ABSTRACT The Scientists of Tomorrow/ Cientistas do Amanhã project is an immersive science training program developed by the Program of Post-Graduation in Health Sciences at Hospital Israelita Albert Einstein. This program was conducted in partnership with Volunteering and Escola Municipal de Ensino Fundamental Professor Paulo Freire in Paraisópolis, São Paulo, Brazil. The Scientists of Tomorrow Program comprised a short training period conducted in May 2022 involving 37 students, and a long training period from August to December 2022, which included 15 students. It aimed to popularize science through practical activities; transfer knowledge to young students; sensitize and guide them to pursue academic-scientific careers; reduce stereotypes about scientific work and scientists; and help students understand the social, political, and ethical roles of science within society. All activities were led by postgraduate students and professors from our postgraduate program, physicians, nurses, physiotherapists, biomedicals, and veterinarians from Hospital Israelita Albert Einstein, as well as medical students from Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein . Activities in the short training included lectures on cinema and science, strategies to combat fake news, non-violent communication, innovation, design-thinking framework, and developing a scientific project. During the long training period, discussions were focused on nanotechnology, animal research, big data, bioinformatics, meditation, blood and bone marrow donation, telemedicine, sex and sexually-transmitted infections, rehabilitation, career opportunities, and scientific integrity. In addition, practical activities were further expanded using optical and confocal microscopy, cytometry, and basic concepts regarding the structure and function of living cells. The program also included the launching of the open-air outreach Education E-natureza activity, which turned students into ambassadors of nature. In conclusion, the Scientists of Tomorrow Program was innovative and enabled young students to learn that science is a collective activity that can enhance public health.

RESUMO O objetivo deste estudo foi destacar o esforço científico global para combater o SARS-CoV-2 abordando os resultados preliminares da imunização passiva por plasma convalescente. Foi realizada uma busca nas principais bases de dados dos protocolos de ensaios clínicos intervencionistas sobre transfusão de plasma convalescente em pacientes com COVID-19, bem como artigos publicados (n≥25), utilizando a seguinte estratégia de busca: [(COVID-19 OR SARS-CoV-2 OR nCoV-2019) AND (Convalescent plasma OR Plasma exchange) AND (Treatment OR Therapy)]. Um total de 24 protocolos de ensaios clínicos intervencionistas (avançados nas fases II-III, III e IV) foi incluído nesta revisão, assim como três estudos que tiveram resultados suficientes para avaliar a eficácia da terapia com plasma convalescente para pacientes com COVID-19. Todos os protocolos de ensaios clínicos intervencionistas aplicaram cerca de 500mL de plasma convalescente (de uma ou mais doações) em pacientes hospitalizados, principalmente naqueles com grau grave de doença associada à terapia-padrão para COVID-19 em comparação com placebo ou terapia-padrão mais medicamentos específicos. A maioria dos protocolos de ensaios clínicos intervencionistas é multicêntrica, e os estudos de fase IV estão recrutando em centros intercontinentais da América do Norte, Oceania e Europa, mas a maior parte dos centros de recrutamento está dentro de seu próprio país. Os três estudos publicados relataram abordagem semelhante de intervenção para plasma convalescente com redução do tempo de internação, mortalidade e menos de 4% de eventos adversos, principalmente para o tratamento de casos críticos com risco de vida. Todos os ensaios clínicos avançados focaram na terapia com plasma convalescente em pacientes com COVID-19 hospitalizados em condições graves, e os resultados preliminares fornecem fortes evidências para a terapia para esses pacientes com COVID-19.

ABSTRACT The objective of this study was to highlight the global scientific effort to fight the SARS-CoV-2, addressing the preliminary results of passive immunization through convalescent plasma. We performed a search at the major databases of interventional clinical trial protocols about the transfusion of convalescent plasma in patients with COVID-19, as well as, published articles (n≥25), using the following search strategy: [(COVID-19 OR SARS-CoV-2 OR nCoV-2019) AND (Convalescent plasma OR Plasma exchange) AND (Treatment OR Therapy)]. A total of 24 interventional clinical trial protocols (advanced in phases II-III, III, and IV) were included in this review, as well as three studies that had enough outcomes to evaluate the efficacy of convalescent plasma therapy for patients with COVID-19. All interventional clinical trial protocols applied approximately 500mL of convalescent plasma (from single or more donations) in hospitalized patients, mainly in patients with severe disease associated with standard therapy for COVID-19, and compared to placebo or standard therapy plus specific drugs. Most of interventional clinical trial protocols are multicenter, and the phase IV studies are recruiting at intercontinental centers of North America, Oceania, Europe, but most are recruiting center inside their own county. The three studies published reported similar approach of convalescent plasma intervention with decrease in length of stay, mortality, with less than 4% of adverse events, mainly for treating critical cases with life-threatening disease. All advanced clinical trials focused on convalescent plasma therapy in patients with COVID-19 hospitalized in severe conditions, and the preliminary results provide strong evidence for therapy for the COVID-19 patients.

RESUMO Objetivo: Avaliar a terapia de magneto-hipertermia em modelo de tumor de glioblastoma on-a-Chip. Métodos: As nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana foram utilizadas para a terapia da magneto-hipertermia, sendo avaliada a taxa de absorção específica das nanopartículas magnéticas em 300 Gauss e 305kHz. Uma pré-cultura de células C6 foi realizada e, seguidamente, foi feito o cultivo das células 3D no chip. O processo de magneto-hipertermia no chip foi realizado após administração de 20μL de nanopartículas magnéticas (10mgFe/mL), utilizando os parâmetros que geraram o valor da taxa de absorção específica. A eficácia da terapia de magneto-hipertermia foi avaliada pela viabilidade celular por meio dos corantes fluorescentes acetoximetiléster de calceína (492/513nm), para células vivas, e etídio homodímero-1 (526/619nm), para células mortas. Resultados: As nanopartículas magnéticas, quando submetidas ao campo magnético alternado (300 Gauss e 305kHz), produziram um valor médio da taxa de absorção específica de 115,4±6,0W/g. A cultura 3D das células C6 avaliada por imagem de microscopia de campo claro mostrou a proliferação e a morfologia das células antes da aplicação da terapia de magneto-hipertermia. As imagens de fluorescência mostraram diminuição da viabilidade das células cultivadas no organ-on-a-Chip em 20% e 100% após 10 e 30 minutos, respectivamente, da aplicação da terapia de magneto-hipertermia. Conclusão: O processo terapêutico da magneto-hipertermia no modelo de tumor glioblastoma on-a-chip foi eficaz para produzir lise total das células após 30 minutos de terapia.

ABSTRACT Objective: To evaluate the magnetic hyperthermia therapy in glioblastoma tumor-on-a-Chip model using a microfluidics device. Methods: The magnetic nanoparticles coated with aminosilane were used for the therapy of magnetic hyperthermia, being evaluated the specific absorption rate of the magnetic nanoparticles at 300 Gauss and 305kHz. A preculture of C6 cells was performed before the 3D cells culture on the chip. The process of magnetic hyperthermia on the Chip was performed after administration of 20μL of magnetic nanoparticles (10mgFe/mL) using the parameters that generated the specific absorption rate value. The efficacy of magnetic hyperthermia therapy was evaluated by using the cell viability test through the following fluorescence staining: calcein acetoxymethyl ester (492/513nm), for live cells, and ethidium homodimer-1 (526/619nm) for dead cells dyes. Results: Magnetic nanoparticles when submitted to the alternating magnetic field (300 Gauss and 305kHz) produced a mean value of the specific absorption rate of 115.4±6.0W/g. The 3D culture of C6 cells evaluated by light field microscopy imaging showed the proliferation and morphology of the cells prior to the application of magnetic hyperthermia therapy. Fluorescence images showed decreased viability of cultured cells in organ-on-a-Chip by 20% and 100% after 10 and 30 minutes of the magnetic hyperthermia therapy application respectively. Conclusion: The study showed that the therapeutic process of magnetic hyperthermia in the glioblastoma on-a-chip model was effective to produce the total cell lise after 30 minutes of therapy.

RESUMO Objetivo: Avaliar o potencial da técnica de magneto-hipertermia utilizando nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com aminosilana em modelo de tumores de glioblastoma. Métodos: As nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com aminosilana foram avaliadas quanto à sua estabilidade em meio aquoso e a seu potencial de aquecimento pela taxa de absorção específica, quando submetidas à magneto-hipertermia, com diferentes frequências e intensidades de campo magnético alternado. Nos ensaios de magneto-hipertermia in vitro, as células C6 cultivadas e transduzidas com luciferase foram avaliadas por bioluminescência na presença/ausência do campo magnético alternado, como também com e sem nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com aminosilana. No estudo in vivo, a medida de bioluminescência foi adquirida no 21º dia após indução do glioblastoma com células C6 nos ratos. Após 24 horas, as nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com aminosilana foram implantadas no animal, tendo sido realizada a magneto-hipertermia por 40 minutos, nas melhores condições de frequência e intensidade de campo magnético alternado testado no estudo in vitro (maior valor da taxa de absorção específica); foi verificada a diferença do bioluminescência antes e após a magneto-hipertermia. Resultados: As nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com aminosilana se mostraram estáveis, e sua capacidade de aquecimento aumentou com o incremento da frequência e da intensidade de campo magnético alternado. A aplicação da magneto-hipertermia, com 874kHz e 200 Gauss do campo magnético alternado, determinou o melhor valor da taxa de absorção específica (194,917W/g). Quando utilizados, estes parâmetros de magneto-hipertermia in vitro resultaram em morte celular de 52,0% e in vivo de 32,8% por bioluminescência. Conclusão: A técnica de magneto-hipertermia foi promissora para o processo terapêutico de tumores de glioblastoma no modelo animal utilizando as nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro recobertas com aminosilana recobertas com aminosilana, que apresentaram alta taxa de absorção específica.

ABSTRACT Objective: To evaluate the potential of magnetic hyperthermia using aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles in glioblastoma tumor model. Methods: The aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles were analyzed as to their stability in aqueous medium and their heating potential through specific absorption rate, when submitted to magnetic hyperthermia with different frequencies and intensities of alternating magnetic field. In magnetic hyperthermia in vitro assays, the C6 cells cultured and transduced with luciferase were analyzed by bioluminescence in the absence/presence of alternating magnetic field, and also with and without aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles. In the in vivo study, the measurement of bioluminescence was performed 21 days after glioblastoma induction with C6 cells in rats. After 24 hours, the aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles were implanted in animals, and magnetic hyperthermia was performed for 40 minutes, using the best conditions of frequency and intensity of alternating magnetic field tested in the in vitro study (the highest specific absorption rate value) and verified the difference of bioluminescence before and after magnetic hyperthermia. Results: The aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles were stable, and their heating capacity increased along with higher frequency and intensity of alternating magnetic field. The magnetic hyperthermia application with 874kHz and 200 Gauss of alternating magnetic field determined the best value of specific absorption rate (194.917W/g). When these magnetic hyperthermia parameters were used in in vitro and in vivo analysis, resulted in cell death of 52.0% and 32.8%, respectively, detected by bioluminescence. Conclusion: The magnetic hyperthermia was promissing for the therapeutical process of glioblastoma tumors in animal model, using aminosilane-coated superparamagnetic iron oxide nanoparticles, which presented high specific absorption rate.

RESUMO A utilização de nanocarreadores como sistemas de entrega de drogas para agentes terapêuticos ou de imagem pode aumentar as propriedades farmacológicas dos compostos normalmente utilizados no tratamento e diagnóstico de câncer. Avanços em engenharia de superfície de nanopartículas para a acomodação de ligantes alvo têm feito dos nanocarreadores candidatos atrativos para um futuro trabalho envolvendo entrega de droga direcionada. Embora não direcionados, muitos nanocarreadores terapêuticos foram aprovados para uso clínico no tratamento e/ou diagnóstico de vários tipos de câncer. Além disso, há várias outras formulações que se encontram agora em estágio de testes clínicos. Este artigo de revisão examinou algumas formulações aprovadas e discutiu as vantagens da utilização de nanocarreadores na terapia de câncer.

ABSTRACT The use of nanocarriers as drug delivery systems for therapeutic or imaging agents can improve the pharmacological properties of commonly used compounds in cancer diagnosis and treatment. Advances in the surface engineering of nanoparticles to accommodate targeting ligands turned nanocarriers attractive candidates for future work involving targeted drug delivery. Although not targeted, several nanocarriers have been approved for clinical use and they are currently used to treat and/or diagnosis various types of cancers. Furthermore, there are several formulations, which are now in various stages of clinical trials. This review examined some approved formulations and discussed the advantages of using nanocarriers in cancer therapy.

Nowadays the use of magnetic nanoparticles (MNP) in medical applications has exceeded expectations. In molecular imaging, MNP based on iron oxide coated with appropriated materials have several applications in vitro and in vivo studies. For applications in nanobiotechnology these MNP must present some characteristics such as size smaller than 100 nanometers, high magnetization values, among others. Therefore the MNP have physical and chemical properties that are specific to certain studies which must be characterized for quality control of the nanostructured material. This study presents the synthesis and characterization of MNP of magnetite (Fe3O4) dispersible in water with perspectives in a wide range of biomedical applications. The characterization of the colloidal suspension based on MNP stated that the average diameter is (12.6±0.2) nm determined by Transmission Electron Microscopy where the MNP have the crystalline phase of magnetite (Fe3O4) that was identified by Diffraction X-ray and confirmed by Mössbauer Spectroscopy. The blocking temperature of (89±1) K, Fe3O4 MNP property, was determined from magnetic measurements based on the Zero Field Cooled and Field Cooled methods. The hysteresis loops were measured at different temperatures below and above blocking temperature. The magnetometry determined that the MNP showed superparamagnetic behavior confirmed by ferromagnetic resonance.

OBJETIVO: Avaliar a marcação intracelular e o processo de quantificação por imagem por ressonância magnética usando nanopartículas magnéticas à base de óxido de ferro recobertas com materiais biocompatíveis em células da linhagem de glioma de rato C6 em experimentos in vitro. Esses métodos visam orientar ensaios futuros de indução de tumor in vivo, bem como possíveis aplicações da técnica de magneto-hipertermia. MÉTODOS: Na avaliação qualitativa da marcação de células C6, realizada mediante microscopia óptica comum, foram utilizadas nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana, dextrana, álcool polivinílico e amido. A influência do agente de transfecção poly-L-lisine na captação celular foi analisada. O processo de quantificação foi realizado mediante a análise de relaxometria em imagens ponderadas em T1 e T2 do phantom. RESULTADOS: A avaliação por microscopia óptica comum mostrou que nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana complexadas e não complexadas com poly-L-lisine apresentam melhor captação pelas células. As relaxatividades de nanopartículas magnéticas recobertas com aminosilana com diâmetro hidrodinâmico de 50nm para um campo de 3T foram: r1=(6,1±0,3)×10-5ms-1mL/µg, r2=(5,3±0,1)×10-4ms-1mL/µg; com uma razão de r2 / r1 ≅ 9. O ferro captado pelas células foi calculado pela análise das taxas de relaxação (R1 e R2) mediante relação matemática. CONCLUSÕES: Linhagem de células C6 marcadas com nanopartículas magnéticas revestidas com aminosilana e complexadas com o agente de transfecção poly-L-lisine tem uma alta eficiência de captação das nanopartículas magnéticas. A grande razão r2 / r1 ≅ 9 determina que essas nanopartículas magnéticas sejam ideais para estudar o processo de quantificação por imagem por ressonância magnética com técnicas de imagem ponderadas em T2.

OBJECTIVE: To assess intracellular labeling and quantification by magnetic resonance imaging using iron oxide magnetic nanoparticles coated with biocompatible materials in rat C6 glioma cells in vitro. These methods will provide direction for future trials of tumor induction in vivo as well as possible magnetic hyperthermia applications. METHODS: Aminosilane, dextran, polyvinyl alcohol, and starch-coated magnetic nanoparticles were used in the qualitative assessment of C6 cell labeling via light microscopy. The influence of the transfection agent poly-L-lysine on cellular uptake was examined. The quantification process was performed by relaxometry analysis in T1 and T2weighted phantom images. RESULTS: Light microscopy revealed that the aminosilane-coated magnetic nanoparticles alone or complexed with poly-L-lysine showed higher cellular uptake than did the uncoated magnetic particles. The relaxivities of the aminosilane-coated magnetic nanoparticles with a hydrodynamic diameter of 50nm to a 3-T field were r1=(6.1±0.3)×10-5 ms-1mL/µg, r2=(5.3±0.1)× 10-4 ms-1mL/µg, with a ratio of r2 / r1 ≅ 9. The iron uptake in the cells was calculated by analyzing the relaxation rates (R1 and R2) using a mathematical relationship. CONCLUSIONS: C6 glioma cells have a high uptake efficiency for aminosilane-coated magnetic nanoparticles complexed with the transfection agent poly-L-lysine. The large ratio r2 / r1 ≅ 9 indicates that these magnetic nanoparticles are ideal for quantification by magnetic resonance imaging with T2-weighted imaging techniques.

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da marcação de células-tronco mesenquimais obtidas da parede da veia do cordão umbilical com nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas recobertas com dextran e complexadas a um agente transfector não viral denominado de Poli-L-Lisina. MÉTODOS: A marcação das células-tronco mesenquimais foi realizada utilizando as nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas recobertas com dextran complexadas e não complexadas a Poli-L-Lisina. As nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas recobertas com dextran foram incubadas com o Poli-L-Lisina em um sonicador ultrassonico a 37ºC por 10 minutos, para a formação do complexo através de interação eletrostática. Em seguida, as células-tronco mesenquimais foram incubadas overnight com as nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas complexadas e não com Poli-L-Lisina. Após o período de incubação as células-tronco mesenquimais foram avaliadas quanto à internalização do complexo nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran/Poli-L-Lisina e nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran através de ensaio citoquímico com azul de prússia. A viabilidade celular das células-tronco mesenquimais marcadas foi avaliada através do ensaio de proliferação celular utilizando o método de 5,6-carboxy-fluorescein-succinimidyl-ester e de morte celular através do método de anexina-iodeto de propídeo, ambos utilizando o recurso de citometria de fluxo. RESULTADOS: Observamos nos ensaios citoquímicos que as células-tronco mesenquimais que foram marcadas com as nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran sem a Poli-L-Lisina, não internalizaram com eficiência as nanopartículas devido pouca detecção de sua presença no interior das células. As células-tronco mesenquimais marcadas com o complexo nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran/Poli-L-Lisina internalizaram com eficiência as nanopartículas devido à maior presença destas no interior das células. Os ensaios de viabilidade e morte celular demonstraram respectivamente que as células-tronco mesenquimais marcadas com as nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran/Poli-L-Lisina continuam proliferando ao longo de sete dias e a porcentagem de células em apoptose inicial e tardia é baixa em relação à porcentagem de células vivas ao longo de três dias. CONCLUSÃO: Evidenciamos através de nossos resultados a necessidade da utilização da Poli-L-Lisina complexada com a nanopartícula de óxido de ferro superparamagnéticas /dextran para melhor internalização nas células-tronco mesenquimais. Paralelamente, demonstramos que este tipo de marcação não é citotóxico para as células-tronco mesenquimais já que os testes de morte e viabilidade celular mostraram que as células continuam vivas e proliferando.

OBJECTIVE: The objective of this study was to evaluate the effect of the labeling of umbilical cord vein derived mesenchymal stem cells with superparamagnetic iron oxide nanoparticles coated with dextran and complexed to a non-viral transfector agent transfector poly-L-lysine. METHODS: The labeling of mesenchymal stem cells was performed using the superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran complexed and not complexed to poly-L-lysine. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran was incubated with poly-L-lysine in an ultrasonic sonicator at 37°C for 10 minutes for complex formation superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran/poly-L-lysine by electrostatic interaction. Then, the mesenchymal stem cells were incubated overnight with the complex superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran/poly-L-lysine and superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran. After the incubation period the mesenchymal stem cells were evaluated by internalization of the complex superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran/poly-L-lysine and superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran by Prussian Blue stain. Cellular viability of labeled mesenchymal stem cells was evaluated by cellular proliferation assay using 5,6-carboxy-fluorescein-succinimidyl ester method and apoptosis detection by Annexin V- Propidium Iodide assay. RESULTS: mesenchymal stem cells labeled with superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran without poly-L-lysine not internalized efficiently the superparamagnetic iron oxide nanoparticles due to its low presence detected within cells. Mesenchymal stem cells labeled with the complex superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran/poly-L-lysine efficiently internalized the superparamagnetic iron oxide nanoparticles due to greater presence in the cells interior. The viability and apoptosis assays demonstrated that the mesenchymal stem cells labeled and not labeled respectively with the superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran/poly-L-lysine continue to proliferate over seven days and the percentage of cells in early or late apoptosis is low compared to the percentage of live cells over the three days. CONCLUSION: Our results showed that the use of poly-L-lysine complexed with superparamagnetic iron oxide nanoparticles/dextran provides better internalization of these superparamagnetic iron oxide nanoparticles in mesenchymal stem cells Thus, we demonstrated that this type of labeling is not cytotoxic to the mesenchymal stem cells, since the viability and apoptosis assays showed that the cells remain alive and proliferating. The efficiency of this type of labeling in mesenchymal stem cells can provide non-invasive methods for monitoring these cells in vivo.

OBJETIVO: Analisar a estabilidade das nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B em meios de cultura para marcação celular e, consequentemente, estabelecer o estudo de detecção intracelular de nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B nas células marcadas, avaliando a viabilidade celular nas concentrações de 10µg Fe/mL e 100µg Fe/mL. MÉTODOS: Foram realizados: análise da estabilidade das nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B em meios de cultura diferentes; marcação das células-tronco mesenquimais com nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B; detecção intracelular das nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B nas células-tronco mesenquimais e avaliação da viabilidade das células marcadas por meio da cinética de proliferação. RESULTADOS: A análise de estabilidade determinou que as nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B presentes nos meios de cultura Dulbecco's Modified Eagle's-Low Glucose e RPMI Medium 1640 apresentaram boa estabilidade. A marcação das células-tronco mesenquimais com nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B descreveu localização intracelular das nanopartículas, as quais se mostraram como grânulos azulados colocalizados nos grumos fluorescentes, caracterizando, assim, as propriedades magnéticas e fluorescentes das nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B. CONCLUSÃO: A estabilidade das nanopartículas magnéticas multimodais-Rhodamine B, presentes nos meios de cultura Dulbecco's Modified Eagle's-Low Glucose e RPMI Medium 1640, garantiu a eficiente marcação intracelular das células-tronco mesenquimais. Esse tipo de marcação não afetou viabilidade das células-tronco mesenquimais marcadas, já que as mesmas continuaram proliferando ao longo de 5 dias.

OBJECTIVE: To analyze multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B in culture media for cell labeling, and to establish a study of multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B detection at labeled cells evaluating they viability at concentrations of 10µg Fe/mL and 100µg Fe/mL. METHODS: We performed the analysis of stability of multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B in different culture media; the mesenchymal stem cells labeling with multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B; the intracellular detection of multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B in mesenchymal stem cells, and assessment of the viability of labeled cells by kinetic proliferation. RESULTS: The stability analysis showed that multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B had good stability in cultured Dulbecco's Modified Eagle's-Low Glucose medium and RPMI 1640 medium. The mesenchymal stem cell with multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B described location of intracellular nanoparticles, which were shown as blue granules co-localized in fluorescent clusters, thus characterizing magnetic and fluorescent properties of multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B. CONCLUSION: The stability of multimodal magnetic nanoparticles-Rhodamine B found in cultured Dulbecco's Modified Eagle's-Low Glucose medium and RPMI 1640 medium assured intracellular mesenchymal stem cells labeling. This cell labeling did not affect viability of labeled mesenchymal stem cells since they continued to proliferate for five days.

OBJETIVO: Estabelecer o método de isolamento e cultivo das neuroesferas de glioblastoma humano, bem como purificação de suas células-tronco, seguido do processo de obtenção de subesferas tumorais, caracterizando imunofenotipicamente esse conjunto clonogênico. MÉTODOS: Por meio do processamento de amostras de glioblastomas (n=3), cumpriu-se a seguinte estratégia de ação: (i) estabelecimento da cultura primária de glioblastoma; (ii) isolamento e cultura de neuroesferas tumorais; (iii) purificação das células que iniciam os tumores (CD133+) por sistema de separação magnética (MACS); (iv) obtenção subesferas tumorais; (v) estudo da expressão de marcadores GFAP, CD133 e nestina. RESULTADOS: Este estudo descreveu com sucesso o processo de isolamento e cultivo de subesferas de glioblastoma, as quais são constituídas por um conjunto clonogênico de células caracterizadas imunofenotipicamente como neurais, capazes de iniciar a formação tumoral. CONCLUSÃO: Estes achados poderão contribuir para a compreensão do processo de gliomagênese.

OBJECTIVE: To establish the method of isolation and culture of human glioblastoma neurospheres, and the purification of their stem cells, followed by the process of obtaining tumor subspheres, immunophenotypically characterizing this clonogenic set. METHODS: Through the processing of glioblastoma samples (n=3), the following strategy of action was adopted: (i) establish primary culture of glioblastoma; (ii) isolation and culture of tumor neurospheres; (iii) purify cells that initiate tumors (CD133+) by magnetic separation system (MACS); (iv) obtain tumor subspheres; (v) study the expression of the markers nestin, CD133, and GFAP. RESULTS: The study successfully described the process of isolation and culture of glioblastoma subspheres, which consist of a number of clonogenic cells immunophenotypically characterized as neural, which are able to initiate tumor formation. CONCLUSION: These findings may contribute to a better understanding of the process of gliomagenesis.

OBJETIVO: Realizar monitoramento temporal por imagem por ressonância magnética da migração de células C6 marcadas com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro utilizadas na indução de tumor de glioblastoma no modelo animal, com o intuito de auxiliar no prognóstico e na terapêutica de tumores. MÉTODOS: Para o modelo animal de indução de tumor, foram utilizados ratos Wistar machos, divididos em dois grupos. No primeiro grupo (n=3), o tumor foi induzido por células C6 marcadas com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro e, no segundo grupo, (n=3) o tumor foi induzido por C6 não marcadas. Foi realizada análise in vitro da distribuição intracelular das nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro nas células C6 mediante coloração de azul da prússia. As células C6 para a indução de tumor foram implantadas no córtex frontal direito. Posteriormente, foram realizados o monitoramento tumoral e a detecção das nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro por sequências de imagem por ressonância magnética ponderadas em T2 e T2*, em campo de 2T. Após os estudos de imagem por ressonância magnética, o tecido tumoral foi submetido à análise histológica. RESULTADOS: A avaliação qualitativa do estudo in vitro mostrou boa distribuição e satisfatória marcação celular com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro. No monitoramento realizado por imagem por ressonância magnética, foi observada, no 14º e 21º dia, redução do sinal em T2 e T2*, induzida pelas nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro, na lesão localizada no lobo frontal esquerdo em topografia parassagital. Por meio da marcação com azul da prússia, a análise histológica do tecido tumoral revelou que, nas células C6, ainda encontramos uma vasta distribuição das nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro. CONCLUSÃO: A imagem por ressonância magnética apresenta-se com alto potencial para o monitoramento das células C6 marcadas eficientemente com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro na avaliação do crescimento tumoral.

OBJECTIVE: The aim of the current study was to monitor the migration of superparamagnetic iron oxide nanoparticle (SPION)-labeled C6 cells, which were used to induce glioblastoma tumor growth in an animal model, over time using magnetic resonance imaging (MRI), with the goal of aiding in tumor prognosis and therapy. METHODS: Two groups of male Wistar rats were used for the tumor induction model. In the first group (n=3), the tumors were induced via the injection of SPION-labeled C6 cells. In the second group (n=3), the tumors were induced via the injection of unlabeled C6 cells. Prussian Blue staining was performed to analyze the SPION distribution within the C6 cells in vitro. Tumor-inducing C6 cells were injected into the right frontal cortex, and subsequent tumor monitoring and SPION detection were performed using T2- and T2*-weighted MRI at a 2T field strength. In addition, cancerous tissue was histologically analyzed after performing the MRI studies. RESULTS: The in vitro qualitative evaluation demonstrated adequate distribution and satisfactory cell labeling of the SPIONs. At 14 or 21 days after C6 injection, a SPION-induced T2- and T2*-weighted MRI signal reduction was observed within the lesion located in the left frontal lobe on parasagittal topography. Moreover, histological staining of the tumor tissue with Prussian Blue revealed a broad distribution of SPIONs within the C6 cells. CONCLUSION: MRI analyses exhibit potential for monitoring the tumor growth of C6 cells efficiently labeled with SPIONs.

OBJETIVO: Estabelecer um padrão de crescimento tumoral (volume) em ratos Wistar submetidos ao modelo C6 de glioblastoma multiforme por meio de imagens de ressonância magnética para posterior verificação de redução de volume tumoral com a terapia de magnetohipertermia. MÉTODOS: Para o modelo C6, utilizamos ratos Wistar, machos, jovens, pesando entre 250 e 300 g. Após anestesiados (cetamina 55 mg/kg e xilazina 11 mg/kg) foram injetadas estereotaxicamente células tumorigênicas linhagem C6 suspensas em meio de cultura (10(5) células em 10 µL) no córtex frontal direito (coordenadas a partir do bregma: anteroposterior = 2,0 mm; látero-lateral = 3,0 mm; profundidade = 2,5 mm) com uma seringa Hamilton. No Grupo Controle, houve a injeção do meio de cultura sem as células. Posteriormente, foram feitas imagens mediante a técnica de imagem por ressonância magnética em 14, 21 e 28 dias após a injeção em um escâner de imagem por ressonância magnética 2.0 T (Bruker BioSpec, Germany). Para o exame, os animais foram anestesiados com cetamina 55 mg/kg e xilazina 11 mg/kg. Multifatias coronais foram adquiridas utilizando uma sequência spin-echo padrão com os seguintes parâmetros: TR/TE = 4,000 ms/67,1 ms, FOV = 3,50, Matrix 192, slice thickness = 0,4 mm e slice separation = 0 mm. RESULTADOS: A análise das imagens de ressonância magnética do tumor possibilitou a clara visualização da massa tumoral, sendo possível ainda estabelecer parâmetros de volume tumoral nos diferentes dias analisados. O volume de 14 dias após a indução do foi de 13,7 ± 2,5 mm³. Aos 21 dias, o volume alcançado foi de 31,7 ± 6,5 mm³ e, aos 28 dias, a massa tumoral atingiu 122,1 ± 11,8 mm³. CONCLUSÃO: Estes resultados mostraram a possiblidade de avaliação do volume tumoral no modelo C6 em ratos, o que possibilitará, no futuro, a aplicação da terapia de magnetohipertermia bem como verificação de seus resultados.

OBJECTIVE: The objective was to establish a pattern of tumor growth of the C6 model of glioblastoma multiform in Wistar rats via magnetic resonance imaging (MRI) for the subsequent verification of tumor volume reduction due to magnetic hyperthermia therapy. METHODS: Young male Wistar rats weighing between 250 and 300 g were used for the C6 model. After the rates were anesthetized (55 mg/kg ketamine and 11 mg/kg xylazine), C6 lineage tumorigenic cells suspended in culture medium (10(5) cells in 10 µl) were stereotaxically injected into the right frontal cortex (bregma coordinates: 2.0 mm anteroposterior, 3.0 mm laterolateral, and 2.5 mm depth) of the rats using a Hamilton syringe. For the control group, the rats were injected with culture medium without cells. MRI scans were performed at 14, 21, and 28 d after the injection using a 2.0 T MRI scanner (Bruker BioSpec, Germany). The animals were anesthetized with 55 mg/kg ketamine and 11 mg/kg xylazine before being examined. Coronal multilayers were acquired using a standard spin echo sequence with the following parameters: repetition/echo time = 4.000 ms/67.1 ms, field of view = 3.50, matrix = 192, slice thickness = 0.4 mm, and slice separation = 0 mm. RESULTS: The MRI analysis enabled a clear visualization of the tumor mass, and it was possible to establish the tumor volume parameters on the various days that were examined. The volume at 14 d after induction was 13.7 ± 2.5 mm³. On days 21 and 28, the tumor volumes were 31.7 ± 6.5 mm³ and 122.1 ± 11.8 mm³, respectively. CONCLUSION: These results demonstrated that it is possible to evaluate the C6 model tumor volume in rats, which will allow for the future implementation and verification of magnetic hyperthermia therapy.

RESUMO Gliomas compõem um grupo de tumores primários heterogêneos do sistema nervoso central (SNC) derivados de células gliais. Gliomas malignos representam a maioria dos tumores primários malignos do SNC e estão associados a índices altos de morbidade e mortalidade. Glioblastoma é o glioma mais frequente e maligno e, apesar dos avanços recentes no diagnóstico e das novas opções de tratamento, seu prognóstico permanece obscuro. Novas oportunidades para o desenvolvimento de terapias efetivas para gliomas malignos são urgentemente necessárias. A magnetohipertermia, a qual consiste na geração de calor na região do tumor por meio da aplicação de nanopartículas magnéticas submetidas a um campo magnético alternado, tem apresentado resultados positivos em testes pré-clínicos e clínicos. O objetivo desta revisão foi verificar a relevância da hipertermia induzida por nanopartículas magnéticas no tratamento de gliomas e notar as possíveis variações da técnica e sua implicação na efetividade do tratamento. Realizamos uma busca eletrônica na literatura científica de publicações de Janeiro de 1990 a Novembro de 2009, nos bancos de dados ISI Web of Science e PubMed e, após a aplicação do critério de inclusão, obtivemos um total de 11 artigos. Estudos baseados em modelos animais demonstraram que a magnetohipertermia foi efetiva em promover a morte celular tumoral e reduzir a massa do tumor ou aumentar a sobrevida dos animais. Um estudo clínico mostrou que a magnetohipertermia pode ser aplicada seguramente e com poucos efeitos adversos. Alguns estudos sugerem que mecanismos de morte celular, tais como apoptose, necrose e resposta imune antitumoral foram desencadeadas por magnetohipertermia. Com base nesses dados podemos concluir que a magnetohipertermia foi efetiva na maioria dos experimentos e que o aperfeiçoamento dos nanocompostos, assim como dos equipamentos de campo magnético alternado, podem contribuir para o estabelecimento da magnetohipertermia como uma ferramenta promissora no tratamento dos gliomas malignos.

ABSTRACT Gliomas comprise a group of heterogeneous primary tumors of the central nervous system that originate from glial cells. Malignant gliomas account for the majority of primary malignant CNS tumors and are associated with high morbidity and mortality. Glioblastoma is the most frequent malignant glioma, and despite recent advances in diagnosis and new treatment options, its prognosis remains dismal. New opportunities for the development of effective therapies for malignant gliomas are urgently needed. Magnetohyperthermia consists of heat generation in the region of the tumor through the application of magnetic nanoparticles subjected to an alternating magnetic field and has shown positive results in both preclinical and clinical assays. The aim of this review was to assess the relevance of hyperthermia induced by magnetic nanoparticles in treating gliomas and to describe possible variations of the technique and its implication in the effectiveness of treatment. An electronic search in the literature of articles published from January 1990 to November 2009 was performed, in databases ISI Web of Science and PubMed, and after screening according to the inclusion criteria, 11 articles were selected. Animal models showed that magnetohyperthermia was effective in promoting tumor cell death and reducing tumor mass or increasing survival of the animals. One clinical study demonstrated that magnetohyperthermia could be applied safely and with few adverse effects. Some studies suggested that mechanisms of cell death, such as apoptosis, necrosis, and antitumor immune response were triggered by magnetohyperthermia. Based on these data, it was concluded that the technique proved to be effective in most experiments, and improvement of the nanocomposites, as well as of the alternating magnetic field equipment, can contribute towards establishing magnetohyperthermia as a promising tool to treat malignant gliomas.