A contaminação da água para consumo humano por toxinas produzidas por cianobactérias é um problema de saúde pública e das autoridades em todo o mundo. Microcistina-LR (MCLR) é uma cianotoxina heptapeptídica cíclica que inibe as proteínas fosfatases PP1 E PP2A nos hepatócitos. Microcistinas são produzidas por diversos gêneros de cianobactérias e mais de 70 variações estruturais têm sido caracterizadas em florações naturais. Por serem haptenos, as microcistinas são incapazes de induzir uma resposta imune em animais. Conseqüentemente, foi necessário aplicar métodos de conjugação envolvendo a adição de uma proteína carreadora, mcKLH (cationized Keyhole Limpet Hemocyanin). Portanto, o objetivo inicial desta tese foi o de obter anticorpos monoclonal (em camundongos) e policlonal (em coelho) anti- MCLR. Com relação ao anticorpo monoclonal foram obtidos 9 hibridomas (k29, k210, k317, k248, k284, k290, k2161, k2226, k2232), sendo que apenas 5 se mostraram estáveis (k29, k317, k248, k284, k2232). Estes foram selecionados para serem isotipados, expandidos em líquido ascítico, purificados em coluna cromatográfica de proteína-A e titulados. Dentre estes cinco hibridomas secretores de anticorpos, o clone k317 foi o que melhor reconheceu (mais específico) a toxina MCLR. Os anticorpos do sobrenadante de meio de cultura do hibridoma e o fluido ascítico purificado foram identificados pelo ensaio ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) previamente padronizado. Mesmo sensibilizando a placa de ELISA com diferentes antígenos, tais como MCLR-cBSA, MCLR, MCLR, MCRR, MCYR e MCLA, o clone 17 foi o que apresentou melhor linearidade frente às variantes de microcistina. Portanto, o clone 17 (isótipo IgG1) obtido é muito promissor e será usado para detecção de MCLR na água para consumo humano através do desenvolvimento de um kit de ELISA competição. Com relação ao anticorpo policlonal, o antígeno de imunização foi MCLR-mcKLH, enquanto que o antígeno de sensibilização foi MCLR-cBSA para o ensaio de titulação de anticorpos de classe IgG por ELISA indireto. Na seqüencia, foi padronizado um ensaio ELISA competição utilizando somente a toxina MCLR como antígeno de sensibilização. Este método Caseína foi padronizado, validado e comparado com o kit comercial Abraxis®. O kit ELISA competição que utiliza anticorpo policlonal, nomeado como método Caseína, foi avaliado quanto Limite Inferior de Quantificação, Especificidade, Seletividade, influência do metanol no ensaio, Recuperação, Linearidade, Precisão, Exatidão e Robustez. Este método de triagem apresentou excelente resultado quando comparado ao kit comercial Abraxis®, pois foi capaz de detectar tanto variantes de microcistinas como nodularinas no ambiente aquático. O ensaio ELISA competição utilizando anticorpo policlonal anti-MCLR foi submetido à patente pela Agência USP de Inovação (I.N.P.I. 018090046230). / The contamination of drinking water by cyanobacterial toxins is a public health issue and a concern for water authorities throughout the world. Microcystin-LR (MCLR) is a hazardous cyclic heptapeptide cyanotoxin, which inhibits protein phosphatase PP1 and PP2A in hepatocytes. Microcystins are produced by several genera of cyanobacteria and presents more than 70 structural variations characterized in natural blooms. As haptens, microcystins are unable to invoke an immune response in animals. Consequently, the application of conjugation methods with an additional carrier protein, the KLH (Keyhole Limpet Hemocyanin) was necessary. The main objective of this study was to obtain monoclonal (in mice) and polyclonal (in rabbits) antibodies for reacting against MCLR. In what refers to monoclonal antibodies, 9 hybridomas (k29, k210, k317, k248, k284, k290, k2161, k2226, k2232) were obtained; however only 5 were stables (k29, k317, k248, k284, k2232). These were selected to be isotyped, expanded in ascitic fluid, purified by protein-A column chromatography and then, they were titrated. Out of these five antibody-secretor hybridomas, clone k317 was the best to recognize (more specific) the MCLR toxins. Antibodies in hybridoma cell culture supernatant and purified ascites fluid were identified by ELISA assay (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) as prior standardized. Even when sensitizing ELISA plate with different antigens, as MCLR-cBSA, MCLR, MCLR, MCRR, MCYR and MCLA, clone 17 presented the best linearity against microcystin variants. Therefore, the obtained clone 17 (isotype IgG1) is a promising clone and shall be used for detecting MCLR in drinking water through the development of a competitive ELISA immunoassay kit. In what refers to the polyclonal antibody, MCLR-mcKLH was used as immunization antigen, while MCLR-cBSA was used as sensitizing antigen for the IgG titration assay by indirect ELISA. In the sequence, a competition ELISA assay was standardized using the MCLR toxin as sensitizing antigen. This Casein method was standardized, validated and compared to the commercial kit Abraxis®. The competition ELISA kit using polyclonal antibody, known as Casein method, was analyzed concerning its Quantification Inferior Limit, Specificity, Selectivity, methanol influence of the assay, Recuperation, Linearity, Precision, Accuracy and Robustness. This screening method reached excellent results if compared to the commercial kit Abraxis®, for being able to detect both the microcystins variants and the nodularins in aquatic environmental. The competition ELISA assay using anti-MCLR polyclonal antibody was submitted to the grant of a patent by USP Innovation Agency (INPI 018090046230).

The tumour suppressor protein p16INK4a (p16) is a cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor that plays a key role in the regulation of the cell cycle by controlling the progression of cells through the G1 to S phase transition. Dysregulation of the protein through deletion, silencing or mutation of the gene encoding p16 is implicated in a range of different cancers including melanoma, cervical and oesophageal to name a few. p16 is composed of four ankyrin repeats and it has a very low thermodynamic and kinetic stability and rapidly unfolds even in the absence of denaturants. This low stability means that the protein is highly vulnerable to point mutations, which can result in functional inactivation through a range of different mechanisms such as deletion of key binding contacts, disruption of secondary or tertiary structure and consequent destabilisation leading to unfolding or aggregation. Heavy-chain antibodies are a unique form of antibody devoid of light chains found in the serum of the Camelid family (camels and llamas). Despite the absence of light chains, heavy-chain antibodies have evolved to complement traditional antibodies and retain the full binding capacity seen in canonical IgG antibodies. The single variable domain, known as a nanobody, is, at 15 kDa, the smallest antigen binding fragment, a tenth the size of a standard IgG antibody. The small size and relative ease of production, coupled with an unusually high stability, makes nanobodies useful tools as biological reagents, crystallography chaperones and therapeutics. The research contained within this PhD looks at the development of nanobodies to target p16. By leveraging the high stability of selected nanobodies, the aim was to obtain binders that could stabilise and reactivate a range of unstable cancer-associated mutants. The initial stages of the project focused on generating and optimising the expression and purification of p16 constructs prior to immunisation of animals to raise nanobodies. A high-throughput approach was taken to generate forty-five different p16 constructs with a range of different solubility and purification tags. These constructs were assessed in a multi-factorial expression screen, which resulted in the identification of a p16 construct with a ten-fold improvement in soluble expression levels compared with previous studies. A range of biophysical techniques, including circular dichroism and chemical denaturation, were performed to characterise this protein fully prior to immunisation. The second part of this project utilised a phage display library of two immune nanobody libraries generated against p16 and a p16 variant stabilised by previously published second-site mutations. This process yielded a large number of diverse nanobodies. Biophysical characterisation of these nanobodies was first performed, and they were found to have a range of chemical and thermal stabilities. Assays were then developed to test the ability of the nanobodies to stabilise p16. Two nanobodies were found to dramatically stabilise wild-type p16, with an increase in stability of approximately 44 % and 60 %, respectively. Furthermore, these nanobodies were also able to stabilise a subset of cancer-associated point mutants. Although there are NMR structures of p16, as well as a crystal structure of p16 bound to CDK6, the resolution of is very low, most likely due to the high backbone flexibility of p16. The last part of the project aimed to obtain a higher-resolution structure of p16 by using the two stabilising nanobodies as crystallisation chaperones. The more stabilising of the two nanobodies resulted in crystals that diffracted to a resolution of less than 2 $\AA$, a significant improvement compared with the previously published structure. In conclusion, a number of nanobodies were generated against tumour-associated p16 and shown to be capable of stabilising p16, allowing structure determination to high resolution and restoration of the stability of cancer-associated mutants to wild-type levels. In the project, a range of different approaches for nanobody production were explored, and these will be important for future applications. Moreover, the crystal structure of the p16-nanobody complex showed that the nanobody binds on the opposite face of p16, to the face involved in binding to CDKs; thus, this nanobody could potentially be exploited as a pharmacological chaperone to stabilise and restore the activity of cancer-associated mutant p16 in the cell.

<p>Myasthenia gravis (MG) is an autoimmune neuromuscular disorder that causes fluctuating muscle weakness. MG may be divided into an ocular form and a generalized form based on the involved muscles. Treatment differs between these different MG forms. The majority (80%) of patients with generalized MG are seropositive for antibodies against the acetylcholine receptor (AChR-Ab). Recently a new antibody was detected against muscle specific tyrosine kinase (MuSK) in about 40% of patients who are AChR-Ab seronegative. A few patients with MuSK-Abs have muscular atrophies, as well as electrophysiological myopathy.</p><p>In this thesis we have characterized MuSK-Ab seropositive [MuSK(+)] patients using clinical parameters, including health-related quality of life (hrQoL), neurophysiology and muscle morphology, and compared them to patients with and without AChR-Abs. The question concerned which factors contribute to their muscle weakness. Additionally, we wanted to determine if single-fiber electromyography (SFEMG) in a limb muscle has any predictive value for generalization of ocular MG. </p><p>Our results suggest that MuSK(+) patients more often have a myopathic electromyography pattern, although this pattern is found also in other immunological subtypes of MG. The myopathic pattern may be associated with the frequently found mitochondrial abnormalities. However, disturbed neuromuscular transmission is the primary cause of muscle weakness in the majority of MuSK(+) patients, as well as in AChR-Ab seropositive patients. The disease-specific hrQoL MG questionnaire was successfully validated into Swedish and these scores correlated with disturbed neuromuscular transmission in a proximal arm muscle. Abnormal SFEMG findings occur also in muscles outside of the facial area in ocular MG, although this is not predictive of subsequent generalization. </p><p>MuSK (+) patients have little or no beneficial effect of acetylcholine esterase inhibitors (AChEI). On the contrary AChEI may produce profound adverse effects. We present the hypothesis that this effect of AChEI is due to abnormal receptor morphology in MuSK(+) patients.</p>

Myasthenia gravis (MG) is an autoimmune neuromuscular disorder that causes fluctuating muscle weakness. MG may be divided into an ocular form and a generalized form based on the involved muscles. Treatment differs between these different MG forms. The majority (80%) of patients with generalized MG are seropositive for antibodies against the acetylcholine receptor (AChR-Ab). Recently a new antibody was detected against muscle specific tyrosine kinase (MuSK) in about 40% of patients who are AChR-Ab seronegative. A few patients with MuSK-Abs have muscular atrophies, as well as electrophysiological myopathy. In this thesis we have characterized MuSK-Ab seropositive [MuSK(+)] patients using clinical parameters, including health-related quality of life (hrQoL), neurophysiology and muscle morphology, and compared them to patients with and without AChR-Abs. The question concerned which factors contribute to their muscle weakness. Additionally, we wanted to determine if single-fiber electromyography (SFEMG) in a limb muscle has any predictive value for generalization of ocular MG. Our results suggest that MuSK(+) patients more often have a myopathic electromyography pattern, although this pattern is found also in other immunological subtypes of MG. The myopathic pattern may be associated with the frequently found mitochondrial abnormalities. However, disturbed neuromuscular transmission is the primary cause of muscle weakness in the majority of MuSK(+) patients, as well as in AChR-Ab seropositive patients. The disease-specific hrQoL MG questionnaire was successfully validated into Swedish and these scores correlated with disturbed neuromuscular transmission in a proximal arm muscle. Abnormal SFEMG findings occur also in muscles outside of the facial area in ocular MG, although this is not predictive of subsequent generalization. MuSK (+) patients have little or no beneficial effect of acetylcholine esterase inhibitors (AChEI). On the contrary AChEI may produce profound adverse effects. We present the hypothesis that this effect of AChEI is due to abnormal receptor morphology in MuSK(+) patients.

Thesis (D.P.H.)--University of Michigan.

Thesis (D.P.H.)--University of Michigan.

Introdução: A associação entre a presença de anticorpo anti-HLA doador específico (DSA), em pacientes com prova cruzada negativa por citotoxicidade dependente de complemento (CDC), e a ocorrência de episódios de rejeição mediada por anticorpos (RMA) e menor sobrevida do enxerto já foi demonstrada por diversos autores. Entretanto,estimar a relevância clínica da presença desses anticorpos, em um determinado receptor, é um grande desafio e portanto novas estratégias de monitorização imunológicas são necessárias. Objetivo: O objetivo desse estudo foi monitorar a presença de DSA, bem como a variação dos seus títulos durante o primeiro ano após o transplante renal e correlacionar com episódios de rejeição aguda e função do enxerto ao final desse período. Metodologia: Foram analisados 389 soros de 71 pacientes incluídos no estudo. A pesquisa de DSA foi realizada utilizando os testes LABScreen single antigenbeads nas amostras correspondentes aos tempos: pré-transplante, 14, 30, 90, 180 e 365 dias após o transplante. Episódios de rejeição aguda comprovados por biópsia foram analisados de acordo com a classificação de Banff 2007. A taxa de filtração glomerular (TFG) ao final do primeiro ano foi estimada utilizando a fórmula Modificationof Diet in Renal Disease (MDRD). Os pacientes foram inicialmente separados em 3 grupos de diferentes riscos imunológicos (pré-transplante): A) DSA-, B) DSA+ com MFI >1000 e < 5000 e C) DSA+ com MFI > 5000. Num segundo momento, foram novamente agrupados de acordo com o perfil de mudança nos valores de MFI (intensidade de fluorescência média) ao longo do primeiro ano. Resultados: DSA estavam presentes pré-transplante em 15 pacientes. RMA foi mais frequente no grupo C (p = 0,02). De acordo com a variação dos títulos de DSA pós-transplante os pacientes foram novamente agrupados: grupo I) permaneceu DSA- durante todo acompanhamento = 50 pacientes, II) diminuiu ou manteve títulos de DSA em relação ao tempo zero = 13 pacientes e III) aumentou títulos em relação ao tempo zero = 8 pacientes (6 foram DSA de novo). Três pacientes dos grupos I e um paciente do grupo II apresentaram episódios de rejeição aguda celular. Não foi observada oscilação significativa nos títulos de anticorpos durante esses eventos. Nenhum paciente desse grupo apresentou episódio de RMA. Episódio de RMA ocorreu em dois pacientes do grupo III. Em ambos os pacientes foi detectado aumento significativo nos valores de MFI dos DSA em relação ao tempo zero. Não foi observada diferença significativa na TFG entre os grupos analisados nesse estudo. Entretanto, observou-se uma diferença estatisticamente significativa na TFG entre os pacientes que apresentaram episódio de rejeição aguda em relação aos que não tiveram, sendo menor nos primeiros (p = 0,04). Conclusão: A monitorização prospectiva dos anticorpos pode ajudar a identificar pacientes em maior risco para ocorrência de RMA e o aumento nos valores de MFI DSA deve ser interpretado como um sinal de alerta, sobretudo em pacientes previamente sensibilizados. / Introdução: A associação entre a presença de anticorpo anti-HLA doador específico (DSA), em pacientes com prova cruzada negativa por citotoxicidade dependente de complemento (CDC), e a ocorrência de episódios de rejeição mediada por anticorpos (RMA) e menor sobrevida do enxerto já foi demonstrada por diversos autores. Entretanto,estimar a relevância clínica da presença desses anticorpos, em um determinado receptor, é um grande desafio e portanto novas estratégias de monitorização imunológicas são necessárias. Objetivo: O objetivo desse estudo foi monitorar a presença de DSA, bem como a variação dos seus títulos durante o primeiro ano após o transplante renal e correlacionar com episódios de rejeição aguda e função do enxerto ao final desse período. Metodologia: Foram analisados 389 soros de 71 pacientes incluídos no estudo. A pesquisa de DSA foi realizada utilizando os testes LABScreen single antigenbeads nas amostras correspondentes aos tempos: pré-transplante, 14, 30, 90, 180 e 365 dias após o transplante. Episódios de rejeição aguda comprovados por biópsia foram analisados de acordo com a classificação de Banff 2007. A taxa de filtração glomerular (TFG) ao final do primeiro ano foi estimada utilizando a fórmula Modificationof Diet in Renal Disease (MDRD). Os pacientes foram inicialmente separados em 3 grupos de diferentes riscos imunológicos (pré-transplante): A) DSA-, B) DSA+ com MFI >1000 e < 5000 e C) DSA+ com MFI > 5000. Num segundo momento, foram novamente agrupados de acordo com o perfil de mudança nos valores de MFI (intensidade de fluorescência média) ao longo do primeiro ano. Resultados: DSA estavam presentes pré-transplante em 15 pacientes. RMA foi mais frequente no grupo C (p = 0,02). De acordo com a variação dos títulos de DSA pós-transplante os pacientes foram novamente agrupados: grupo I) permaneceu DSA- durante todo acompanhamento = 50 pacientes, II) diminuiu ou manteve títulos de DSA em relação ao tempo zero = 13 pacientes e III) aumentou títulos em relação ao tempo zero = 8 pacientes (6 foram DSA de novo). Três pacientes dos grupos I e um paciente do grupo II apresentaram episódios de rejeição aguda celular. Não foi observada oscilação significativa nos títulos de anticorpos durante esses eventos. Nenhum paciente desse grupo apresentou episódio de RMA. Episódio de RMA ocorreu em dois pacientes do grupo III. Em ambos os pacientes foi detectado aumento significativo nos valores de MFI dos DSA em relação ao tempo zero. Não foi observada diferença significativa na TFG entre os grupos analisados nesse estudo. Entretanto, observou-se uma diferença estatisticamente significativa na TFG entre os pacientes que apresentaram episódio de rejeição aguda em relação aos que não tiveram, sendo menor nos primeiros (p = 0,04). Conclusão: A monitorização prospectiva dos anticorpos pode ajudar a identificar pacientes em maior risco para ocorrência de RMA e o aumento nos valores de MFI DSA deve ser interpretado como um sinal de alerta, sobretudo em pacientes previamente sensibilizados.

Introdução: A associação entre a presença de anticorpo anti-HLA doador específico (DSA), em pacientes com prova cruzada negativa por citotoxicidade dependente de complemento (CDC), e a ocorrência de episódios de rejeição mediada por anticorpos (RMA) e menor sobrevida do enxerto já foi demonstrada por diversos autores. Entretanto,estimar a relevância clínica da presença desses anticorpos, em um determinado receptor, é um grande desafio e portanto novas estratégias de monitorização imunológicas são necessárias. Objetivo: O objetivo desse estudo foi monitorar a presença de DSA, bem como a variação dos seus títulos durante o primeiro ano após o transplante renal e correlacionar com episódios de rejeição aguda e função do enxerto ao final desse período. Metodologia: Foram analisados 389 soros de 71 pacientes incluídos no estudo. A pesquisa de DSA foi realizada utilizando os testes LABScreen single antigenbeads nas amostras correspondentes aos tempos: pré-transplante, 14, 30, 90, 180 e 365 dias após o transplante. Episódios de rejeição aguda comprovados por biópsia foram analisados de acordo com a classificação de Banff 2007. A taxa de filtração glomerular (TFG) ao final do primeiro ano foi estimada utilizando a fórmula Modificationof Diet in Renal Disease (MDRD). Os pacientes foram inicialmente separados em 3 grupos de diferentes riscos imunológicos (pré-transplante): A) DSA-, B) DSA+ com MFI >1000 e < 5000 e C) DSA+ com MFI > 5000. Num segundo momento, foram novamente agrupados de acordo com o perfil de mudança nos valores de MFI (intensidade de fluorescência média) ao longo do primeiro ano. Resultados: DSA estavam presentes pré-transplante em 15 pacientes. RMA foi mais frequente no grupo C (p = 0,02). De acordo com a variação dos títulos de DSA pós-transplante os pacientes foram novamente agrupados: grupo I) permaneceu DSA- durante todo acompanhamento = 50 pacientes, II) diminuiu ou manteve títulos de DSA em relação ao tempo zero = 13 pacientes e III) aumentou títulos em relação ao tempo zero = 8 pacientes (6 foram DSA de novo). Três pacientes dos grupos I e um paciente do grupo II apresentaram episódios de rejeição aguda celular. Não foi observada oscilação significativa nos títulos de anticorpos durante esses eventos. Nenhum paciente desse grupo apresentou episódio de RMA. Episódio de RMA ocorreu em dois pacientes do grupo III. Em ambos os pacientes foi detectado aumento significativo nos valores de MFI dos DSA em relação ao tempo zero. Não foi observada diferença significativa na TFG entre os grupos analisados nesse estudo. Entretanto, observou-se uma diferença estatisticamente significativa na TFG entre os pacientes que apresentaram episódio de rejeição aguda em relação aos que não tiveram, sendo menor nos primeiros (p = 0,04). Conclusão: A monitorização prospectiva dos anticorpos pode ajudar a identificar pacientes em maior risco para ocorrência de RMA e o aumento nos valores de MFI DSA deve ser interpretado como um sinal de alerta, sobretudo em pacientes previamente sensibilizados. / Introdução: A associação entre a presença de anticorpo anti-HLA doador específico (DSA), em pacientes com prova cruzada negativa por citotoxicidade dependente de complemento (CDC), e a ocorrência de episódios de rejeição mediada por anticorpos (RMA) e menor sobrevida do enxerto já foi demonstrada por diversos autores. Entretanto,estimar a relevância clínica da presença desses anticorpos, em um determinado receptor, é um grande desafio e portanto novas estratégias de monitorização imunológicas são necessárias. Objetivo: O objetivo desse estudo foi monitorar a presença de DSA, bem como a variação dos seus títulos durante o primeiro ano após o transplante renal e correlacionar com episódios de rejeição aguda e função do enxerto ao final desse período. Metodologia: Foram analisados 389 soros de 71 pacientes incluídos no estudo. A pesquisa de DSA foi realizada utilizando os testes LABScreen single antigenbeads nas amostras correspondentes aos tempos: pré-transplante, 14, 30, 90, 180 e 365 dias após o transplante. Episódios de rejeição aguda comprovados por biópsia foram analisados de acordo com a classificação de Banff 2007. A taxa de filtração glomerular (TFG) ao final do primeiro ano foi estimada utilizando a fórmula Modificationof Diet in Renal Disease (MDRD). Os pacientes foram inicialmente separados em 3 grupos de diferentes riscos imunológicos (pré-transplante): A) DSA-, B) DSA+ com MFI >1000 e < 5000 e C) DSA+ com MFI > 5000. Num segundo momento, foram novamente agrupados de acordo com o perfil de mudança nos valores de MFI (intensidade de fluorescência média) ao longo do primeiro ano. Resultados: DSA estavam presentes pré-transplante em 15 pacientes. RMA foi mais frequente no grupo C (p = 0,02). De acordo com a variação dos títulos de DSA pós-transplante os pacientes foram novamente agrupados: grupo I) permaneceu DSA- durante todo acompanhamento = 50 pacientes, II) diminuiu ou manteve títulos de DSA em relação ao tempo zero = 13 pacientes e III) aumentou títulos em relação ao tempo zero = 8 pacientes (6 foram DSA de novo). Três pacientes dos grupos I e um paciente do grupo II apresentaram episódios de rejeição aguda celular. Não foi observada oscilação significativa nos títulos de anticorpos durante esses eventos. Nenhum paciente desse grupo apresentou episódio de RMA. Episódio de RMA ocorreu em dois pacientes do grupo III. Em ambos os pacientes foi detectado aumento significativo nos valores de MFI dos DSA em relação ao tempo zero. Não foi observada diferença significativa na TFG entre os grupos analisados nesse estudo. Entretanto, observou-se uma diferença estatisticamente significativa na TFG entre os pacientes que apresentaram episódio de rejeição aguda em relação aos que não tiveram, sendo menor nos primeiros (p = 0,04). Conclusão: A monitorização prospectiva dos anticorpos pode ajudar a identificar pacientes em maior risco para ocorrência de RMA e o aumento nos valores de MFI DSA deve ser interpretado como um sinal de alerta, sobretudo em pacientes previamente sensibilizados.

A contaminação da água para consumo humano por toxinas produzidas por cianobactérias é um problema de saúde pública e das autoridades em todo o mundo. Microcistina-LR (MCLR) é uma cianotoxina heptapeptídica cíclica que inibe as proteínas fosfatases PP1 E PP2A nos hepatócitos. Microcistinas são produzidas por diversos gêneros de cianobactérias e mais de 70 variações estruturais têm sido caracterizadas em florações naturais. Por serem haptenos, as microcistinas são incapazes de induzir uma resposta imune em animais. Conseqüentemente, foi necessário aplicar métodos de conjugação envolvendo a adição de uma proteína carreadora, mcKLH (cationized Keyhole Limpet Hemocyanin). Portanto, o objetivo inicial desta tese foi o de obter anticorpos monoclonal (em camundongos) e policlonal (em coelho) anti- MCLR. Com relação ao anticorpo monoclonal foram obtidos 9 hibridomas (k29, k210, k317, k248, k284, k290, k2161, k2226, k2232), sendo que apenas 5 se mostraram estáveis (k29, k317, k248, k284, k2232). Estes foram selecionados para serem isotipados, expandidos em líquido ascítico, purificados em coluna cromatográfica de proteína-A e titulados. Dentre estes cinco hibridomas secretores de anticorpos, o clone k317 foi o que melhor reconheceu (mais específico) a toxina MCLR. Os anticorpos do sobrenadante de meio de cultura do hibridoma e o fluido ascítico purificado foram identificados pelo ensaio ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) previamente padronizado. Mesmo sensibilizando a placa de ELISA com diferentes antígenos, tais como MCLR-cBSA, MCLR, MCLR, MCRR, MCYR e MCLA, o clone 17 foi o que apresentou melhor linearidade frente às variantes de microcistina. Portanto, o clone 17 (isótipo IgG1) obtido é muito promissor e será usado para detecção de MCLR na água para consumo humano através do desenvolvimento de um kit de ELISA competição. Com relação ao anticorpo policlonal, o antígeno de imunização foi MCLR-mcKLH, enquanto que o antígeno de sensibilização foi MCLR-cBSA para o ensaio de titulação de anticorpos de classe IgG por ELISA indireto. Na seqüencia, foi padronizado um ensaio ELISA competição utilizando somente a toxina MCLR como antígeno de sensibilização. Este método Caseína foi padronizado, validado e comparado com o kit comercial Abraxis®. O kit ELISA competição que utiliza anticorpo policlonal, nomeado como método Caseína, foi avaliado quanto Limite Inferior de Quantificação, Especificidade, Seletividade, influência do metanol no ensaio, Recuperação, Linearidade, Precisão, Exatidão e Robustez. Este método de triagem apresentou excelente resultado quando comparado ao kit comercial Abraxis®, pois foi capaz de detectar tanto variantes de microcistinas como nodularinas no ambiente aquático. O ensaio ELISA competição utilizando anticorpo policlonal anti-MCLR foi submetido à patente pela Agência USP de Inovação (I.N.P.I. 018090046230). / The contamination of drinking water by cyanobacterial toxins is a public health issue and a concern for water authorities throughout the world. Microcystin-LR (MCLR) is a hazardous cyclic heptapeptide cyanotoxin, which inhibits protein phosphatase PP1 and PP2A in hepatocytes. Microcystins are produced by several genera of cyanobacteria and presents more than 70 structural variations characterized in natural blooms. As haptens, microcystins are unable to invoke an immune response in animals. Consequently, the application of conjugation methods with an additional carrier protein, the KLH (Keyhole Limpet Hemocyanin) was necessary. The main objective of this study was to obtain monoclonal (in mice) and polyclonal (in rabbits) antibodies for reacting against MCLR. In what refers to monoclonal antibodies, 9 hybridomas (k29, k210, k317, k248, k284, k290, k2161, k2226, k2232) were obtained; however only 5 were stables (k29, k317, k248, k284, k2232). These were selected to be isotyped, expanded in ascitic fluid, purified by protein-A column chromatography and then, they were titrated. Out of these five antibody-secretor hybridomas, clone k317 was the best to recognize (more specific) the MCLR toxins. Antibodies in hybridoma cell culture supernatant and purified ascites fluid were identified by ELISA assay (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) as prior standardized. Even when sensitizing ELISA plate with different antigens, as MCLR-cBSA, MCLR, MCLR, MCRR, MCYR and MCLA, clone 17 presented the best linearity against microcystin variants. Therefore, the obtained clone 17 (isotype IgG1) is a promising clone and shall be used for detecting MCLR in drinking water through the development of a competitive ELISA immunoassay kit. In what refers to the polyclonal antibody, MCLR-mcKLH was used as immunization antigen, while MCLR-cBSA was used as sensitizing antigen for the IgG titration assay by indirect ELISA. In the sequence, a competition ELISA assay was standardized using the MCLR toxin as sensitizing antigen. This Casein method was standardized, validated and compared to the commercial kit Abraxis®. The competition ELISA kit using polyclonal antibody, known as Casein method, was analyzed concerning its Quantification Inferior Limit, Specificity, Selectivity, methanol influence of the assay, Recuperation, Linearity, Precision, Accuracy and Robustness. This screening method reached excellent results if compared to the commercial kit Abraxis®, for being able to detect both the microcystins variants and the nodularins in aquatic environmental. The competition ELISA assay using anti-MCLR polyclonal antibody was submitted to the grant of a patent by USP Innovation Agency (INPI 018090046230).

Au cours de la dernière décennie, les anticorps conjugués à des médicaments cytotoxiques ou des oligonucléotides ont acquis une grande attention dans la communauté scientifique en raison des propriétés uniques des anticorps, tels que leur long temps de circulation dans le sérum et leur sélectivité élevée par rapport à leur cible. Par exemple, les conjugués d'anticorps (ACs) sont de plus en plus appliqués en thérapie ciblée contre le cancer ou en bioimagerie. Par conséquent, le développement de méthodologies fiables pour la préparation des AC est actuellement en pleine expansion. Cependant, la conjugaison et la préparation contrôlables des ACs avec une structure définie rencontrent encore de nombreux obstacles en raison de l'excès élevé et de la variété des groupes réactifs dans la structure des anticorps, qui sont accessibles pour la conjugaison. En outre, les technologies de liaison actuelles sont basées sur la réaction de maléimide-thiol, produisant des adduits, qui sont instables dans le sang. Ce travail se concentre sur les approches chimiques pour la fonctionnalisation fiable des anticorps, qui permettent la préparation d'ACs stables présentant un ratio anticorps/principe actif bien défini. La première partie est consacrée à la conception et au développement du réactif maléimide-dioxane, solution auto-hydrolysable et stable dans le sérum, comme alternative à la chimie classique du maléimide. La deuxième partie est consacrée à l'évaluation de la réactivité sélective des différents acides aminés portés par les anticorps par spectrométrie de masse native à haute résolution. Finalement, une nouvelle technologie permettant d’obtenir des ACs stables avec un ratio anticorps/principe actif contrôlé est présentée au lecteur dans une 3ème partie. / Within the last decade, antibodies conjugated to cytotoxic drugs or oligonucleotides have gained a great attention in scientific community owing to the unique properties of the antibodies, such as their long circulation time in serum and high selectivity against their target. For instance, antibody conjugates (ACs) are increasingly applied for targeted cancer therapy or bioimaging. Consequently, the development of reliable methodologies for ACs preparation is currently of high demand. However, the controllable conjugation and preparation of ACs with defined structure are still challenging due to high excess and variety of reactive groups in antibody structure, which are accessible for conjugation. Moreover, current linker technologies are based on the maleimide-thiol reaction, yielding adducts, which are unstable during circulation in blood.This work is focused on chemical approaches for the reliable antibody functionalisation, which enable the preparation of stable ACs with well-defined payload to antibody ratios. The first part is devoted to design and development of maleimide-dioxane reagents as self-hydrolysable and serum-stable alternative to classical maleimide chemistry. The second part is dedicated to a screening approach for evaluation of residue-selective functionalities in reactions with an antibody using high resolution native mass spectrometry. Finally, in the third part the reader is introduced with a novel technology, which enables efficient preparation of stable ACs with a defined degree of conjugation and particularly mono-functionalisation of antibodies.