 35, n. 1, p. 269-269, 2020. DOI: 10.1007/s10103-019-02900-7

    Abstract: Impact of low-level laser irradiation on tumor cell lines remains controversial. Vascular endothelial growth factor (VEGF) is a key molecule to form new blood vessels, which contribute for cancer development and growth. The aim of this study was to evaluate the effects of different light fluences on human melanoma SKMEL 37 cells and murine melanoma B16F10 cells using a near infrared laser (λ= 780 nm) with output power of 40 mW delivering energies of 1.2, 3.6 and 6 J (fluences of 30, 90 and 150 J/cm2, respectively). The cell lines were irradiated 24 h after they were seeded in a 96-well plate at a density of 5x103 cells per well, in triplicate at three different days. Following irradiation, both cell line supernatants were stored in Eppendorf tubes at - 20°C until VEGF-A expression measurement. Specific ELISA kits were used according to cell line (murine or human). Samples and standard solutions were added in a 96-well plate antibody-coated and incuba ted over night at 4°C. Reagent dilution and set time followed fabricant instructions. The stop solution was added and the absorbance was read in a microplate reader at 450 nm. Results showed a non-statistically significant difference among treated and control groups for both cell lines. These findings indicate that irradiation with near infrared laser does not influence VEGF expression on melanoma cell lines regardless the fluence used and should be tested to prevent cancer growth in preclinical assays.

    Palavras-Chave: laser radiation; low dose irradiation; doses; irradiation; tumor cells; melanomas; enzyme immunoassay

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  • IPEN-DOC 27318

    FOLHADELLA, KELLY C.F.; SILVA, IVES C. da; FREITAS, ANDERSON Z. de ; YOSHIMURA, TANIA M. ; RIBEIRO, MARTHA S. ; MONTALLI, VICTOR; GARCEZ, AGUINALDO S.; NUNEZ, SILVIA C.. Estudo dose-resposta da atuação do laser de baixa potência sobre processo inflamatório induzido por carragenina em Zebrafish. In: BAPTISTA, ALESSANDRA (Ed.); NUNEZ, SILVIA C. (Org.); BAPTISTA, ALESSANDRA (Org.); GARCEZ, AGUINALDO (Org.); SILVA, JULIANA P. (Org.); SILVA, CAMILA R. (Org.); CABRAL, FERNANDA V. (Org.); YOSHIMURA, TANIA M. (Org.); RIBEIRO, MARTHA S. (Org.) FÓRUM ON-LINE DE TECNOLOGIAS DA LUZ NA SAÚDE, 1st, May 28-30, 2020, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Universidade Brasil, 2020. p. 65-65.

    Abstract: INTRODUÇÃO. A Fotobiomodulação (FBM) é uma modalidade terapêutica que apresenta ampla gama de aplicações clínicas e seus mecanismos de atuação na inflamação ainda são objeto de investigação em diferentes tipos de modelos experimentais. O zebrafish é um modelo animal amplamente utilizado pela indústria farmacêutica para investigação da resposta inflamatória frente a diferentes fármacos. OBJETIVO: O objetivo deste estudo é estabelecer um modelo de estudo da FBM em zebrafish após indução de processo inflamatório. METODOLOGIA: Após aprovação pelo comite de ética (CEUA 336/2017) os animais foram divididos em grupos a saber G1 sem intervenção, G2 Injeção de solução salina na cavidade celomática, G3 injeção de 3,5% de solução de carragenina na cavidade celomática, G4, G5 e G6 injeção de 3,5% de solução de carragenina na cavidade celomática e irradiação com laser de λ=660nm, com 100mW entregando 3J, 4J e 20J de energia respectivamente. Imagens de tomografia por coerência óptica (OCT) e histologia foram realizados em diferentes momentos para avaliação dos efeitos. RESULTADOS: Os resultados observados por OCT apresentam evolução do quadro inflamatório após irradiação, confrontando os dados da OCT com os achados histológicos a energia de 20J apresentou o melhor resultado na resolução do edema e da resposta inflamatória promovida pela carragenina. CONCLUSÃO: O zebrafish pode ser um novo modelo de estudo para investigação dos efeitos da FBM e devido a suas características a adequação das dosimetrias para este modelo animal merecem mais investigação.

    Palavras-Chave: lasers; fishes; inflammation; modulation; irradiation; tomography; optical systems; coherent radiation

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  • IPEN-DOC 26625

    YOSHIMURA, TANIA M. . Fotobiomodulação na síndrome metabólica : efeitos nos tecidos adiposos branco e marrom de camundongos / Photobiomodulation in metabolic syndrome: effects on white and brown adipose tissues from mice . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro. DOI: 10.11606/T.85.2020.tde-12122019-172926

    Abstract: A síndrome metabólica (SM) é uma condição clínica que agrupa uma variedade de morbidades, como intolerância à glicose e obesidade. Na obesidade, o tecido adiposo branco (TAB) apresenta características inflamatórias que interferem na ação da insulina, levando à ocorrência de Diabetes do tipo 2. O tecido adiposo marrom (TAM), que tem como principal função a termogênese através da oxidação mitocondrial de cadeias carbônicas, se encontra hiporresponsivo aos estímulos clássicos na SM, como, por exemplo, a exposição ao frio. Estratégias para modular os processos inflamatórios do TAB e ativar o metabolismo do TAM podem atenuar as consequências da SM. Os reconhecidos efeitos anti-inflamatórios e de ativação do metabolismo mitocondrial da fotobiomodulação (PBM) indicam que essa poderia ser uma proposta terapêutica para a SM. Sendo esse o nosso foco de estudo, camundongos adultos, machos, da linhagem C57BL/6 receberam dieta hiperlipídica para indução da SM. Os animais foram então irradiados usando um dispositivo LED sobre a superfície abdominal (λ = 850 nm) ou interescapular (λ = 660 nm) para modular a inflamação do TAB ou ativar o TAM, respectivamente. O tratamento consistiu em 6 sessões de irradiação, distribuídas no decorrer de 21 dias. Apesar de não terem apresentado alterações na massa corporal e Índice de Lee, os animais irradiados na região abdominal (HFABD850) apresentaram 50 % menos células inflamatórias no TAB epididimal e também apresentaram melhora no teste de tolerância à glicose 24 h após a última sessão de tratamento. Nos animais obesos irradiados na região interescapular (HFTAM660), as irradiações promoveram aumento de duas vezes na massa do TAM, além de aumento da temperatura dorsal e da captação de 18F-FDG após exposição a baixas temperaturas. O soro desses animais (HFTAM660) também se mostrou mais semelhante ao de animais eutróficos. Nossos achados indicam que a PBM, nos parâmetros investigados, pode ser aplicada ao tratamento da SM.

    Palavras-Chave: light emitting diodes; infrared radiation; low level counting; counting techniques; laser targets; therapeutic uses; photoreactivation; biological recovery; adipose tissue; metabolic diseases; diabetes mellitus; endocrine diseases; metabolism; in vivo; animal tissues; mice; rodents

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  • IPEN-DOC 28583

    YOSHIMURA, TANIA M. ; SAUTER, ISMAEL P. ; RIBEIRO, MARTHA S. . Low power light triggers opposite effects on stem cells: influence of the wavelength and culture conditions. In: CONGRESS OF THE INTERNATIONAL UNION FOR PURE APPLIED BIOPHYSICS, 20th; ANNUAL MEETING OF THE BRAZILIAN SOCIETY FOR BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY, 50th; CONGRESS OF BRAZILIAN BIOPHYSICS SOCIETY, 45th; BRAZILIAN SOCIETY ON NUCLEAR BIOSCIENCES CONGRESS, 13th, October 4-8, 2021, São Paulo, SP. Abstract... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular (SBBq), 2021. p. 41-41.

    Abstract: Photobiomodulation (PBM) has been gaining importance in a wide range of medical fields in the past few years, particularly in stem cell-based regenerative medicine. Improving in vitro cell proliferation, differentiation and viability are ways where PBM could play a pivotal role optimizing biotechnological and bioengineering applications. Here we investigated whether different wavelengths (blue, green and red) would promote distinct outcomes in human adipose-derived stem cells (hADSCs) cultured in regular and supplemented media for tenocyte differentiation. MATERIALS AND METHODS. Freshly isolated hADSCs were cultured in a specific stem cell medium (MSCGM, Lonza), DMEM or a tenogenic medium (TEN-M: DMEM supplemented with growth factors and ascorbic acid). Cells were irradiated every 48 h (23.28 mW/cm 2, 17 min 10 s delivering 24 J/cm 2 per session) using a LED irradiator (LEDbox, BioLambda). MTT and crystal violet assays were used to evaluate cell metabolic activity and proliferation. Red wavelength (660 nm) significantly increased metabolic activity after five irradiations, but only for cells cultured in TEN-M. Oppositely, blue (450 nm) and green (520 nm) light decreased both cell proliferation and metabolic rate, with more pronounced effects for blue light in TEN-M. Considering these findings, we examined whether irradiating only the media would generate toxic compounds that could impair cell viability. We therefore assessed reactive oxygen species (ROS) production by p-nitrosodimethylaniline/ histidine assay while irradiating the three different media under the same conditions as mentioned above. Immediately after blue and green light exposure, an increment in ROS production was observed for DMEM and TEN-M, that continuously increased until reaching between 4.5 and 7.1 μM one-hour after irradiation – with higher values for TEN-M exposed to blue light. Since no significant ROS formation was observed following red light exposure, we concluded that medium composition was responsible for the different effects on metabolic activity and proliferation observed after irradiation with different wavelengths.

    Palavras-Chave: photosensitivity; stem cells; oxidation

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  • IPEN-DOC 28617

    YOSHIMURA, TANIA M. ; SAUTER, ISMAEL P. ; RIBEIRO, MARTHA S. . Low power light triggers opposite effects on stem cells: influence of the wavelength and culture conditions. Biophysical Reviews, v. 13, n. 6, p. 1492-1493, 2021. DOI: 10.1007/s12551-021-00844-3

    Abstract: INTRODUCTION Photobiomodulation (PBM) has been gaining importance in a wide range of medical fields in the past few years, particularly in stem cell-based regenerative medicine. Improving in vitro cell proliferation, differentiation and viability are ways where PBM could play a pivotal role optimizing biotechnological and bioengineering applications. OBJECTIVES Here we investigated whether different wavelengths (blue, green and red) would promote distinct outcomes in human adipose-derived stem cells (hADSCs) cultured in regular and supplemented media for tenocyte differentiation. MATERIALS AND METHODS Freshly isolated hADSCs were cultured in a specific stem cell medium (MSCGM, Lonza), DMEM or a tenogenic medium (TEN-M: DMEM supplemented with growth factors and ascorbic acid). Cells were irradiated every 48 h (23.28 mW/cm 2 , 17 min 10 s delivering 24 J/cm 2 per session) using a LED irradiator (LEDbox, BioLambda). MTT and crystal violet assays were used to evaluate cell metabolic activity and proliferation. DISCUSSION AND RESULTS Red wavelength (660 nm) significantly increased metabolic activity after five irradiations, but only for cells cultured in TEN-M. Oppositely, blue (450 nm) and green (520 nm) light decreased both cell proliferation and metabolic rate, with more pronounced effects for blue light in TEN-M. Considering these findings, we examined whether irradiating only the media would generate toxic compounds that could impair cell viability. We therefore assessed reactive oxygen species (ROS) production by p-nitrosodimethylaniline/histidine assay while irradiating the three different media under the same conditions as mentioned above. Immediately after blue and green light exposure, an increment in ROS production was observed for DMEM and TEN-M, that continuously increased until reaching between 4.5 and 7.1 μM one-hour after irradiation – with higher values for TEN-M exposed to blue light. CONCLUSION Since no significant ROS formation was observed following red light exposure, we concluded that medium composition was responsible for the different effects on metabolic activity and proliferation observed after irradiation with different wavelengths.

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  • IPEN-DOC 26629

    YOSHIMURA, TANIA M. . Luz de baixa potência como proposta terapêutica à síndrome metabólica em modelo animal / Low level light therapy as a therapeutic proposal for mice with metabolic syndrome . 2014. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-09042015-143109

    Abstract: A síndrome metabólica (SM) é uma condição clínica que agrupa uma variedade de morbidades, como hiperglicemia, pressão arterial elevada, dislipidemia aterogênica e obesidade (particularmente na região abdominal). Nessa conjuntura, os principais tecidos-alvo da ação da insulina sofrem alterações metabólicas que aumentam o risco de ocorrência de doenças cardiovasculares e diabetes tipo 2. As alterações teciduais observadas são caracterizadas por infiltrados de células do sistema imune, especialmente macrófagos. Citocinas pró-inflamatórias, como TNF-α, são liberadas e alcançam a corrente sanguínea, promovendo nesses indivíduos um estado de inflamação crônica e sistêmica. O tecido adiposo intra-abdominal parece ser de particular importância no estabelecimento desse quadro inflamatório, e estratégias direcionadas no sentido de modular os processos inflamatórios nesse tecido podem atenuar as consequências da SM. Os reconhecidos benefícios da terapia com luz de baixa potência em condições inflamatórias nos permitem supor que essa poderia ser uma proposta terapêutica para a SM. Sendo esse o nosso foco de estudo, camundongos adultos, machos, das linhagens C57BL/6 e BALB/c receberam dieta hiperlipídica durante 8 semanas para indução do quadro de SM. Os animais foram então irradiados sobre a superfície abdominal no decorrer de 21 dias, usando um LED (λ = 850 nm, 6 sessões, 300 s por sessão, potência = 60 mW, fluência = 6 J/cm², taxa de fluência = 19 mW/cm²). Antes e durante o tratamento, amostras de sague foram coletadas para quantificação de glicose, colesterol total e triglicérides plasmáticos. Considerando os parâmetros de irradiação adotados, a terapia com luz de baixa potência não se mostrou efetiva para alterar massa corporal, glicemia, colesterol total e triglicérides de camundongos alimentados com dieta hiperlipídica.

    Palavras-Chave: glucose; biological accumulation; diabetes mellitus; antipyretics; adipose tissue; mice; in vivo; counting techniques; laser targets; photoreactivation; therapeutic uses; metabolic diseases; infrared radiation; low level counting; light emitting diodes

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  • IPEN-DOC 27393

    TOLEDO, VICTOR H.; YOSHIMURA, TANIA M. ; PEREIRA, SAULO T. ; CASTRO, CARLOS E.; FERREIRA, FABIO F.; RIBEIRO, MARTHA S. ; HADDAD, PAULA S.. Methylene blue-covered superparamagnetic iron oxide nanoparticles combined with red light as a novel platform to fight non-local bacterial infections: a proof of concept study against Escherichia coli. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, v. 209, p. 1-10, 2020. DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2020.111956

    Abstract: Currently, antimicrobial photodynamic therapy (APDT) is limited to the local treatment of topical infections, and a platform that can deliver the photosensitizer to internal organs is highly desirable for non-local ones; SPIONs can be promising vehicles for the photosensitizer. This work reports an innovative application of methylene blue (MB)-superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs). We report on the preparation, characterization, and application of MB-SPIONs for antimicrobial photodynamic therapy. When exposed to light, the MB photosensitizer generates reactive oxygen species (ROS), which cause irreversible damage in microbial cells. We prepare SPIONs by the co-precipitation method. We cover the nanoparticles with a double silica layer – tetraethyl orthosilicate and sodium silicate – leading to the hybrid material magnetite-silica-MB. We characterize the as-prepared SPIONs by Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction, and magnetic measurements. We confirm the formation of magnetite using powder X-ray diffraction data. We use the Rietveld method to calculate the average crystallite size of magnetite as being 14 nm. Infrared spectra show characteristic bands of iron‑oxygen as well as others associated with silicate groups. At room temperature, the nanocomposites present magnetic behavior due to the magnetite core. Besides, magnetite-silica-MB can promote ROS formation. Thus, we evaluate the photodynamic activity of Fe3O4-silica-MB on Escherichia coli. Our results show the bacteria are completely eradicated following photodynamic treatment depending on the MB release time from SPIONs and energy dose. These findings encourage us to explore the use of magnetite-silica-MB to fight internal infections in preclinical assays.

    Palavras-Chave: antimicrobial agents; therapy; methylene blue; silica; iron oxides; superparamagnetism; escherichia coli; magnetite; photosensitivity; reactivity; oxygen

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  • IPEN-DOC 29623

    NOVAES, G.A.; BLANK, M.H.; YOSHIMURA, T.M. ; RIBEIRO, M.S. ; PEREIRA, R.J.G.. Methylene blue-mediated antimicrobial photodynamic therapy on chicken semen. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, v. 41, p. 1-12, 2023. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2023.103290

    Abstract: Background: Artificial insemination is widely employed in poultry, but high degrees of bacterial contamination are often observed in semen because of its passage through the cloaca. Consequently, most semen extenders for birds have antibiotics that could aggravate bacterial resistance. Methods: We evaluated the potential of antimicrobial photodynamic therapy (PDT) as an alternative to the use of antibiotics, and assessed whether changes in concentration and incubation time with methylene blue (MB), radiant exposure, and irradiance of light affect spermatozoa activity and bacteria in chicken semen. Results: Incubation with MB (< 25 µM) did not alter sperm motility, regardless of the pre-irradiation time (PIT, 1 or 5 min). Following 1 min of PIT with MB at 10 µM, samples were irradiated for 30, 60, 120, and 180 s at irradiances of 44, 29, and 17 mW/ cm² (660 nm LedBox). MB and light alone did not interfere with the analyzed parameters. However, when both factors were associated, increases in light dose led to greater reductions in sperm parameters, regardless of the irradiance used. Besides, PDT conditions that were less harmful to spermatozoa were not able to significantly reduce bacterial colonies in chicken semen. Conclusions: A failure in MB selectivity could explain unsuccessful bacterial reduction following PDT. Further research involving other photosensitizers or conjugating molecules to MB to target microbial cells is needed for PDT application in poultry breeders.

    Palavras-Chave: fowl; antibiotics; reproduction; microorganisms; chickens; photodynamic therapy

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  • IPEN-DOC 25942

    FAROOQ, SAJID; CORREIA, THAMARA T. da S.; YOSHIMURA, TANIA M. ; PEREIRA, SAULO de T. ; RIBEIRO, MARTHA S. ; ARAUJO, RENATO E.. Methylene blue-mediated photoinactivation of Staphylococcus aureus assisted by gold nanoshells. In: COSTA-FELIX, RODRIGO (Ed.); MACHADO, JOÃO C. (Ed.); ALVARENGA, ANDRÉ V. (Ed.) BRAZILIAN CONGRESS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, 26th, October 21-25, 2018, Armação de Buzios, RJ. Proceedings... Singapore: Springer Nature Singapore, 2019. p. 841-845. (IFMBE Proceedings, volume 70/2). DOI: 10.1007/978-981-13-2517-5_130

    Abstract: Gold nanoshells (silica core/gold shell) have fascinating optical extinction spectrum within visible to near infrared range. In this work, we investigate the optical properties of Au nanoshells and evaluate the feasibility of their use on photodynamic therapy. Three dimensional finite element simulation and experimental analyses were explored on the assessment of the localized surface plasmon resonance spectrum and spatial distribution of the electromagnetic field enhancement near metallic nanoshells. In addition, the interaction of Au nanoshells with methylene blue (MB) photosensitizer was appraised, and 3.2—fold metal enhanced single oxygen generation was observed. Lastly, we investigate the effects of MB-mediated photoinactivation on Staphylococcus aureus assisted by gold nanoshells. The use of nanoshells on the photoinactivation procedure reduced 3 the required illumination time for total eradication of bacterial cells. Our results indicate that Au nanoshells are promising candidates to enhance the photodynamic effect on bacterial cells.

    Palavras-Chave: methylene blue; nanomaterials; optical properties; staphylococcus; inactivation; shells; bacteria

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  • IPEN-DOC 27676

    RIBEIRO, M.S. ; YOSHIMURA, T.M. ; TOLEDO, V.H.; HADDAD, P.S.. A novel superparamagnetic nanoplatform assisted by light against nonlocal bacterial infections. In: PAN-AMERICAN NANOTECHNOLOGY CONFERENCE, 2nd, March 4-7, 2020, Águas de Lindoia, SP. Abstract... 2020.

    Abstract: The increasing resistance to antimicrobials worldwide requires new strategies to fight infectious diseases. Antimicrobial photodynamic therapy (APDT) emerges in this scenario as a promising approach. APDT is a light-based therapy combined to a photosensitizer drug and oxygen that kills microorganisms via oxidative stress. Due to its mechanism of action, i.e., generalized oxidation of all cell structures, bacterial resistance to APDT is very improbable. Currently, however, APDT is limited to local treatments. Thus, a platform to deliver the photosensitizer drug in internal organs is urgently necessary. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) can be easily directed to target sites using an external magnetic field, which made them excellent drug delivery systems. In addition, their large surface to volume ratio allows the functionalization of therapeutic molecules on their surface. In this work, we synthesized and characterized SPIONs covered by methylene blue (MB)-entrapped silica (SPIONs-silica-MB) and investigated their potential combined to APDT to kill Escherichia coli, the most common bacteria found in urinary tract infections. We synthesized SPIONs by the co-precipitation of iron (II) and (III) chlorides in the presence of a weak base and covered them with a double layer of silica leading to the hybrid material magnetite-silica-MB. SPIONS were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction, and magnetic measurements. Kinetics of MB release and production of singlet oxygen from SPION-silica-MB were also obtained. The average crystallite size of magnetite was found to be 14 nm. Infrared spectra showed characteristic bands of iron-oxygen and others associated with silicate groups. At room temperature, the nanoplatform presented magnetic behavior due to the magnetite core. MB release increased exponentially until 18 h, when it reached a plateau. Singlet oxygen was spontaneously released from SPIONs-silica-MB. To verify the photodynamic activity of SPIONs-silica-MB on bacterial cells, 1x10^7 colony forming units of E. coli were suspended in SPIONs-silica-MB PBS solution (50 microM of MB) and were irradiated using a red LED (625 ± 20 nm) of 235 mW over an orbital shaker to prevent precipitation during 5, 10, 15 and 20 min at three different MB release times: 6, 12 and 22 h. Proper controls were established and showed no killing. In contrast, SPIONs-silica-MB-mediated APDT promoted bacteria inactivation depending on both the time of MB release and irradiation time. Our results show that bacteria are completely eradicated following 22 h of MB release and 20 min of irradiation. These findings motivate the use of SPIONs-silica-MB to mediate APDT against nonlocal infectious diseases.

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  • IPEN-DOC 26891

    YOSHIMURA, TANIA ; RIBEIRO, MARTHA S. . Photobiomodulation activates glucose uptake in brown adipose tissue of obese mice. Lasers in Medical Science, v. 35, n. 1, p. 280-280, 2020. DOI: 10.1007/s10103-019-02900-7

    Abstract: Mammal fat consists ofwhite and brown adipose tissues (WATand BAT). Although most fat is energy-storing WAT, brown adipocytes dissipate energy as heat. Obese subjects exhibit BAT hyporesponsiveness to classical stimuli as cold, hence increasing BAT thermogenic capacity could be an i n t er e s t i n g t a rget f o r t r eating obesity. Photobiomodulation (PBM) seems to be a feasible alternative to activate BAT, although it has not been applied for this purpose until now. In this study, adult C57Bl/6 mice were fed with a hyperlipidic diet (HF) during 15 weeks to induce obesity. Then, they were divided into two groups: HF and HF660. The interscapular BAT of HF660 mice was exposed to a single irradiation using a 662 ± 20 nm LED (5.7 Jcm-2 at 19 mWcm-2, delivered during 300 s). The HF group was sham-irradiated. Eutrophic animals were also used. Animals received 200 mCi of 18F-FDG and were exposed to cold for basal register of PET-CT images. After PBM or sh am treat ment, mice were once again exposed to cold before PET-CT image acquisition. Our results showed that PBM was able to activate BAT in obese mice through higher glucose uptake. In contrast, PBM and shamirradiated normal fed mice presented similar levels of glucose uptake. Taking together, our findings suggest that PBM applied to the BAT is able to promote glucose uptake by obese mice and could be an interesting approach to manage obesity and its correlated morbidities.

    Palavras-Chave: adipose tissue; glucose; metabolic diseases; mice; irradiation

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  • IPEN-DOC 27188

    SOARES, ROSANE B.; COSTA, DENIS H.; MIYAKAWA, WALTER; DELGADO, MARIA G.T.; GARCEZ, AGUINALDO S.; YOSHIMURA, TANIA M. ; RIBEIRO, MARTHA S. ; NUNEZ, SILVIA C.. Photodynamic activity on biofilm in endotracheal tubes of patients admitted to an intensive care unit. Photochemistry and Photobiology, v. 96, n. 3, SI, p. 618-624, 2020. DOI: 10.1111/php.13239

    Abstract: Ventilator-associated pneumonia (VAP) is an infection that arises after endotracheal intubation affecting patients under intensive care. The presence of the endotracheal tube (ETT) is a risk factor since it is colonized by multispecies biofilm. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) could be a strategy to decontaminate ETTs. We verify if methylene blue (MB) associated with external illumination of the ETT could be an alternative to destroy biofilm. We performed an in vitro and ex vivo study. In vitro study was performed with P. aeruginosa biofilm grew over ETT for 7 days. After treatment, the surviving cells were cultured for 3 days and the biofilm was analyzed by crystal violet absorbance. Ex vivo study employed ETT obtained from extubated patients. aPDT was performed with MB (100 μM) and red LED (k = 640±20 nm). We quantified the biofilm thickness and used scanning electron microscopy and fluorescence technique to verify morphological and functional changes after aPDT. Our results showed that bacteria remain susceptible to aPDT after sequential treatments. We also attested that aPDT can reduce biofilm thickness, disrupt biofilm attachment from ETT surface and kill microbial cells. These data suggest that aPDT should be investigated to decrease VAP incidence via ETT decontamination.

    Palavras-Chave: respiratory system; intratracheal administration; pneumonia; respiratory system diseases; bacteria; biological materials; microorganisms; photochemistry; patients; medicine; hospitals

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  • IPEN-DOC 29710

    CABRAL, FERNANDA V. ; YOSHIMURA, TANIA M. ; SILVA, DANIELA de F.T. da ; CORTEZ, MAURO; RIBEIRO, MARTHA S. . Photodynamic therapy mediated by a red LED and methylene blue inactivates resistant leishmania amazonensis. Journal of the Optical Society of America A, v. 40, n. 5, p. 996-1005, 2023. DOI: 10.1364/JOSAA.482314

    Abstract: Cutaneous leishmaniasis is a neglected parasitic disease that leads to destructive lesions. The emergence of drug resistance has been a global concern over the past years. Photodynamic therapy (PDT) mediated by a red LED and methylene blue (MB) involves the overproduction of oxidative stress, which oxidizes several cellular biomolecules and prevents the selection of resistant strains. Herein, we investigated the potential of PDT mediated by MB against wild-type and miltefosine-resistant strains of Leishmania amazonensis. As a result, both strains were susceptible to PDT, thus encouraging us to seek the best conditions to overcome the drug resistance problem in cutaneous leishmaniasis.

    Palavras-Chave: protozoa; parasitic diseases; skin diseases; photodynamic therapy; methylene blue; light emitting diodes

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  • IPEN-DOC 29050

    CHARLIE-SILVA, IVES; FEITOSA, NATALIA M.; PONTES, LETICIA G.; FERNANDES, BIANCA H.; NOBREGA, RAFAEL H.; GOMES, JULIANA M.M.; PRATA, MARIANA N.L.; FERRARIS, FAUSTO K.; MELO, DANIELA C.; CONDE, GABRIEL; RODRIGUES, LETICIA F.; ARACATI, MAYUMI F.; CORREA-JUNIOR, JOSE D.; MANRIQUE, WILSON G.; SUPERIO, JOSHUA; GARCEZ, AGUINALDO S.; CONCEICAO, KATIA; YOSHIMURA, TANIA M. ; NUNEZ, SILVIA C.; ETO, SILAS F.; FERNANDES, DAYANNE C.; FREITAS, ANDERSON Z. ; RIBEIRO, MARTHA S. ; NEDOLUZHKO, ARTEM; LOPES-FERREIRA, MONICA; BORRA, RICARDO C.; BARCELLOS, LEONARDO J.G.; PEREZ, ANDREA C.; MALAFAIA, GUILHEME; CUNHA, THIAGO M.; BELO, MARCO A.A.; GALINDO-VILLEGAS, JORGE. Plasma proteome responses in zebrafish following λ-carrageenan-Induced inflammation are mediated by PMN leukocytes and correlate highly with their human counterparts. Frontiers in Immunology, v. 13, p. 1-21, 2022. DOI: 10.3389/fimmu.2022.1019201

    Abstract: Regulation of inflammation is a critical process for maintaining physiological homeostasis. The λ-carrageenan (λ-CGN) is a mucopolysaccharide extracted from the cell wall of red algae (Chondrus crispus) capable of inducing acute intestinal inflammation, which is translated into the production of acute phase reactants secreted into the blood circulation. However, the associated mechanisms in vertebrates are not well understood. Here, we investigated the crucial factors behind the inflammatory milieu of λ-CGN-mediated inflammation administered at 0, 1.75, and 3.5% (v/w) by i.p. injection into the peritoneal cavity of adult zebrafish (ZF) (Danio rerio). We found that polymorphonuclear leukocytes (neutrophils) and lymphocytes infiltrating the ZF peritoneal cavity had short-term persistence. Nevertheless, they generate a strong pattern of inflammation that affects systemically and is enough to produce edema in the cavity. Consistent with these findings, cell infiltration, which causes notable tissue changes, resulted in the overexpression of several acute inflammatory markers at the protein level. Using reversed-phase high-performance liquid chromatography followed by a hybrid linear ion-trap mass spectrometry shotgun proteomic approach, we identified 2938 plasma proteins among the animals injected with PBS and 3.5% λ-CGN. First, the bioinformatic analysis revealed the composition of the plasma proteome. Interestingly, 72 commonly expressed proteins were recorded among the treated and control groups, but, surprisingly, 2830 novel proteins were differentially expressed exclusively in the λ-CGN-induced group. Furthermore, from the commonly expressed proteins, compared to the control group 62 proteins got a significant (p < 0.05) upregulation in the λ-CGN-treated group, while the remaining ten proteins were downregulated. Next, we obtained the major protein-protein interaction networks between hub protein clusters in the blood plasma of the λ-CGN induced group. Moreover, to understand the molecular underpinnings of these effects based on the unveiled protein sets, we performed a bioinformatic structural similarity analysis and generated overlapping 3D reconstructions between ZF and humans during acute inflammation. Biological pathway analysis pointed to the activation and abundance of diverse classical immune and acute phase reactants, several catalytic enzymes, and varied proteins supporting the immune response. Together, this information can be used for testing and finding novel pharmacological targets to treat human intestinal inflammatory diseases.

    Palavras-Chave: glycoproteins; immunity; fishes; proteins

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  • IPEN-DOC 26518

    NARDINI, ELISA F.; ALMEIDA, THIAGO S.; YOSHIMURA, TANIA M. ; RIBEIRO, MARTHA S. ; CARDOSO, RIELSON J.; GARCEZ, AGUINALDO S.. The potential of commercially available phytotherapeutic compounds as new photosensitizers for dental antimicrobial PDT: a photochemical and photobiological in vitro study. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, v. 27, p. 248-254, 2019. DOI: 10.1016/j.pdpdt.2019.05.027

    Abstract: The present study evaluated the effectiveness of extracts of commercially available Curcuma longa, Citrus lemon, Hamamelis virginiana and Hypericum perforatum as photosensitizers in Antimicrobial Photodynamic Therapy (aPDT). Each photosensitizer (PS) was analyzed in a spectrophotometer between 350 and 750 nm to determine the ideal light source. Once the absorption bands were determined, three light sources were selected. To determine the concentration of use, the compounds were tested at different concentrations on bovine dentin samples to evaluate the risk of staining. Once the concentration was determined, the PSs were evaluated for dark toxicity and phototoxicity on fibroblast and bacteria culture. Each compound was then irradiated with each light source and evaluated for the production of reactive oxygen species (ROS). The bacterial reduction was tested on E. faecalis culture in planktonic form and on biofilm using an energy of 10 J and an Energy Density of 26 J/cm2. The tested compounds exhibited light absorption in three bands of the visible spectrum: violet (405 nm), blue (460 nm) and red (660 nm). At a 1:6 concentration, none of the compounds caused tooth staining as they did not exhibit significant toxicity in the cells or bacterial suspension. Additionally, significant ROS production was observed when the compounds were irradiated at each wavelength. When aPDT was performed on the plactonic and biofilm bacteria, significant microbial reduction was observed in both cases, reaching a reduction of up to 5Logs. In conclusion, extracts of Curcuma longa, Citrus lemon, Hamamelis virginiana and Hypericum perforatum exhibited potential for use as photosensitizing agents in aPDT.

    Palavras-Chave: plants; biological materials; medicinal plants; photosensitivity; photochemical reactions; in vitro; dentistry; antimicrobial agents; chemotherapy; bacteria; streptococcus; therapy; photochemistry; teeth

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  • IPEN-DOC 27319

    RIBEIRO, MARTHA S. ; YOSHIMURA, TANIA M. ; CABRAL, FERNANDA V. ; SILVA, CAMILA R. . Anais do I Fórum on-line de Tecnologias da Luz na Saúde. São Paulo, SP: Universidade Brasil, 2020. 89 p.

    Palavras-Chave: visible radiation; light sources; medicine; dentistry; therapeutic uses; ultraviolet radiation; therapy

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Autor: Maprelian

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

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