As proteínas S100 são uma família de proteínas ligantes de Ca2+ com ampla distribuição ao longo dos tecidos de vertebrados. O gene da proteína S100B está localizado no cromossomo 21, e ela é expressa principalmente em astrócitos, estando envolvida em uma série de patologias, tanto do sistema nervoso central como em tecidos periféricos. Nesta tese estudamos o papel da proteína S100B na síndrome de Down, patologia genética que se origina da trissomia do cromossomo 21, bem como seu potencial como marcador de dano do sistema nervoso, em pacientes com defeito do tubo neural. Adicionalmente, procuramos demonstrar a presença de fontes extracerebrais de S100B. Observamos um aumento da proteína S100B em líquido amniótico de gestações com fetos com síndrome de Down (1,24 μg/L; controles 0,69 μg/L), e mostramos que este aumento está associado com a idade gestacional. Também relatamos um aumento da atividade da enzima superóxido dismutase (SOD) nas gestações de fetos com síndrome de Down (16,16 U/mg/prot; controles 10,78 U/mg/prot) ; este efeito não foi correlacionado com a idade gestacional. Sugerimos que a S100B e a SOD podem ser utilizadas como parâmetros adicionais na triagem pré-natal para síndrome de Down. Em relação aos níveis da S100B em soro de pacientes com síndrome de Down (1,35 μg/L), confirmamos um aumento desta proteína em relação aos indivíduos controle (0,38 μg/L). Este efeito, entretanto não é dependente da idade, como nos indivíduos normais. Determinamos, pela primeira vez, o perfil ontogenético desta proteína no soro destes pacientes. Este achado pode ser associado com as lesões neurodegenerativas presentes nos pacientes com síndrome de Down. O estudo da S100B como marcador de dano em pacientes com defeito do tubo neural (DTN; 0,860 μg/L) não revelou diferenças em relação aos indivíduos normais (0,580 μg/L). Ainda, pacientes com DTN não apresentaram variação dos níveis da proteína dependente da idade, como acontece nos indivíduos controle. Por fim, estudamos o tecido adiposo como provável fonte extracerebral de S100B, correlacionando os níveis séricos com aqueles encontrados em LCR de ratos submetidos a jejum, e sugerimos que a S100B tenha um papel no transporte de ácidos graxos.

Orientador : Prof. Dr. David Alexander Mitchell / Co+orientadora : Profª Drª Nadia Krieger / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ciências : Bioquímica. Defesa: Curitiba, 30/03/2015 / Inclui referências / Resumo: Os ésteres alquílicos do biodiesel são produzidos na indústria geralmente por transesterificação alcalina homogênea de triacilgliceróis provenientes de óleos vegetais com metanol. Este processo necessita de etapas de purificação do biodiesel para remoção do catalisador e do sal formado, de tratamento dos efluentes alcalinos gerados e ainda da recuperação do subproduto glicerol. Além disso, matérias-primas neutras e com baixo teor de água são requeridas, o que contribui para elevar o custo de produção do biodiesel. Uma das alternativas para contornar os problemas associados à catálise química é a utilização do processo enzimático com lipases, que podem catalisar reações de esterificação e de transesterificação e dispensam o uso de matérias-primas purificadas. Recentemente, no Laboratório de Tecnologia Enzimática e Biocatálise da Universidade Federal do Paraná, foi desenvolvido um processo com o intuito de reduzir os custos da produção enzimática do biodiesel. Este processo se consistiu na utilização de um sólido fermentado por Burkholderia lata (SFBL) para catalisar a esterificação etílica de ácidos graxos da borra de soja. O processo foi desenvolvido em escala laboratorial, com a utilização de biorreator de leito fixo contendo 12 g de SFBL e produziu altos rendimentos de ésteres etílicos (92%) em 31 h. Assim sendo, o objetivo geral deste trabalho foi de aumentar em pelo menos dez vezes a escala da produção de biodiesel a partir deste processo. Para tanto, foi montado um biorreator de leito fixo com três colunas em série preenchido com 120 g de SFBL, com circulação do meio reacional composto por oleína e etanol (1245 g). Para a remoção da água formada na reação, foi dimensionado um reservatório de meio reacional com barreira física, que favoreceu o aumento da velocidade inicial da reação, obtendo-se 88% de rendimento em 24 h. O sistema foi operado por 6 ciclos consecutivos de síntese (288 h). A conversão obtida ao final do primeiro ciclo, 91%, decresceu para 51% no final do sexto ciclo reacional. No primeiro ciclo, foi produzido 1 kg de ésteres e, até o sexto ciclo, foram acumulados 4,7 kg de ésteres, o que é equivalente a uma produção de 39 g de éster por g de sólido fermentado. Estes resultados são promissores, pois mostram que altas conversões podem ser mantidas no escalonamento do processo enzimático de produção do biodiesel usando sólidos fermentados como catalisadores. Palavras-chave: biodiesel, aumento de escala, esterificação, lipases, Burkholderia lata, fermentação em estado sólido, reator de leito fixo. / Abstract: The ethyl esters that comprise biodiesel are produced industrially by homogeneous alkaline transesterification of the triacylglycerols of vegetable oils with methanol. This process requires steps for the removal from the biodiesel of the catalyst and of the salt that is formed, for the treatment of the alkaline effluent that is generated and for the recovery of the glycerol by product that is produced. Beyond this, the oil must be neutral and have a low moisture content, meaning that it makes a significant contribution to the cost of the biodiesel. One possible strategy for avoiding problems associated with chemical catalysis is to use lipases as catalysts, given that they can catalyze both esterification and transesterification and do not require highly purified raw materials. Recently, a process was developed in the Enzyme Technology and Biocatalysis Laboratory of the Federal University of Paraná, with the intention of reducing the costs of the enzymatic route. This process uses a fermented solid, produced using Burkholderia lata (denominated FSBL), to catalyze the ethyl esterification of fatty acids obtained from soybean soapstock. The process was operated at laboratory scale, using a packed-bed bioreactor containing 12 g of FSBL, and gave high ester yields, of 92% in 31 h. The objective of the current work was to increase the scale of this biodiesel production process at least 10-fold. To this end, a bioreactor consisting of three packed-beds in series was filled with a total of 120 g of FSBL and 1245 g of a medium comprised of olein and ethanol was recirculated through the reactor from a reservoir. The reservoir had an internal weir in order to retain the aqueous phase, such that only the organic phase was fed back to the reactor. This water removal strategy increased the initial velocity of reaction, giving 88% conversion in 24 h. This system was operated for six consecutive 48-h cycles of ester synthesis. The conversion that was obtained decreased from 91% at the end of the first reaction cycle to 51% at the end of the sixth reaction cycle. In the first cycle, 1 kg of esters was produced, while the six cycles produced a cumulative total of 4.7 kg of esters, which is equivalent to 39 g of ester produced per g of fermented solid that was used. These results are promising, since they demonstrate that high yields can be maintained in the scale-up of enzymatic biodiesel production processes involving fermented solids as the catalyst. Keywords: biodiesel, scale-up, esterification, lipases, Burkholderia lata, solid-state fermentation, packed-bed reactor

Nesta dissertação, procuro entender o funcionamento de uma disciplina científica-acadêmica, a qual denominei de Bioquímica Médica, no seu processo de diferenciação enquanto uma disciplina situada na conexão entre os campos de saber médico e bioquímico. Para essa discussão, procuro me ancorar em questões trazidas pelos Estudos Culturais e pelos Estudos da Ciência, em suas vertentes pósestruturalistas. Dentre essas questões, destaco que compreender a disciplina e o conhecimento como construções processadas na cultura, leva-me a problematizar a disposição naturalizada dos saberes e a pensar a disciplina como um conjunto de estratégias, regras e padrões que regulam a forma como os sujeitos produzem o seu conhecimento sobre o mundo. Discuto também como a disciplina Bioquímica Médica, ao se encontrar implicada em uma formação profissional, incorporava discursos e práticas que articulavam os campos de saber bioquímico e médico, adequando-se ao seu contexto institucional - a Faculdade de Medicina. Nesse processo de articulação, procuro ver como as especificidades dessa disciplina constituíram-se e atuavam enquanto estratégias que, ao atenderem aos interesses institucionais, legitimavam o lugar dessa disciplina nesse Curso. Para a realização desse estudo, utilizei algumas ferramentas da etnografia que me permitiram circular pela variedade de espaços e atividades da disciplina e interagir com as pessoas - estudantes, monitores/as, professores e palestrantes - que dela participavam. Assim, fui tecendo a rede de elementos - aulas teórico-práticas, encontros extra-classe entre os/as monitores/as e os/as estudantes, entrevistas de pacientes no hospital, atividades de informática, reuniões entre os professores e os/as monitores/as, procedimentos pedagógicos, regras e padrões institucionais - que constituíam a disciplina; e, dessa forma, fui (re)construindo e discutindo suas especificidades. Dentre essas especificidades que diferenciavam a Bioquímica Médica enquanto disciplina constituída na articulação dos campos médico e bioquímico, destacava-se a entrevista de pacientes diabéticos/as em um hospital, que incorporava uma prática médica instituída. Nesse processo de articulação, as especificidades da disciplina atuavam, ao mesmo tempo, demarcando um campo de possibilidade no qual determinados objetos - como a diabetes - eram configurados para os/as estudantes enquanto objetos de conhecimento médicobioquímico, e legitimando a disciplina de Bioquímica no Curso de Medicina.

As acidemias propiônica e metilmalônica são desordens neurometabólicas hereditárias caracterizadas por progressiva deterioração neurológica, retardo mental, atraso no desenvolvimento psicomotor, convulsões e coma. A fisiopatologia do dano cerebral característico destas doenças ainda é pouco conhecida. No presente estudo investigamos o efeito de administração crônica (5o ao 28o dia de vida) dos ácidos propiônico (PA) e metilmalônico (MA), que são os metabólitos acumulados em maiores concentrações nos pacientes portadores das acidemias propiônica e metilmalônica, respectivamente, sobre o comportamento de ratos e sobre alguns parâmetros bioquímicos de estresse oxidativo no hipocampo dos animais. O comportamento dos animais foi avaliado 30 dias após o término do tratamento nas tarefas do labirinto aquático de Morris e no campo aberto. Os parâmetros bioquímicos avaliados foram o potencial antioxidante total do tecido (TRAP) e a atividade das enzimas catalase, superóxido dismutase e glutationa redutase. Todos as análises bioquímicas foram realizadas em hipocampo, estrutura fundamental para a localização espacial, requerida na tarefa do labirinto aquático de Morris. As doses de propionato ou metilmalonato foram administradas de acordo com as preconizadas nos modelos experimentais destas acidemias, tomando em consideração o peso e da idade dos animais. Os ratos controles receberam solução salina nos mesmos volumes. A administração de PA ou MA não alterou o peso dos animais. Entretanto foi encontrado um déficit de aprendizado e memória no grupo tratado com PA, e um déficit de memória no grupo tratado com MA. Nenhum dos grupos testados apresentou alterações na atividade motora (número de cruzamentos) na tarefa do campo aberto. Também determinamos o efeito da co-administração de ácido ascórbico nos animais tratados cronicamente com PA ou MA. Encontramos que o ácido ascórbico preveniu o déficit cognitivo provocado pela administração crônica de PA e MA. Por outro lado, verificamos que os tratamentos crônicos com PA e MA diminuíram o TRAP no hipocampo dos ratos, sem alterar a atividade de nenhuma das enzimas testadas. A prevenção do déficit cognitivo pelo ácido ascórbico associada à diminuição do TRAP no hipocampo dos animais tratados cronicamente com PA ou MA sugere que o estresse oxidativo pode estar relacionado com o déficit cognitivo encontrado no presente trabalho. Concluindo, nossos resultados indicam que o estresse oxidativo pode estar envolvido, ao menos em parte, com o dano cerebral nos pacientes afetados pelas acidemias propiônica e metilmalônica.

A hiperamonemia é um achado comum em crianças com acidemia metilmalônica, um erro inato do metabolismo caracterizado por retardo mental, convulsões e acúmulo tecidual de ácido metilmalônico (MMA). Embora existam evidências de que o MMA induza convulsões por inibição da sucinato desidrogenase (SDH), muito pouco se sabe sobre a contribuição da hiperamonemia para o desenvolvimento das convulsões nestes pacientes. No presente estudo investigou-se os efeitos do acetato de amônio sobre a ação convulsivante do MMA in vivo e do cloreto de amõnio sobre a inibição da SDH estriatal induzida pelo MMA in vitro. Ratos adultos foram injetados com acetato de amônio (1,5 mmol/kg, s.c.) ou acetato de sódio (1,5 mmol/kg, s.c.) e, após 5 minutos, injetados unilateralmente no estriado com MMA (3 µmol/µl) neutralizado para pH 7,4 com NaOH ou NaCl (4,5 µmol/µl). O pré-tratamento com acetato de amônio aumentou o número e durações dos episódios convulsivos induzidos pelo MMA. O cloreto de amônio não teve efeito sobre a atividade da sucinato desidrogenase e não alterou a inibição da SDH induzida pelo MMA in vitro. Estes resultados sugerem que a amônia potencializa os efeitos comportamentais induzidos pelo MMA por mecanismos que não envolvam adicional inibição da SDH. Este estudo provê evidências de que a hiperamonemia pode potencializar os efeitos neurotóxicos do MMA.

A memória pode ser definida como o armazenamento e a evocação de uma informação aprendida. Sendo um processo dinâmico, requer a ativação de diversos sistemas para que a informação adquirida seja consolidada. O ATP é um importante neurotransmissor que, após a sua liberação e conseqüente ativação de seus receptores específicos, precisa ser inativado. Esta remoção do ATP da fenda sináptica ocorre através de sua hidrólise promovida pelas ectonucleotidases. Como um dos produtos da hidrólise do ATP, a adenosina é considerada um potente neuromodulador e exerce suas ações através de receptores específicos com ações excitatórias (A2A e A2B ) ou inibitórias (A1 e A3). Vários trabalhos já demonstraram a participação do sistema purinérgico nos processos relacionados a memória da tarefa da esquiva inibitória. Estudos realizados em nosso laboratório mostraram a participação das ectonucleotidases sinaptossomais de hipocampo, córtex entorrinal e córtex parietal na consolidação da memória para esquiva inibitória. No entanto, existem poucos estudos a respeito do sistema purinérgico nos mecanismos de consolidação da memória em outras regiões cerebrais, tais como o córtex cingulado anterior (CA) e posterior (CP) e a área pré-central medial (FR2). Portanto, na primeira parte deste estudo, avaliamos as atividades ectonucleotidásicas em sinaptossomas de CA, CP e FR2 de ratos submetidos à tarefa de esquiva inibitória. Nossos resultados demonstraram um aumento na hidrólise de ATP em sinaptossomas de FR2 e CA; e na hidrólise de ADP em sinaptossomas de FR2 e CP. Este aumento na hidrólise de ATP e ADP ocorreu devido ao choque administrado na tarefa, já que o grupo de animais que não recebeu choque não apresentou alterações na hidrólise de ATP e ADP. Este efeito observado provavelmente não está associado à consolidação da memória, mas a mudanças neuroquímicas e neurohumorais induzidas pelo estresse após o choque. Além disso, foi observado um aumento relacionado ao aprendizado na atividade ATPásica e ADPásica em CP e CA, respectivamente. Estes resultados sugerem fortemente que estas enzimas participam da consolidação da memória em CP e CA. O aumento na hidrólise de ATP e ADP sugere um possível aumento na concentração de adenosina nestas regiões. Portanto, na segunda parte deste estudo, verificamos a influência de agonistas e antagonistas de receptores de adenosina nas memórias de curta (STM) e de longa (LTM) duração na tarefa de esquiva inibitória. Então, neste estudo administramos intrafusões de análogos de adenosina em CP, imediatamente após o treino em esquiva inibitória. Os resultados demonstraram que a intrafusão de DPCPX, um antagonista de receptores A1, em CP, na concentração de 50 nM, aumentou significativamente a retenção da tarefa em ambas STM e LTM. Além disso, a administração de CPA, um agonista de receptores A1 de adenosina, não alterou ambas STM e LTM nas concentrações testadas. Portanto, este estudo sugere que os receptores A1 exercem uma modulação inibitória em CP tanto na STM quanto na LTM para o aprendizado de esquiva inibitória. A regulação dos níveis de ATP e adenosina pelas ectonucleotidases em CP, CA e FR2 controlaria a ativação dos receptores A1 nestas estruturas, podendo exercer efeitos modulatórios na consolidação da memória nestas estruturas.

A S100B é uma proteína ligante de cálcio expressa e secretada por astrócitos. Em culturas de neurônios a S100B estimula a sobrevivência e extensão de neuritos. Estudos de imunocitoquímica e hibridização do RNAm in situ indicaram um aumento pós-natal desta proteína num período coincidente com a sinaptogênese em ratos. Neste trabalho foi investigado o imunoconteúdo da S100B por ELISA no tecido cerebral e no líquor de ratos durante o desenvolvimento pós-natal bem como o conteúdo e secreção de S100B em culturas de astrócitos corticais de diferentes idades. Também foi avaliada a ontogenia da GFAP e GAP-43, dois possíveis alvos da S100B. Os resultados mostram um acúmulo de S100B em hipocampo, córtex cerebral e cerebelo entre a segunda e quarta semana pós-natal. Uma redução da S100B no líquor foi observada após um período considerado crítico para a sinaptogênese em roedores. Um perfil semelhante foi observado durante o envelhecimento das culturas. Este estudo contribui com a idéia de que a S100B é uma proteína glial importante durante o desenvolvimento cerebral e que alterações nos seus níveis extracelulares devem estar envolvidos com a plasticidade sináptica.

A S100B é uma proteína ligante de cálcio, de massa molecular de 21kDa, expressa principalmente por astrócitos. Esta proteína tem sido implicada em atividades funcionais tanto intra quanto extracelulares. Muitos estudos têm sugerido que intracelularmente ela está envolvida na modulação de proteínas do citoesqueleto e na regulação do ciclo celular. A proteína S100B pode ser secretada pelos astrócitos e desenvolver atividades extracelulares, que parecem depender de sua concentração. Em concentração nanomolar ela atua como fator trófico às células neurais, enquanto que em concentrações micromolar ela pode ser neurotóxica. A quantificação da proteína S100B no sangue e líquor se correlaciona com a extensão e intensidade do dano ao sistema nervoso central (SNC) o que permite sua utilização em estudos como marcador bioquímico de dano ou disfunção cerebral. Esta tese está dividida em três partes. A primeira parte propõe a utilização clínica da proteína S100B em patologias com envolvimento do SNC como a síndrome de Down, mielopatia associada ao vírus HTLV-I, lupus eritematoso sistêmico, epilepsia secundária a neurocisticercose e, além disso demonstramos a curva de ontogenia da S100B no sangue. Na segunda parte descrevemos uma atividade de nucleotidases presente em líquor de ratos, e finalmente, na terceira parte abordamos as perspectivas para futuros trabalhos. Os resultados obtidos pelo nosso grupo e por outros grupos internacionais relatam que a proteína S100B é um marcador inespecífico para evidenciar dano ou disfunção em doenças agudas e crônicas com envolvimento do SNC. Apesar de ser um marcador inespecífico, medidas dos níveis da proteína S100B tem grande sensibilidade para detectar uma resposta celular cerebral inespecífica. Além disso, demonstramos que estudos clínicos com esta proteína necessitam controles pareados por idade e sexo. A atividade nucleotidásica descrita no líquor de ratos hidrolisa preferencialmente o GDP e UDP comparado aos outros nucleotídeos. Nas perspectivas, os resultados mostrados são referentes a experimentos preliminares o que torna prematuro qualquer tipo de conclusão.

Nesta Tese investigo como a sexualidade vem sendo tratada nas salas de aula das séries iniciais do Ensino Fundamental, do município de Rio Grande/RS. Para tanto, analiso narrativas de professoras das séries iniciais que participaram do curso “Discutindo e refletindo sexualidade-AIDS com professoras das séries iniciais do Ensino Fundamental”. Nesse estudo, tomo a sexualidade como uma construção histórica e cultural, que inscreve comportamentos, linguagens, desejos, crenças, identidades, posturas no corpo, através de estratégias de poder/saber sobre os sexos. O entendimento de que questões centrais, no estudo da sexualidade, referem-se ao papel das culturas, dos seus sistemas de significação e relações de poder, uma vez que essas encontram-se implicadas na constituição dos sujeitos, levou-me a estabelecer algumas conexões com os Estudos Culturais nas suas vertentes pós-estruturalistas, bem como com algumas proposições de Foucault. Tais entendimentos moveram-me na direção de examinar como as práticas escolares das professoras das séries iniciais atuam nos processos de inscrição da sexualidade das crianças. Nesse sentido, utilizei como uma estratégia metodológica a realização do curso acima referido, que funcionou como um espaço narrativo, no qual as professoras participaram de um processo de contar, ouvir, e contrapor histórias a respeito das práticas escolares relacionadas à sexualidade. Outra estratégia correspondeu à análise das narrativas dessas professoras – falas, textos, desenhos, cartazes, dramatização –, produzidas durante as atividades desenvolvidas no transcorrer do curso. Num primeiro movimento analisei todos os encontros que compuseram o curso, a fim de conhecer tanto os discursos como as estratégias predominantes nas pedagogias dessas professoras. Esse percurso mostrou-me aqueles encontros em que se tornaram visíveis as estratégias utilizadas pelas professoras para tratarem a sexualidade em suas salas de aula. Assim, elegi os seguintes encontros: “Como fui parar aí dentro? – Sistema reprodutor feminino e masculino” e “Sexualidade e AIDS na sala de aula”. Esses movimentos configuraram esta Tese na forma de três artigos: “Discutindo e refletindo sexualidade-AIDS com professoras das séries iniciais do Ensino Fundamental”; “Falando com professoras das séries iniciais do Ensino Fundamental sobre sexualidade na sala de aula: a presença do discurso biológico”, e “Sexualidade nas salas de aula: pedagogias escolares das professoras das séries iniciais do Ensino Fundamental”. Esse estudo possibilitou-me ver que, nos espaços e nas práticas escolares, se fala rotineiramente na sexualidade: seja nas disposições dos corpos conforme os sexos – nas filas e na sala de aula, nas brincadeiras –; seja naquelas situações vinculadas às práticas de sala de aula, quando a sexualidade torna-se presente através dos programas escolares, dos projetos de educação sexual, das palestras e/ou das perguntas e outras “manifestações” das crianças, em que atuam geralmente os discursos hegemônicos como o biológico, o da famíla-reprodução e o da criança inocente-assexuada. Assim, no espaço escolar articulam-se distintos discursos e práticas direcionados à sexualidade das crianças através de estratégias de inscrição das identidades de gênero e sexuais nos seus corpos, como também de regulação dos fenômenos biológicos, como a gravidez, as doenças sexualmente transmissíveis e a AIDS.

Um novo mutante isolado da levedura Saccharomyces cerevisiae, sensível à fotoativação de psoralenos mono- e bi-funcionais, à UVC e ao MNNG, complementou o fenótipo de sensibilidade à fotoadição de psoralenos conferido pelas mutações pso1 a pso7 e assim foi chamado pso8-1. O duplo mutante pso8-1 rad4-4 foi altamente sensível à UVC, indicando assim uma interação sinergística dos dois mutantes alelos. A clonagem molecular pela complementação do fenótipo de sensibilidade à radiação UVC do mutante pso8-1 e estudos genéticos revelaram que pso8-1 é alelo ao gene RAD6. O produto do gene RAD6/UBC2 é uma enzima conjugada à ubiquitina envolvida em reparação de DNA, esporulação, recombinação, indução de mutagênese, degradação de proteínas, genes silenciosos, transposição Ty1. Enquanto o mutante pso8-1 apresenta um fenótipo mutador espontâneo e possui baixa mutabilidade induzida a mutágenos, a esporulação de diplóides homoalélicas mostrou eficiência próxima à da linhagem selvagem. A análise da seqüência do mutante alelo mostrou que pso8-1 contém uma nova, e até agora desconhecida, transição T→C no nucleotídeo 191, levando à substituição de uma prolina altamente conservada por uma leucina na posição 64 (Rad6-[P64L]) que pode ter severas conseqüências na estrutura terciária da proteína mutada, e conseqüente ligação a pRad18.