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Isolamento, caracterização e avaliação da atividade fotossensibilizadora de cumarinas e furanocumarinas extraídas de espécies de Citrus / Isolation, characterization and evaluation of photosensitizer activity of coumarins and furocoumarins extracted from Citrus species

Fracarolli, Letícia 23 September 2015 (has links)
O crescente aumento da tolerância aos fungicidas atualmente utilizados é um dos principais problemas tanto na área clínica quanto na agrícola e tem estimulado o desenvolvimento de estratégias alternativas para o controle de fungos patogênicos, tais como o tratamento fotodinâmico antimicrobiano (TFA), que pode utilizar fotossensibilizadores (FS) de origem natural ou sintética. Alguns FS, como as cumarinas e furanocumarinas, são produzidos por espécies de Citrus como limão Tahiti (Citrus latifolia) e toranjas (Citrus paradisi). O presente estudo investigou o TFA in vitro de conídios do fungo fitopatogênico Colletotrichum acutatum com: (1) o corante fenotiazínico azul de metileno (MB), (2) uma furanocumarina comercial, 8-metoxipsoraleno (8-MOP), (3) uma cumarina comercial, (2H-chromen-2-one), (4) a cumarina 5,7-dimetoxicumarina extraída no presente trabalho a partir de óleo da casca do limão Tahiti, (5) a cumarina 7-hidroxicumarina extraída no presente trabalho a partir de óleo essencial de toranja rubi, (6) duas frações extraídas por De Menezes e colaboradores (2014a) a partir de um resíduo da indústria citrícola, uma delas constituída pela furanocumarina isopimpinelina e outra constituída por uma mistura das cumarinas 7-metoxicumarina e 5,7-dimetoxicumarina (3:1), (7) cinco extratos brutos obtidos a partir de óleos da casca e essencial de limão Tahiti e óleos essenciais de toranjas rubi e branca. Com exceção do extrato bruto obtido do óleo essencial de toranja branca, todos os demais extratos apresentaram cumarinas e/ou furanocumarinas em sua composição. As suspensões de conídios foram tratadas com os diferentes compostos (50 ?M para os compostos comerciais e as frações puras e 12,5 mg L-1 para os extratos e a mistura) e expostas à radiação solar por 1 h. O MB foi exposto à radiação solar por 30 min, 1 e 2 h. Determinou-se o efeito do tratamento fotodinâmico em folhas de mudas de laranja Valencia (Citrus sinensis) com (1) 8-MOP, (2) mistura de cumarinas, (3) 5,7-dimetoxicumarina e (4) o extrato bruto de limão Tahiti. Adicionalmente, experimentos para avaliar a estabilidade do 8-MOP exposto à radiação solar por até 12 h foram realizados. Nesses experimentos, soluções de 8-MOP (50 ?M) foram expostas à radiação solar e alíquotas foram retiradas após os diferentes tempos de exposição. Após as exposições, estudos de espectroscopia de absorção no UV e emissão de fluorescência foram realizados, além da realização de experimentos para avaliar a eficácia do TFA com os FS previamente expostos à radiação solar por 6 e 12 h. Os TFA mais eficazes foram com o MB, 8-MOP (ambos 50 ?M), a mistura de cumarinas e um dos extratos brutos obtidos de limão Tahiti (ambos 12,5 mg L-1), que mataram 99,998%, 99,378%, 99,336% e 65,049% dos conídios, respectivamente, após 1 h de exposição à radiação solar. Nenhum dano nas folhas de laranja foi observado após o TFA com os compostos. Os espectros de absorção e emissão de fluorescência das soluções de 8-MOP expostas à radiação solar mostraram fotodegradação do composto após 12 h de exposição. Entretanto, as soluções de 8-MOP expostas por 6 e por 12 h ainda foram capazes de matar 99,978% e 95,591% dos conídios de C. acutatum, respectivamente / Increasing tolerance to currently used fungicides is a major problem both in clinical and agricultural areas and has stimulated the development of alternative strategies to control pathogenic fungi such as the antimicrobial photodynamic treatment (APDT), that can use natural or synthetic photosensitizers (PS). Some PS, such as coumarins and furocoumarins are produced by Citrus species such Tahiti acid lime (Citrus latifolia) and grapefruit (Citrus paradisi). This study investigated the in vitro APDT of conidia of the plant-pathogenic fungi C. acutatum with: (1) the phenothiazinium dye methylene blue (MB), (2) commercial furocoumarin, 8-methoxypsoralen (8-MOP), (3) commercial coumarin (2H-chromen-2-one), (4) coumarin 5,7-dimethoxycoumarin, extracted in this study from Tahiti lime peel oil, (5) coumarin 7-hidroxycoumarina, extracted in this study from ruby grapefruit essential oil, (6) two fractions extracted by De Menezes et al (2014a) from a Citrus industry residue, one of them constituted by the furocoumarin isopimpinellin, and the other constituted by the mixture of coumarins 7-methoxycoumarin and 5,7-dimethoxycoumarin (3:1), (7) five crude extracts obtained from Tahiti lime peel or essential oil and ruby and white grapefruit essential oil. Except the extract from the white grapefruit, all the others presented coumarins and/or furocoumarins in their composition. Conidial suspentions were treated with the different PS (50 ?M for commercial and pure compounds and 12.5 mg L-1 for the extracts and the mixture) and exposed to solar radiation for 1 h. The MB was exposed to solar radiation for 30 min, 1 and 2 h. The APDT effect on the leaves of Valencia orange trees (Citrus sinensis) with (1) 8-MOP, (2) the mixture of coumarins, (3) 5,7-dimethoxycoumarin, and (4) the most efective extract from Tahiti lime were determined. Additionally, experiments to assess the 8-MOP stability after exposure to solar radiation for 12 h were realized. 8-MOP solutions (50 ?M) were exposed under solar radiation and rates were removed after different times of exposition. After the expositions, absorption spectroscopic studies in UV and fluorescence emission were realized, as well as holding the realization of experiments of APDT efficacy evaluation after 6 and 12 h to exposure under solar radiation. The more effective treatments were with MB, 8-MOP (both 50 ?M), the coumarins mixture and one of the extracts from Tahiti lime (both 12.5 mg L-1), killing at least 99,998%, 99,378%, 99,336% and 65,049% of the conidia, respectively after 1 h under solar radiation. No damage to orange tree leaves was observed after APDT with any of the compounds. The absorption and fluorescence intensity spectra showed the 8-MOP photodegradation after 12 h of exposition, although the 8-MOP solutions exposed under solar radiation for 6 and 12 h still killed at least 99,978% and 95,591% of the C. acutatum conidia, respectively
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Solanum cernuum Vell: estudo fitoquímico, avaliação das atividades gastroprotetora, antimicrobiana, citotóxica e obtenção do extrato seco por spray dryer / Solanum cernuum Vell: phytochemical study, investigation of gastroprotective, antimicrobial, cytotoxic activities and attainment of dry extract by spray dryer

Miranda, Mariza Abreu 13 July 2015 (has links)
Solanum cernuum Vell. (Solanaceae), popularmente conhecida como \"panacéia\", é uma planta nativa do sul e sudeste do Brasil. Seu nome \"panacéia\" provavelmente é devido à grande amplitude de aplicações que possui na medicina popular: tratamento de úlceras, lesões hepáticas, infecções de pele, como antitumoral, diurético, depurativo, anti-hemorrágico, bem como para o tratamento da gonorreia e da hiperplasia benigna da prostática (HBP). Considerando os usos de S. cernuum na medicina popular brasileira e a escassez de estudos que os corroborrem, propomos neste trabalho, a partir da obtenção de diferentes extratos, frações e compostos isolados, testar as atividades biológicas gastroprotetora, citotóxica e antimicrobiana relatadas na medicina popular. Para tanto, folhas da espécie Solanum cernuum Vell. (Solanaceae) foram coletadas no município de Teresópolis/ RJ. O extrato hidroetanólico (ESC) e em acetato de etila foram obtidos a partir de folhas secas e trituradas. Frações em hexano (FHex), diclorometano (FDCM), acetato de etila (FAcOEt), n-butanol (FBuOH) e água (FAq) foram obtidas a partir do extrato ESC. A partir dos diversos fracionamentos do extrato ESC isolaram-se e identificaram-se quatro compostos: ácido trans-isoferulico, cernumidina, quercitrina e afzelina, sendo encontrados no extrato nas concentrações de 1,5%, 4,8%, 1,3% e 1,6%, respectivamente. Da fração em heptano, obtida da partição do extrato em acetato, isolaram-se ?-sitsterol e friedelina. No ensaio antimicrobiano, apenas as frações FHex, FDCM e FAq, oriundas da partição do extrato ESC, apresentaram atividade, em diferentes concentrações, frente a determinadas linhagens de bactérias e fungos testadas. Quanto aos compostos voláteis, na extração por hidrodestilação, não houve rendimento suficiente, mas a partir do hidrolato, por partição com diclorometano, foi possível determinar a composição dos voláteis por CG/EM. Os tricomas de S. cernuum são majoritariamente estrelados, do tipo tectores. No ensaio do XTT apenas a FDCM e o composto friedelina foram seletivos para células MCF-7 (carcinoma mamário) na concentração de 16,6 ?g/mL e 124,9 ?g/mL, respectivamente. O extrato ESC apresentou atividade gastroprotetora nos ensaios de indução de úlcera por etanol/HCl e por anti-inflamatório não esteroidal (AINE), bem como foi curativo no ensaio de úlcera crônica induzida por ácido acético na dose de 250 mg/kg. Os compostos isolados, exceto o alcaloide cernumidina, apresentaram atividade gastroprotetora pelo ensaio de indução de úlcera por etanol/HCl na dose de 30 mg/kg. Ainda sobre a gastroproteção, na avaliação de pH utilizando o ensaio de ligadura de piloro, todos os grupos de animais tratados com extrato ESC não apresentaram diminuição da acidez estomacal. Porém, houve diminuição da concentração de íons hidrogênio ([H+] mEq.g-1/L) na secreção gástrica nos grupos tratados. A produção de muco na mucosa gástrica também não foi aumentada nos grupos tratados com o extrato ESC. A avaliação da ação gastroprotetora por inibição da enzima iNOS e alquilação de grupos sulfidrilas evidenciou que a produção de óxido nítrico e de grupos sulfidrilas podem estar envolvidos na atividade gastroprotetora do ESC. Diferentes concentrações de ii extrato ESC e alcaloide cernumidina foram testadas nos tempos de 48, 72 e 96 h em cultura primária de células de músculo liso relacionadas a hiperplasia benigna da próstata (HPB), sendo possível observar inibição do crescimento celular de 60% na concentração de 3 mg/mL para o extrato e de 62% para o alcaloide na concentração de 1 mg/mL (3,3 x 10-6 M) no tempo de exposição de 96 h. Com o intuito de avaliar o potencial efeito indutor de apoptose, foi realizado o ensaio de anexina V Cy5 por citometria de fluxo. Tanto para o extrato ESC como para o acaloide cernumidina observou-se que a morte celular ocorreu mais por apoptose. Apenas para o alcaloide, na concentração de 1 mg/mL, houve significativa morte por necrose. Na atividade de inibição da angiogenese, avaliada em células HUVEC, a FBuOH (50 ?g/mL) e o alcaloide cernumidina (160 nM) inibiram a formação de vasos endoteliais em 62,75% e 77,73%. Na secagem do extrato por spray dryer o rendimento, a densidade aparente, a densidade compacta, o tamanho das partículas (D50) e o teor de cernumidina foram influenciados por alguns dos fatores avaliados: temperatura, vazão e porcentagem de adjuvante, linearmente ou na forma quadrática. Na otimização da secagem por spray dryer, utilizando a função desejabilidade, observou-se a proximidade dos valores preditos para rendimento do pó e teor de cernumidina com os valores reais, evidenciando a confiabilidade desse método matemático. Assim, os resultados obtidos corroboram alguns dos usos populares abrindo novas possibilidades para o desenvolvimento de fitoterápico a partir S. cernuum. / Solanum cernuum Vell. (Solanaceae), popularly known as \"panacéia\", is a native tree from Southern and Southeastern Brazil. Its traditional name is due to the wide range of uses in folk medicine including the treatment of ulcers, liver damage, skin infections, as diuretic, antitumor, depurative, anti-hemorrhagic, as well as to treat gonorrhoea and benign prostatic hyperplasia (BPH). Considering the importance of S. cernuum in folk medicine and the lack of research supporting its use, the aims of this project were to obtain different extracts, fractions and isolated compounds this plant to be tested for gastroprotective, cytotoxicity and antimicrobial activities. Leaves S. cernuum were collected in Teresópolis/RJ. The hydroethanolic (ESC) and ethyl acetate extracts were obtained from the dried and grinded leaves. Fractions in hexane (FHex), dichloromethane (FDCM), ethyl acetate (FAcOEt), n-butanol (FBuOH) and water (FAQ) were obtained from the ESC extract. The ESC extract was fractionated using different chromatographic techniques furnishing four isolated compounds: trans-isoferulic acid, cernumidine, quercitrin and afzelin. The content of these four compounds were quantified to be 1.5%, 4.8%, 1.3% and 1.6%, respectively, in the extract. ?-sitosterol and the friedelin were isolated by partitioning the ethyl acetate extract with heptane. In the antimicrobial assay, only FHex, FDCM and FAq fractions showed activity at different concentrations against the tested strains of bacteria and fungi. The hydrodistillation of the leaves of S. cernuum did not fusrnish essential oils, but the partition of the hydrolate with dichloromethane allowed the determination of its composition by GC/MS. The trichomes of S. cernuum are majority kind of stellate tector. Only FDCM fraction and friedelin compound showed activity in XTT assay against MCF-7 cells (breast carcinoma) at the concentration of 16.6 ?g/mL and 124.9 ?g/mL, respectively. The ESC extract showed gastroprotective effects in the acute gastric ulcer assay, which is induced by HCl/EtOH and nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). Also, in the chronic ulcer assay, induced by acetic acid, the oral administration of ESC extract (250 mg/kg) reduced the ulcerated area, suggesting that it has a curative potential. The isolated compounds (30 mg/kg) exhibited gastroprotective activity in acute gastric ulcer assay, except cernumidine. The results indicated that the ESC extract was able to reduce the concentration of H+ ions in comparison with the control group. However, ESC extract did not modify the pH of the gastric juice acid and there was no significant increment in the amount of gastric adherent mucus in pretreated group. Further, it was evaluated the role of nitric oxide (NO) and sulfhydryl (SH) groups on the gastroprotective effect elicited by ESC extract. The results showed that gastroprotection induced by the ESC extract is correlated with the presence of endogenous NO and SH groups which were responsible for gastroprotective activity. In the anti-angiogenic activity assay evaluated in HUVEC cells, the FBuOH fraction (50 ?g/mL) and the cernumidine alkaloid (160 nM) inhibited the the formation of endothelial vessels by 62.75% and 77.73%, respectively. Different concentrations of the ESC extract and cernumidine alkaloid were further tested in primary culture of iv smooth muscle HPB for 48, 72 and 96 h. ESC extract (3 mg/mL) and the alkaloid (1 mg/mL; 3.3 x 10-6 M) treatment for 96 h inhibited the cell growth by 60% and 62%, respectively. In addition, it was assessed the potential effect of extract and its constituents to induce apoptosis by performing the annexin Cy5 assay by flow cytometry. Treatment with ESC extract and cernumidine alkaloid led to cell death by apoptosis. Only cernumidine at 1 mg/mL showed significant cells death by necrosis compared to control. Considering the spray dryer technique to dry the extract, the yield, bulk and tapped densities, particle size (D50) and the content of the cernumidine are influenced by some of the evaluated factors: temperature, flow and excipient percentage, linearly or quadratic form. To optimize the drying by spray dryer, it was used the desirability function. It was observed that the proximity of the predicted values of the yield and cernumidine content with the real values were found, showing the reliability of this mathematical method. Therefore, the obtained results corroborate the folk use and open new opportunities for the development of a phytotherapic from S. cernuum.
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Expressão da dermicidina e correlações clínico-patológicas em melanomas malignos / Dermcidin expression and clinicopathological correlations in malignant melanoma

Sangiuliano, Beatriz Areias 05 February 2016 (has links)
O melanoma cutâneo é a neoplasia de pele de maior mortalidade e grande imprevisibilidade na sua evolução. Na doença disseminada, as opções terapêuticas são pouco eficazes. A pesquisa de novos marcadores tumorais permite a melhor compreensão da patogênese do melanoma e possibilita a descoberta de alvos moleculares. A proteína Dermicidina (DCD) foi identificada entre os 9 genes de uma assinatura gênica de predição de diagnóstico clínico do melanoma humano, porém vários autores divergem sobre o papel desta na doença e os mecanismos moleculares pelos quais a DCD atua nos tumores permanecem incertos. O presente estudo teve como objetivo investigar o papel da DCD na tumorigênese do melanoma maligno e correlacionar sua expressão com dados clínicos, demográficos e patológicos dos pacientes. Através da técnica de imuno-histoquímica em lâminas de TMAs (tissue-microarray), o padrão de expressão de DCD foi analisado em tecido tumoral de duas coortes de pacientes, a primeira com 53 casos tratados no Hospital A.C. Camargo, predominantemente caucasianos, e a segunda com 48 casos, todos asiáticos, obtidos comercialmente da empresa IMGENEX. A análise in situ da Dermicidina mostrou que a proteína está expressa de forma heterogênea nas células tumorais, e pode ocorrer tanto em tumores amelanocíticos como melanocíticos. Em melanomas primários, a expressão de DCD foi mais frequente em tumores localizados nas regiões do tronco e membros superiores, já nas metástases, a proteína foi detectada predominantemente em células em transito nos linfonodos (69,23% dos casos). Analisando os resultados dos 101 pacientes das duas coortes em conjunto, pelo método de Kaplan-Meier, foi confirmado que nos indivíduos com tumores DCD-negativo, a taxa de sobrevida foi de 65,54% em 60 meses, e de 62,86% em 130 meses. Já indivíduos com tumor DCD-positivo tiveram sobrevida de 43,33% em 5 anos, e 28,12% em 130 meses, sendo a diferença significante entre os grupos (p=0,0229). A taxa de óbito dos pacientes com tumor DCD-positivo foi mais elevada, 56%, quando comparada à taxa dos indivíduos com tumor DCDnegativo, 33,33% (p=0,0281). Também foi encontrada uma tendência de tumores expressando DCD se relacionarem a pacientes com idade superior a 50 anos (p=0,1057). Em uma consulta de 4 estudos diferentes que reuniram os dados de sequenciamento de DNA de tumores de 515 pacientes, observamos que o gene DCD, em melanomas, não se encontra predominantemente amplificado, mas sim mutado. A substituição E43K foi a alteração mais frequente, correspondendo a 70% dos casos com mutação no gene. Ao relacionarmos os casos disponíveis de mutação em DCD com os genes BRAF, NRAS, MITF, CDKN2A e ERBB4, encontrou-se uma associação com a mutação BRAF V600E nos casos em que ocorria a mutação DCD E43K. Por ter alta frequência em melanomas (variando entre 45 e 54%), e ser um indicador de pior prognóstico para a neoplasia, a expressão de DCD pode ser considerada um potencial biomarcador / Cutaneous melanoma is the skin neoplasia with the highest mortality rate and great unpredictability in its evolution. In disseminated disease, the treatment options are little effective. The research for new tumor markers allows a better understanding of the pathogenesis of melanoma and enables the discovery of molecular targets. The Dermcidin protein (DCD) was identified among the nine genes of a gene signature predicting clinical diagnosis of human melanoma, although many authors differ on its role in the disease and the molecular mechanisms by which DCD acts in tumors remain unclear. The present study aimed to investigate the role of DCD in the tumorigenesis of malignant melanoma and to correlate its expression with clinical, demographic and pathologic data of patients. Using the technique of immunohistochemistry in TMA slides (tissue microarray), the expression pattern of DCD was analyzed in tumoral tissue of two cohorts of patients, the first with 53 cases treated in hospital AC Camargo, predominantly caucasians, and the second with 48 cases, all Asians, commercially obtained from IMGENEX company. The in situ analysis of Dermcidin showed that the protein is expressed in a heterogeneous manner in tumor cells, and can occur in non-melanocytic as well as in melanocytic tumors. In the primary melanoma, DCD expression was more seen in tumors located in the regions of torso and upper limbs. In the metastases, the protein was found predominantly in cells in transit in the lymph nodes (69.23% of cases). Analyzing the 101 patients of the two cohorts together, by the Kaplan-Meier method, it was confirmed that patients with DCD-negative, the survival rate was 65.54% in 60 months, and 62.86% in 130 months, while the group of patients with DCD-positive tumor had 43.33% in 5 years, and 22.12% in 130 months, knowing that a difference between the groups was significative (p=0.0229). The death rate of patients with DCD-positive tumor was higher, 56%, when compared with the death rate of individuals with DCD-negative tumor, 33.33% (p=0.0281). It was also found a trend of tumors expressing DCD related to patients older than 50 years (p=0.1057). In a search of 4 different studies grouping the DNA sequencing tumor of 515 patients we observed that the DCD gene, in melanoma, is not predominantly amplified, but mutated. The E43K substitution was the most frequent alteration, corresponding to 70% of cases of gene mutation. When comparing the available cases of mutations in DCD with the genes BRAF, NRAS, MITF, CDKN2A, ERBB4, we found an association with the BRAF V600E mutation in cases where occurred the DCD E43K. By having high frequency in melanomas (ranging between 45 and 54%) and being an indicator of poor prognosis for the neoplasia, DCD expression can be considered as a potential biomarker
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Caracterização do perfil de susceptibilidade de isolados clínicos de Neoscytalidium dimidiatum e N. dimidiatum var. hyalinum aos antifúngicos e a fotossensibilizadores / Clinical isolates susceptibility profile characterization Neoscytalidium dimidiatum and N. dimidiatum var. hyalinum to photosensitizers and antifungals

Carvalho, Ludmilla Tonani 30 November 2015 (has links)
O gênero Neoscytalidium está crescentemente sendo associado às infecções superficiais e profundas causadas em pacientes imunocomprometidos e imunocompetentes. O fungo filamentoso Neoscytalidium dimidiatum é um microrganismo saprofítico e fitopatogênico, encontrado no solo e vegetação de regiões de clima tropical e subtropical. N. dimidiatum var. hyalinum e N. dimidiatum estão envolvidos em infecções superficiais de pele e unha sendo que a espécie produtora de melanina, N. dimidiatum, está associado preferencialmente a infecções profundas sugerindo que a espécie variante não produtora de melanina, N. dimidiatum var. hyalinum, pode ser menos virulenta que a pigmentada. Pouco é descrito na literatura sobre as variedades em questão tanto em relação à sensibilidade a drogas antifúngicas e ao tratamento fotodinâmico antimicrobiano (TFDA), bem como a características fisiológicas referentes à tolerância a variações de temperatura e pH. Assim, o presente trabalho teve como objetivo o estudo de isolados clínicos de N. dimidiatum e N. dimidiatum var. hyalinum obtidos de infecções de pele e unha. Neste estudo foram realizadas a identificação molecular, a filogenia multilocus, a verificação in vitro do desenvolvimento em diferentes temperaturas e pHs e a caracterização in vitro do perfil de susceptibilidade a antifúngicos e TFDA com fotossensibilizadores (FSs) fenotiazínicos, bem como os efeitos do TFDA nas biomoléculas dos artroconídios das variedades estudadas. A filogenia multilocus foi realizada pelo sequenciamento de sete diferentes loci onde foi evidenciado polimorfismo na região Internal Transcribed Spacer (ITS) 1 e nos genes ?-Tubulina (TUB), Fator de Alongamento de cadeia 1? (EF1) e Histona H3 (HH3). O agrupamento dos isolados clínicos deste estudo em genótipos distintos permitiu a separação em 6 tipos de sequência (TSs), sendo que o TS5 foi composto apenas pela espécie variante N. dimidiatum var. hyalinum. A análise de desenvolvimento em diferentes temperaturas e pHs demonstrou um tamanho de colônia reduzido para todos os isolados de N. dimidiatum var. hyalinum. Anfotericina B, voriconazol e terbinafina foram os antifúngicos mais eficientes para ambas variedades. Os valores das concentrações inibitórias mínimas (CIMs) encontrados para os derivados azólicos foram baixos para todos os isolados clínicos de N. dimidiatum var. hyalinum. Os isolados clínicos de N. dimidiatum mostraram ser menos sensível ao TFDA com os FSs azul de metileno (MB), novo azul de metileno N (NMBN), azul de toluidina O (TBO) e novo derivado sintético (S137) quando comparado à variedade hialina. NMBN e S137 mostraram maior eficiência para inativação de Neoscytalidium spp. Adicionalmente, no TFDA todos os FSs apresentaram efeito de permeabilidade de membrana plasmática, embora somente NMBN e S137 apresentaram a produção de Malondialdeido (MDA), isto é, causaram a peroxidação lipídica nos artroconídios de N. dimidiatum e da variedade hialina / Neoscytalidium sp. is increasingly being associated with superficial and deep infections in immunocompromised and immunocompetent patients. The filamentous fungus Neoscytalidium dimidiatum is a saprophytic and plant pathogenic microorganism that is found in soil and vegetation of tropical and subtropical regions. N. dimidiatum var. hyalinum and N. dimidiatum are involved in superficial skin and nail infections. The melanin producer N. dimidiatum is preferably associated with deep infections suggesting that the clinical isolate without melanin, N. dimidiatum var. hyalinum, may be less virulent than the pigmented variety. Little is described in the literature regarding the varieties N. dimidiatum and N. dimidiatum var. hyalinum about the sensitivity to antifungal drugs and photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT), and the physiological characteristics related to the growth at different temperature and pH. Therefore, the present study aimed to investigate clinical isolates of N. dimidiatum and N. dimidiatum var. hyalinum obtained from skin and nail infections. Here in this study were performed the molecular identification, multilocus phylogeny, the in vitro characterization of development at different temperatures and pHs, and the characterization of in vitro susceptibility to antifungal agents and PACT with phenotiazinium photosensitizers (PSs), as well the PACT effects on the biomolecules of the Neoscytalidium spp. arthroconidia. The multilocus phylogeny was performed by sequencing seven different loci where polymorphism were identified in the Internal Transcribed Spacer (ITS) 1 region of rDNA and in the genes ?-tubulin (TUB), elongation factor 1? (EF1) and Histone H3 (HH3). The grouping of the clinical isolates from this study in different genotypes allowed the clustering in 6 sequence types (ST), in which the ST5 was composed exclusively by all N dimidiatum var. hyalinum isolates from this study. The analysis of development at different temperatures and pHs showed a reduced colony size for all N. dimidiatum var. hyalinum isolates. Amphotericin B, voriconazole and terbinafine were the most effective antifungal for both varieties. The minimal inhibitory concentrations (MICs) values found for the azoles derivatives were low for all N. dimidiatum var. hyalinum isolates. N. dimidiatum clinical isolates have shown to be less sensitive to PACT with the PS methylene blue (MB), new methylene blue (NMBN), toluidine blue O (TBO) and new synthetic derivative (S137) when compared to hyaline variety. NMBN and S137 have shown more effectiveness for the inactivation of Neoscytalidium spp. Additionally, all PS in PACT have caused plasma membrane permeability, although only NMBN and S137 showed the production of malondialdehyde (MDA), i.e., caused lipid peroxidation in both N. dimidiatum and hyaline variety
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Utilização de agentes antimicrobianos, probióticos, prebióticos e extratos vegetais como promotores do crescimento de leitões recém-desmamados / Antimicrobial agents, probiotics, prebiotics and herbal extracts as growth promoters of weanling pigs

Utiyama, Carlos Eduardo 09 November 2004 (has links)
O objetivo do trabalho foi estudar os efeitos de probióticos, prebióticos e extratos vegetais como alternativas ao uso de agentes antimicrobianos como promotores do crescimento de leitões recém-desmamados, por meio da morfologia de órgãos, frequência de diarréia, microbiologia intestinal, histologia de epitélio intestinal, digestibilidade dos nutrientes e desempenho. Foram realizados dois experimentos em blocos casualizados, nos quais foram testados cinco tratamentos: controle - ração basal; antimicrobiano - basal com 50 ppm de bacitracina de zinco + 50 ppm de olaquindox; probiótico - basal com 1300 ppm de probiótico à base de Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis; prebiótico - basal com 3000 ppm de mananoligossacarídeo; extrato vegetal - basal com 500 ppm de extrato vegetal (alho, cravo, canela, pimenta, tomilho, cinamaldeído e eugenol). No Experimento I utilizaram-se 40 leitões desmamados aos 21 dias de idade, distribuídos a 20 gaiolas suspensas com dois leitões (um macho castrado e uma fêmea) em cada gaiola (unidade experimental) e quatro repetições por tratamento. Durante a última semana do período experimental foi realizado o ensaio de digestibilidade dos nutrientes, por meio da metodologia da coleta parcial de fezes, tendo o óxido crômico (Cr2O3) como marcador. Ao 35º dia, um animal de cada unidade experimental foi abatido para a coleta de dados referentes à morfometria de órgãos, de amostras do epitélio intestinal para análise histológica e de amostras do conteúdo do jejuno/íleo para análise microbiológica. No Experimento II, foram utilizados 120 leitões desmamados aos 21 dias de idade, alocados em 60 baias com dois animais (um macho castrado e uma fêmea) por baia (unidade experimental), perfazendo 12 repetições por tratamento. As variáveis de consumo diário de ração, ganho diário de peso e conversão alimentar foram coletadas e analisadas nos períodos de 1-14, 15-35 e 1-35 dias de experimentação. Também foi avaliada a frequência de diarréia. Apesar da diferença não ser significativa (P>0,05), em valores numéricos, os agentes antimicrobianos melhoraram o ganho diário de peso nos períodos de 15-35 (+22%) e 1-35 (+21,4%) dias de experimentação. Também melhoraram (P<0,05) a digestibilidade aparente de nutrientes (P<0,05) em relação ao tratamento controle. O prebiótico mananoligossacarídeo foi a melhor alternativa aos antimicrobianos, proporcionando um ganho diário de peso, numericamente (P>0,05), 25,7% superior ao tratamento controle e equivalente ao tratamento antimicrobiano, nos primeiros 14 dias de experimentação. Entretanto, o prebiótico mananoligossacarídeo não melhorou a conversão alimentar (P>0,10). Nos períodos de 15-35 dias e no período total, o desempenho dos animais do tratamento prebiótico foi intermediário entre o tratamento controle e antimicrobiano. O probiótico não melhorou o desempenho (P>0,10) e não proporcionou nenhuma alteração nas outras variáveis estudadas. Os extratos vegetais aumentaram o peso relativo do pâncreas (P<0,05) e melhoraram a digestibilidade aparente da matéria seca da dieta (P<0,05). No entanto, os extratos vegetais não melhoraram (P>0,10) o desempenho dos leitões. / The purpose of this work was to evaluate the probiotics, prebiotics and herbal extracts as alternatives to antimicrobial agents as growth promoters of weanling pigs, based on the morphometry of organs, fecal score, intestinal microbiology, intestinal histology, nutrient digestibility and performance. Two randomized complete block design experiments were carried out to compare five treatments: control - basal diet; antimicrobial - basal diet plus Zn bacitracin and olaquindox (50 ppm of each); probiotic - basal diet plus 1300 ppm of probiotic (Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis); prebiotic - basal diet plus 3000 ppm of mannanoligosaccharide; herbal extract - basal diet plus 500 ppm of herbal extract (garlic, clove, cinnamon, pepper, thyme, cinnamaldehyde and eugenol). In Experiment I, forty 21-d-weaned pigs were alloted to 20 suspended pens, with two pigs (a barrow and a gilt) per pen (experimental unit) and four replications per treatment. In the last week, the digestibility assay was carried out, using the method of the partial faeces collection, with the chromium oxide (Cr2O3) as fecal marker. On 35th day, an animal of each experimental unit was slaughtered to collect the morphometry data, the intestinal epithelium samples for histological analysis, and the content of the jejunum/ileum for microbiological analysis. In Experiment II, one hundred and twenty 21-d-weaned pigs were used, with 12 replications per treatment and two animals (a barrow and a gilt) per experimental unit. The daily feed intake, the average daily gain and the feed conversion were analyzed for 1-14, 15-35 and 1-35 days of experimental periods. The fecal score was also evaluated. Although not significant (P>.05), the antimicrobial agents improved the average daily gain of weanling pigs, during 1-35 (+21.4%) and 15-35 (+22%) days of experimental periods, compared to pigs fed control diet. The nutrient apparent digestibility of pigs fed antimicrobial were higher (P<.05) than of those fed control. The prebiotic mannanoligosaccharide showed to be the most efficient alternative to antimicrobials. The average daily gain of pigs fed mannanoligosaccharide was, in numerical values (P<.05), 25.7% higher than of those fed control (P>.05) and similar (P>.05) to the animals of the antimicrobial treatment, during 1-14 days of experimental period. However, the feed conversion was not improved (P>.10). During 15-35 and 1-35 days of experimental periods, the performance of animals fed mannanoligosaccharide was intermediate between of those fed control and antimicrobial diet. The probiotic did not improve the growth performance of pigs (P>.10) and did not cause any effect. The herbal extracts increased the relative weight of pancreas (P<.10) and improved the dry matter apparent digestibility of the diet (P<.05), compared to control treatment. However, the herbal extracts did not improve pig performance (P>.10) in any period.
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Cimento endodôntico antimicrobiano com a incorporação de vanadato de prata - análise das propriedades físicas e microbiológicas / Antimicrobial endodontic sealer with the incorporation of silver vanadate - analysis of the physical and microbiological properties

Ana Beatriz Vilela Teixeira 25 January 2017 (has links)
O desenvolvimento de cimentos endodônticos com maior capacidade antimicrobiana, leva a associação de cimentos endodônticos com agentes antimicrobianos. O vanadato de prata nanoestruturado decorado com nanopartículas de prata (AgVO3) é um nanomaterial com capacidade antimicrobiana com aplicação na odontologia. O objetivo desse trabalho foi avaliar quatro cimentos endodônticos (AH Plus, Sealapex, Sealer 26 e Endofill) incorporados com AgVO3, em diferentes concentrações (0%, 2,5%, 5% e 10%), através de testes in vitro de concentração inibitória mínima (CIM) e capacidade antimicrobiana (difusão em ágar) (n=6) frente aos micro-organismos: Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli. Testes das propriedades físicas de escoamento (n=6), radiopacidade (n=5), teste de alteração de cor da estrutura dental (n=3) e padrão de distribuição superficial do AgVO3 aos cimentos endodônticos (n=5) foram realizados. Para análise estatística da capacidade antimicrobiana e escoamento foram realizados teste paramétrico 2-way ANOVA e teste de Tukey honestly significant difference (HSD), os dados da radiopacidade foram analisados pelo teste Kruskal-Wallis e teste de permutação com nível de significância de 5%, e para a alteração de cor realizou-se análise estatística descritiva. A CIM do AgVO3 para E. faecalis foi de 500 &micro;g/mL e para P. aeruginosa e E. coli de 31,25 &micro;g/mL. A incorporação de 10% de AgVO3 promoveu maior atividade antimicrobiana a todos os cimentos frente a E. coli, ao Sealer 26 e Sealapex frente a E. faecalis e ao AH Plus e Endofill frente a P. aeruginosa (p<0,05). A incorporação de AgVO3 não influenciou na atividade antimicrobiana inerente do AH Plus frente a E. faecalis (p>0,05) e não promoveu tal propriedade ao Sealer 26 e Sealapex frente a P. aeruginosa (p>0,05). O escoamento do AH Plus e Endofill reduziu com o aumento da concentração de AgVO3 (p<0,05). Não houve influência no escoamento do Sealer 26 e Sealapex (p>0,05). Todos os grupos apresentaram valores de escoamento dentro do recomendado pela American National Standard/American Dental Association (ANSI/ADA), exceto o AH Plus 10%. O AgVO3 não influenciou na radiopacidade do Endofill (p=0,399) e Sealapex (p=0,316), e a concentração de 2,5% do Sealer 26 e AH Plus apresentou maior radiopacidade em relação ao controle (p=0,022 e p=0,006, respectivamente), que não diferiu dos demais grupos (p>0,05). Todos cimentos incorporados com AgVO3 apresentaram maiores alterações de cor após 180 dias, a menor alteração foi do Endofill 10% e a maior do Sealer 26 10%. O AgVO3 apresentou um padrão de distribuição superficial circular na composição dos cimentos endodônticos. Concluiu-se que a incorporação do AgVO3 tem potencial para aumentar a atividade antimicrobiana dos cimentos endodônticos avaliados, não influenciou no escoamento do Sealer 26 e Sealapex, e na radiopacidade dos cimentos avaliados. Os grupos incorporados com AgVO3 apresentaram maior alteração de cor com 180 dias, exceto o Endofill 10%. / The development of endodontic sealers with higher antimicrobial capacity, leads to the association of endodontic sealers with antimicrobial agents. The nanostructured silver vanadate decorated with silver nanoparticles (AgVO3) is an antimicrobial nanomaterial with application in dentistry. The aim of this study was to evaluate four endodontic sealers (AH Plus, Sealapex, Sealer 26 and Endofill) incorporated with AgVO3, in different concentrations (0%, 2.5%, 5% and 10%), through in vitro tests of minimum inhibitory concentration (MIC) and antimicrobial capacity (agar diffusion method) (n=6) against microorganisms: Enterococcus faecalis, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli. Tests on physical properties of flow (n = 6), radiopacity (n = 5), tooth discoloration (n = 3) and superficial distribution pattern of the AgVO3 to endodontic sealers (n = 5) were performed. For statistical analysis of antimicrobial capacity and flow, were performed the 2-way ANOVA parametric test and the Tukey honestly significant difference (HSD) test, the radiopacity data were analyzed by the Kruskal-Wallis test and permutation test with significance level of 5%, and descriptive statistical analysis was performed for tooth discoloration. The MIC of AgVO3 for E. faecalis was 500 &micro;g/mL and for P. aeruginosa and E. coli 31,25 &micro;g/mL. The incorporation of 10% of AgVO3 increased antimicrobial activity to all sealers against E. coli, to Sealer 26 and Sealapex against E. faecalis and to AH Plus and Endofill against P. aeruginosa (p <0.05). The incorporation of AgVO3 did not influence on antimicrobial activity inherent of the AH Plus against E. faecalis (p> 0.05) and did not promote this property to Sealer 26 and Sealapex against P. aeruginosa (p> 0.05). The flow of AH Plus and Endofill decreased with increasing AgVO3 concentration (p <0.05). There was no influence on the flow of Sealer 26 and Sealapex (p> 0.05). The evaluated groups presented flow values within the recommended by the American National Standard/American Dental Association (ASNI/ADA), except the AH Plus 10%. The AgVO3 did not influence the radiopacity of Endofill (p = 0.399) and Sealapex (p = 0.316), the concentration of 2.5% of Sealer 26 and AH Plus presented higher radiopacity than the control (p = 0.022 and p = 0.006, respectively), which did not differ from the other groups (p> 0.05). All sealers incorporated with AgVO3 presented color alterations after 180 days, the lowest change was Endofill 10% and the highest was Sealer 26 10%. The AgVO3 presented a pattern of circular superficial distribution in the composition of the endodontic sealers. It is concluded that the incorporation of AgVO3 has the potential to increase the antimicrobial activity of the endodontic sealers evaluated, did not influence the flow of the Sealer 26 and Sealapex, and the radiopacity of sealers evaluated. The groups incorporated with AgVO3 presented color alterations with 180 days, except Endofill 10%.
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Estudo da relação estrutura-atividades e de propriedades do Hb40-61a, uma hemocidina sintética / An investigation of the structure-activity relationship and the properties of Hb40-61a, a synthetic hemocidin

Nogueira, Elaine 23 November 2007 (has links)
A hemoglobina (Hb) é uma fonte reconhecida de peptídeos com funções biológicas diversas. O fragmento 33-61 da cadeia &#945; da Hb, isolado do trato gastrointestinal do carrapato Boophilus microplus, foi o primeiro a ser descrito com ação antimicrobiana. O seu análogo sintético amidado, Hb33-61a, mostrou-se ativo contra bactérias Gram-positivas e fungos [Fogaça et al. (1999) J. Biol. Chem. 274, 25330-4]. O estudo de análogos do Hb33-61 nas formas amidada e com carboxila livre revelou que a amidação provoca aumento significativo da atividade frente a Candida albicans. Por apresentar propriedades biológicas e estruturais idênticas às do Hb33-61a, o Hb40-61a pareceu ser a sua porção mÌnima ativa [Sforça et al. (2005) Biochemistry 44, 6440- 51; Machado et al. (2007) Biopolymers 88, 413-26]. Para comprovar tal sugestão, no presente trabalho, sintetizamos, purificamos e caracterizamos novos an·logos do Hb33-61a, bem como os avaliamos quanto às suas atividades frente a C. albicans e Micrococcus luteus. Os resultados confirmaram a sugestão apenas para a ação antifúngica. O análogo Hb40-61a também se mostrou ativo frente a C. albicans resistente a fluconazol. A sua atividade antifúngica se mostrou fortemente dependente da força iônica do meio. A sua baixa atividade hemolítica foi confirmada mesmo em meio de baixa força iônica. O peptídeo Hb40-61a não apresentou sinergismo com o fluconazol frente a C. albicans. A cinética de morte celular mostrou que ele mata a levedura de forma rápida. Portanto, esta hemocidina sintética pode apresentar valor comercial se a via de administração for tópica ou se o seu uso envolver meios de baixa força iônica. Além disso, ela é um modelo valioso para o estudo do mecanismo de ação de peptídeos antimicrobianos com características estruturais similares e pode servir de base para o desenho de novos agentes antibiôticos. / It is well known that hemoglobin (Hb) is a source of biologically active peptides. The fragment 33-61 of bovine hemoglobin &#945;-chain, isolated from the gut contents of the tick Boophilus microplus, was the first identified with antimicrobial activity . Its amidated analogue, Hb33-61a, showed to be active against Gram-positive bacteria and fungi strains [FogaÁa et al. (1999) J. Biol. Chem. 274, 25330-4]. The study of a series of carboxyl-free and amidated synthetic analogues of Hb33-61 revealed that C-terminus amidation enhances the activity against Candida albicans. Since Hb33-61a and Hb40-61a presented identical biological and structural properties, it seemed that Hb40-61a was Hb33-61a minimal active motif [SforÁa et al. (2005) Biochemistry 44, 6440- To test this suggestion, in the present study 51; Machado et al. (2007) Biopolymers 88, 413-26]. we synthesized, purified and characterized Hb40-61a analogues and assayed them against C. albicans and Micrococcus luteus. The results confirmed the suggestion only for the antifungal activity. When tested against fluconazole-resistant C. albicans, Hb40-61a was also active. Its antifungal activity showed to be dependent on the ionic strength of the medium. Its low hemolytic activity was confirmed even under low ionic strength conditions. Hb40-61a had no synergic effect with fluconazole on C. albicans. In vitro time-kill assays demonstrated that Hb40-61a kills the yeast rapidly. Therefore, this synthetic hemocidin may be of commercial interest for topical application or other uses involving low ionic strength medium. Moreover, it can serve as a template for the study of the mechanism of action of structurally related antimicrobial peptides or for the design of novel antibiotic drugs.
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Interação do peptídeo de defesa do hospedeiro tritrpticina (TRP3) e seus análogos com membranas modelo: efeitos na estrutura e dinâmica da membrana / Interaction of the host defense peptide and its analogues with model membranes: effects on the structure and dynamics of the membranes

Bozelli Junior, José Carlos 24 November 2015 (has links)
Tritrpticina (TRP3) é um peptídeo antimicrobiano com 13 resíduos de amino ácidos com três Ws sequenciais. Com o objetivo de contribuir para a compreensão de seu mecanismo de ação, realizaram-se estudos funcionais e conformacionais da TRP3 e de dois análogos onde um (WLW) ou dois (LWL) W foram substituídos por L. Os peptídeos foram igualmente ativos contra bactérias Gram positivas e negativas. Sua atividade hemolítica requereu concentrações maiores, diminuindo na ordem TRP3>WLW>LWL. Os peptídeos permeabilizaram membranas modelo de E. coli ou contendo fosfolipídios carregados negativamente. Espectros de CD sugeriram que os peptídeos adquirem diferentes conformações ao se ligarem a bicamadas e micelas. Estudos de fluorescência mostraram que a ligação a membranas decresce na ordem: TRP3>WLW>LWL e que os peptídeos se localizam próximos à interface membrana-água. Espectros de RPE de marcadores de spin lipídicos indicaram que a ligação dos peptídeos altera a organização dos lipídios, aumentando o empacotamento molecular / Tritrpticin (TRP3) is a 13-residue antimicrobial peptide that contains three sequential Ws. With the aim of contributing to the understanding of its mechanism of action, functional and conformational studies were performed with TRP3 and two of its analogues where one (WLW) or two (LWL) of the W were replaced by L. The peptides were equally active against both Gram positive and Gram negative bacteria. Higher concentrations were required for hemolytic activity which varied in the order: TRP3>WLW>LWL. The peptides permeabilized membranes model membranes mimicking E. coli\'s lipid composition or containing different negatively charged phospholipids. CD spectra suggested the peptides acquired different conformations upon binding to bilayers or micelles. Fluorescence studies showed that membrane binding decreases in the order: TRP3>WLW>LWL and that the peptides are located close to the water-membrane interface. EPR spectra of lipid spin labels indicated that peptide binding alter lipid organization, increasing molecular packing
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Interação entre um peptídeo antimicrobiano e vesículas de fosfolipídeos / Interaction between an antimicrobial peptide and phosfolipids membranes.

Archilha, Nathaly Lopes 16 February 2009 (has links)
Neste trabalho, estudamos a interação de um peptídeo antimicrobiano com membranas modelo, por meio de dicroísmo circular (CD), fluorescência e microscopia óptica. Tal peptídeo, chamado de híbrido, foi sintetizado como uma mistura das regiões mais ativas de dois outros peptídeos antimicrobianos, chamados de pediocina A e plantaricina 149. Esse peptídeo híbrido possui carga de +8, em pH fisiológico, e as membranas estudadas foram compostas por uma mistura de fosfolipídeos zwiteriônicos (cabeça polar de fosfatidilcolina, PC) e aniônicos (cabeça polar de fosfatidilglicerol, PG), em diferentes razões molares. Os resultados de CD evidenciaram que este peptídeo se apresenta de forma desordenada em solução aquosa, porém adota uma conformação helicoidal na presença de grandes vesículas unilamelares carregadas negativamente (LUVs). A quantidade de componente helicoidal é dependente da quantidade de lipídeo negativo presente na bicamada lipídica. A fluorescência do triptofano revelou um deslocamento para o azul muito significativo, chegando a 20 nm para membranas compostas por 100 mol% de PG. Os dois resultados (CD e fluorescência) indicam que a região dos aminoácidos que contém o triptofano deve estar interagindo muito fortemente com a região hidrofóbica da membrana, numa conformação tipo-helicoidal. Experimentos de vazamento de carboxifluoresceína encapsulada em LUVs, por espectroscopia de fluorescência, demonstraram a ação lítica do peptídeo induzindo a formação de poros nas membranas, independentemente da composição das LUVs. Entretanto, a razão molar peptídeo:lipídeo necessária para induzir vazamento da sonda foi menor para membranas lipídicas compostas por bicamadas contendo altas quantidades de PG. Tal fato coloca em evidência o papel fundamental da interação eletrostática entre os peptídeos carregados positivamente com as membranas carregadas negativamente para o processo de ligação e mecanismo de ação deste peptídeo. Para estudar mais detalhadamente o mecanismo de ação, realizamos experimentos de microscopia óptica em vesículas unilamelares gigantes. Concluímos que o peptídeo provoca total desestabilização das vesículas unilamelares gigantes, com formação de poros, seguidos de ruptura da bicamada lipídica e sua transformação em pequenos e mal definidos complexos de peptídeos e fosfolipídeos. / In this work, we investigated the interaction between an antibacterial peptide with model membranes, by means of circular dichroism (CD), fluorescence and optical microscopy. Such a peptide was synthesized from the most active regions of two others antimicrobial peptides, namely pediocin A and plantaricin 149. The hybrid peptide has a net charge of ~ +8, at physiological pH, and the studied model membranes were composed of a mixture of zwitterionic phospholipids (phosphatidylcholine polar head) and anionic phospholipids (phosphatidylglycerol polar head), at differente molar ratio. The CD results evidenced that the peptide was essentially structureless in aqueous solution, but acquired an helical conformation in the presence of charged large unillamellar vesicles LUVs. The helical content is dependent on the negative charge amount on membrane surface. The tryptophan fluorescence revealed a significant blue shift of the maximium emission wavelength, up to 20 nm for the membranes composed of 100 mol% of PG in respect to the peptide fluorescence in the aqueous solution. This indicates that part of the aminoacid residues, that contains the tryptophan, must be buried into the hydrophobic medium of the lipid membrane. Leakage experiments using fluorescence spectroscopy of carboxyfluorescein encapsulated in LUVs demonstrated the lytic action of the peptide, inducing the pore formation in the membrane, regardless of lipid membrane composition. However, it should be stressed that the peptide:lipid molar ratio necessary to induce probe leakage was smaller for lipid membranes made up of large PG amounts. Such evidence points out the key role of the electrostatic interaction between a positively charged peptide and the negatively charged membrane, mediated by hydrophobic contribution. To gain further insight into the lytic mechanism of the peptide, we performed single vesicle experiments using giant unilamellar vesicles under optical microscopy observations. We conclude that the peptide provokes a total membrane desestabilization, with pore formation, followed by a membrane disruption and its transformation into smaller and not well defined complexes of phospholipids and peptides.
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Desenvolvimento de novos peptídeos antimicrobianos a partir de proteínas dos venenos das serpentes peruana Bothrops pictus e Bothriopsis oligolepis / Development of new antimicrobial peptides based on the structures of proteins found in the venoms of the Peruvian snakes B. pictus e B. oligolepis

López, Marcos Alejandro Sulca 21 November 2016 (has links)
A resistência aos antibióticos adquirida por micro-organismos patogênicos é um problema de saúde mundial e, por isso, o desenvolvimento de novos agentes antimicrobianos vem sendo amplamente estimulado. Sabendo que muitos peptídeos bioativos correspondem a fragmentos peptídicos de proteínas e/ou seus análogos, este trabalho teve o objetivo de desenvolver novos peptídeos antimicrobianos (AMPs) a partir das sequências aminoacídicas e das estruturas 3D de proteínas possivelmente envolvidas na atividade antimicrobiana de venenos de serpentes pouco estudados. As etapas iniciais seguidas foram: a) escolher uma fosfolipase A2 (PLA2) de veneno de serpente peruana do gênero Bothrops da família Viperidae com sequência de aminoácidos conhecida e modelar por homologia a sua estrutura 3D; b) verificar atividade antimicrobiana em venenos de serpentes peruanas dos gêneros Bothrops e Bothriopsis da família Viperidae, selecionar um veneno ativo, fracioná-lo para isolar proteínas provavelmente envolvidas nessa atividade, tripsinizar as proteínas isoladas, sequenciar os fragmentos trípticos para identificá-las, localizar esses fragmentos em sequências aminoacídicas de proteínas com estruturas 3D disponíveis correlatas às proteínas isoladas/identificadas em classe, função e fonte natural. Em seguida, foram escolhidos fragmentos peptídicos da PLA2 (item a) e das proteínas isoladas do veneno ativo (item b) e/ou desenhados análogos que apresentassem características exibidas por AMPs conhecidos. Os peptídeos desenhados foram sintetizados, purificados, caracterizados e testados em suas atividades antimicrobianas. Os modelos estruturais 3D da PLA2 de Bothrops pictus e quatro peptídeos (PLA2-1 a -4) amidados derivados dela foram obtidos, sendo o PLA2-1 ativo frente a Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans, Candida krusei e Candida parapsilosis (MICs de 6,25-200 &#181;mol.mL-1). Dos três venenos de serpentes peruanas testados, Bothrops taeniatta, Bothrops barnetti e Bothriopsis oligolepis, os dois últimos inibiram o crescimento de S. aureus (MICs 0,78-50 &#181;mol.mL-1), mas apenas B. oligolepis demonstrou espectro de ação amplo. O seu fracionamento sequencial, acompanhado de ensaios de inibição do crescimento de S. aureus, gerou frações ativas relativamente homogêneas que, tripsinizadas e os fragmentos trípticos sequenciados, continham metalo-peptidases do tipo III, serino-peptidase ou lectinas do tipo C. A verificação de atividade enzimática e de coagulação sanguínea nessas frações confirmaram as naturezas das proteínas isoladas. Dos três peptídeos amidados (Bo-Ser1, Bo-Met1 e Bo-Lec1) desenhados a partir de suas estruturas, um deles foi ativo frente às leveduras C. albicans, C. krusei e C. parapsilosis (Bo-Met1; MIC de 6,25 - 200 &#181;mol.mL-1). Pela primeira vez, foi demonstrado que: a) os venenos das serpentes peruanas B. barnetti e B. oligolepis apresentam ação antimicrobiana, sendo o último de espectro amplo; b) que as proteínas acima citadas, que incluem uma serino-peptidase, estão envolvidas com essa propriedade do veneno de B. oligolepis; c) que as sequências aminoacídicas e modelo 3D de uma PLA2 ácida e de proteínas presentes nos venenos das serpentes peruanas B. pictus e Bothriopsis oligolepis podem funcionar como fontes naturais para o desenvolvimento de novos AMPs de ação potente em micro-organismos de interesse clínico e científico. / Resistance to antibiotics obtained by pathogenic microorganisms is a global health problem, so the search for new antimicrobial agents has been encouraged. Knowing that many protein fragments and analogues are bioactive peptides, the aim of this work was to develop new antimicrobial peptides (AMPs) based on the amino acid sequences and 3D structures of proteins apparently involved in the antimicrobial activity of snake venoms very little or not studied so far. The first steps taken were: a) selection of a phospholipase A2 (PLA2) present in the venom from a Peruvian Bothrops sp. belonging to the family Viperidae, whose amino acid sequence was known, to model by homology its 3D structure; b) detection of antimicrobial activity in venoms from other Peruvian Viperidae Bothrops and Bothriopsis snakes, selection of an active venom, fractionation of it for isolation of proteins possibly involved in the antimicrobial activity, trypsinization of the isolated proteins, sequencing of the tryptic fragments for protein identification, location of such fragments in the amino acid sequences and 3D structures of proteins directly related in class, function and natural source to the isolated proteins. Then, peptide fragments from the chosen PLA2 (item a) and from the isolated proteins (item b) that presented structural features found in the known AMPs were selected and/or their analogues were designed. Finally, synthesis, purification and characterization of the peptides with AMP potential, (viii) verification on whether or not they display antimicrobial activity. The 3D-structure models of Bothrops pictus PLA2 and four amidated peptides (PLA2-1 to -4) derived from it were obtained, being PLA2-1 active against Gram negative bacteria Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa as well as the yeasts Candida albicans, Candida krusei and Candida parapsilosis (MICs de 6.25-200 &#181;mol.mL-1). Among the three Peruvian snake venoms tested Bothrops taeniatta, Bothrops barnetti and Bothriopsis oligolepis, the last two inhibited the growth of S. aureus (MICs 0.78-50 &#181;mol.mL-1) and B. oligolepis presented a wide spectrum of bacterial action. Sequential fractionation followed by S. aureus growth inhibition assays of the main fractions led to active relatively homogeneous ones. Their trypsinization and sequencing of the tryptic fragments indicated that they contained metalloproteinases type III, serine-proteinase or lectins type CTL. Enzymatic activity and blood coagulation assays confirmed the nature of the isolated proteins. From the three amidated peptides (Bo-Ser1, Bo-Met1 e Bo-Lec1) derived from them, Bo-Met1 showed to be active against C. albicans, C. krusei e C. parapsilosis (MIC 6,25 - 200 &#181;mol.mL-1). In summary, for the first time, it was demonstrated that: a) the venoms of the Peruvian snakes B. barnetti and B. oligolepis display antimicrobial activity, being the last of wide spectrum of action, b) the proteins isolated from B. oligolepis snake venom, including a serine-peptidase, are involved in the antimicrobial activity of the B. oligolepis snake venom, c) the amino acid sequences and 3D structures of acidic PLA2 and of other proteins found in the venoms of the Peruvian B. pictus e Bothriopsis oligolepis snakes can be used as safe and natural sources for the development of new AMPs potent against microorganisms of clinical and scientific interest.

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