Orientador: Stephen Hyslop / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-13T23:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_Lourdes_D.pdf: 2781638 bytes, checksum: 00a6161d21fa428051e65ae4993b92c1 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As peçonhas do gênero bothrops causam hipotensão, no entanto as alterações cardíacas e hemodinâmicas, associadas com este fenômeno não têm sido bem investigadas. Neste estudo, analisamos as alterações cardiovasculares causadas pela peçonha de Bothrops alternatus (urutu) em cães e, avaliamos a cardiotoxicidade desta peçonha em átrio direito isolado de rato. Em cães anestesiados com isoflurano, a peçonha (0,3 mg/kg, i.iv.) causou hipotensão imediata atingindo o ápice aos 5 minutos, seguida por uma lenta recuperação para níveis não significativamente diferentes do basal após 2h. Não foi observada recuperação no grupo tratado com a dose de 1,0 mg/kg. A hipotensão foi acompanhada por uma queda abrupta do débito cardíaco, dos trabalhos tanto do ventrículo direito quanto do esquerdo, bem como do volume e índice sistólico, os quais permaneceram reduzidos até o final do experimento. Não ocorreu alteração significativa na freqüência cardíaca, no ECG, nos valores pressóricos pulmonares, nos níveis dos gases sanguíneos (pO2, pCO2, HCO3, SBCe e SBEc), e nem nos parâmetros metabólicos (pH, lactato, glicose e creatinoquinase), porém, foi observado um aumento significativo nos níveis de lactato desidrogenase logo no início do envenenamento. Nenhuma alteração histológica no tecido cardíaco foi observada, no entanto, observou-se microaneurismas e alguma descamação epitelial nos túbulos renais. Houve uma diminuição rápida da peçonha circulante, após a administração i.v., que ainda foi detectada aos 240 minutos. A peçonha de B. alternatus (0,5; 1,0 e 2,0 mg/ml) não alterou a frequência atrial, mas reduziu significativamente a força contrátil (redução máxima de ~76%) e aumentou acentuadamente a liberação de creatinoquinase (CK) e creatinoqunase - MB (CK-MB). A análise histopatológica mostrou extensa mionecrose dos cardiomiócitos. A peçonha dialisada (1,0 mg/ml, membrana de 2000 Da) contra NaCl 0,9 % (24h a 4 °C) não alterou a redução progressiva na força contrátil, enquanto que o aquecimento (100 °C, 20 min) aboliu esta redução; A liberação de CK e CK-MB não foi alterada pela diálise e pelo aquecimento. A atropina, o atenolol e propranol, a cimetidina ou a indometacina não alteraram a força contrátil atrial, no entanto o L-NAME - inibidor da NOS, atenuou a redução na contratilidade, sugerindo um possível envolvimento do NO na resposta induzida pela peçonha. Estes resultados mostram que em cães, a peçonha de B. alternatus produziu acentuadas alterações cardiovasculares, envolvendo uma ação cardíaca direta, com poucas alterações metabólicas. A peçonha é também tóxica para átrio isolado de rato, provavelmente em função dos efeitos proteolíticos e/ou de PLA2. / Abstract: Bothrops snake venoms cause hypotension, but the hemodynamic and cardiac alterations associated with this phenomenon have not been extensively investigated. In this study, we examined the cardiovascular changes caused by Bothrops alternatus (urutu) venom in anesthetized dogs and examined the cardiotoxicity of the venom in rat isolated rat atria. In isofluorane-anesthetized dogs, venom (0.3 mg/kg, i.v.) caused immediate hypotension that was maximal within 5 min followed by a slow recovery to levels not significantly different from pre-venom values after 2 h; no recovery was seen with a venom dose of 1 mg/kg. The hypotension was accompanied by an abrupt decrease in cardiac output, left and right ventricular systolic work, and systolic indices and volume that persisted without recovery until the end of the experiment. There were no significant changes in heart rate, ECG, pulmonary hemodynamics, blood gas levels (pO2, pCO2, HCO3, SBCe and SBEc) and metabolic parameters (blood pH, lactate, glucose and creatine kinase); however, a slight, significant increase in lactate dehydrogenase was seen soon after venom. There were no histological alterations in cardiac tissue, but microaneurysms and epithelial desquamation were seen in renal tubules. Circulating venom decreased rapidly after i.v. administration, but was still detectable after 240 min. Venom (0.5, 1.0 and 2.0 mg/ml) did not affect the beating rate of rat isolated right atria but significantly reduced the contractile force (maximal reduction of ~76%) and markedly increased the release of creatine kinase (CK) and CK-MB. Histological analysis revealed extensive myonecrosis. Venom dialysis (1.0 mg/ml; membrane nominal MW cut-off = 2000 Da) against 0.9% NaCl (24 h, 4°C) did not affect the decrease in contractile force whereas heating (100°C, 20 min) abolished the venom-induced reduction; CK and CK-MB release was also unaltered by dialysis but attenuated by heating. The decrease in atrial contractility was unaffected by atropine, atenolol, propranolol, cimetidine or indomethacin, but was attenuated by L-NAME, an inhibitor of nitric oxide synthase, indicating a possible role for nitric oxide in the venom-induced response. These results show that in dogs B. alternatus produces marked cardiovascular alterations involving a direct cardiac action, with little role for metabolic changes. The venom is also toxic to rat atria, probably as a result of venom proteolytic and/or phospholipase A2 activity. / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientador: Stephen Hyslop / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-19T08:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_KiaraCarolina_D.pdf: 27750375 bytes, checksum: a1ca027909bfd58421b986e75bfcd515 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O estudo do transcriptoma de bibliotecas de cDNA da glândula venenífera de serpentes, realizado a partir da análise de ESTs (expressed sequence tags), tem se mostrado útil na identificação de genes expressos neste tecido, inclusive no gênero Bothrops, responsável pela maioria dos acidentes ofídicos no Brasil. Neste trabalho utilizamos uma abordagem transcriptômica para analisar a composição gênica da glândula venenífera da serpente Bothrops alternatus, uma espécie encontrada no sudeste e sul do Brasil, Uruguai, norte da Argentina e leste do Paraguai. Também clonamos e caracterizamos parcialmente a enzima dipeptidilpeptidase IV (DPP IV), uma enzima que cliva peptídeos com prolina ou alanina na penúltima posição em sua porção N-terminal e que tem sido detectada em diversas peçonhas ofídicas. A construção de bibliotecas de cDNA usando métodos convencionais de clonagem, sequenciamento e análise bioinformática resultou em 5,350 ESTs que foram reunidas em 838 contigs and 4512 singletons. Pesquisas a partir de bancos de dados relevantes (BLAST) mostraram 30% de hits e 70% no-hits. Os transcritos relacionados a toxinas correspondem a 23% do total de transcritos e 78% dos hits, respectivamente. A análise por ontologia gênica (GO) detectou genes relacionados ao metabolismo geral, transcrição, tradução, processamento, degradação de polipeptídeos, funções estruturais, e regulação celular. Os principais grupos de toxinas identificados foram metaloproteinases (81%), peptídeos potenciadores da bradicinina/peptídeos natriuréticos do tipo C (8,8%), fosfolipases 'A IND. 2' ('PLA IND. 2'; 5,6%), serinoproteinases (1.9%) e lectinas do tipo C (1,5%). As metaloproteinases eram quase queexclusivamente da classe PIII, com poucas da classe PII e nenhuma da classe PI. As 'PLA IND. 2' eram todas ácidas; nenhuma 'PLA IND. 2' básica foi detectada. Outras toxinas encontradas incluíram a L-aminoácido oxidase, proteínas secretadas ricas em cisteína, DPP IV, hialuronidase, toxinas three-finger e ohanina. Foram identificadas duas proteínas não-tóxicas, a tioredoxina e a Dusp6 (fosfatase de dupla especificidade) que mostraram alto grau de similaridade a proteínas semelhantes de outras serpentes. Também foram observados polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs - single-nucleotide polymorphisms), microssatélites, transposons e repetições invertidas, todos os quais podem contribuir de alguma forma para a multiplicidade de toxinas na glândula. Estes resultados mostram que a glândula venenífera de B. alternatus possui as principais classes de toxinas encontradas em estudos transcriptômicos e proteômicos de outras espécies botrópicas. ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Transcriptomic studies of snake venom gland cDNA based on the analysis of expressed sequence tags (ESTs) have been useful in identifying the genes expressed in this organ in a variety of species, including the genus Bothrops, which is responsible for most venomous snakebites in Brazil. In this work, we used a transcriptomic approach to analyze the gene composition of the venom gland of Bothrops alternatus (urutu), a species found in southeastern and southern Brazil, Uruguay, northern Argentina e eastern Paraguay. We also cloned and partially characterized dipeptidylpeptidase IV (DPP IV), an enzyme that cleaves peptides with proline or alanine as the penultimate residue in the N-terminal region and has been identified in several snake venoms. A cDNA library constructed using conventional methods of cloning, sequencing and bioinformatic analysis yielded 5,350 ESTs that formed 838 contigs and 4512 singletons. Databank BLAST searches yielded 30% hits and 70% no-hits. Toxin-related transcripts accounted for 23% of the total transcripts and 78% of the hits. Gene ontology analysis detected genes related to general metabolism, transcription, translation, processing, polypeptide degradation, structural functions and cellular regulation. The main toxin groups identified were metalloproteinases (81%), bradykinin-potentiating peptides/C-type natriuretic peptides (8.8%), phospholipases 'A IND. 2' ('PLA IND. 2'; 5.6%), serine proteinases (1.9%) and C-type lectins (1.5%). Metalloproteinases were almost exclusively class PIII, with few class PII and no class PI enzymes. The 'PLA IND. 2' were all acidic; no basic 'PLA IND. 2' were detected. Other toxins identified included L-amino acid oxidase, cysteine-rich secretory proteins, DPP IV, hyaluronidase, three-finger toxins and ohanin. Two non-toxic proteins, thioredoxin and a dual specificity phosphatase (Dusp6), shared high sequence homology with similar proteins from other snakes. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs), microsatellites, transposons and inverted repeats were also observed and may contribute to the toxin diversity of the gland. These results show that the venom gland of B. alternatus contains the major toxin classes identified in transcriptomic and proteomic studies of other Bothrops species. The predominance of class PIII metalloproteinases agrees with the hemorrhagic activity of this venom, while the low content of serine proteinases and C-type lectins could account for the less intense coagulopathy observed after envenoming by this species. The lack of basic 'PLA IND. 2' agrees with the lower myotoxicity of this venom compared to other Bothrops species. ... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCLSP.pdf: 1835751 bytes, checksum: 94d92e1d4b14f4f8befcd6cb0b350de1 (MD5) Previous issue date: 2006-11-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / Disintegrins are snake venom protein, of low molecular weight, rich in cysteines and RGDcontaining peptides that bind specifically to integrins αIIbβ3, α5β1, and αvβ3 expressed on platelets, endothelial and tumor cells. The biological effects of these peptides are related with biological process of cellular adhesion where receptors called integrins are presents. This dissertation describes the optimization of purification and additional characterization of a recombinant RGD-disintegrin of Bothrops alternatus, DisBa-01.. The DisBa-01 is a recombinant RGD-disintegrin, which interacts with αIIbβ3 integrin, inhibiting platelet aggregation and proliferation of endothelial and some tumor cells. In this work, a new protocol of purification was proposed for most efficient purification of the DisBa-01. The recombinant disintegrin, DisBa-01, was expressed in an optimizedbacterial system (Escherichia coli BL21(DE3) pET28a+DisBa-01) and purified by affinity chromatography. In this new protocol, the product of the purification in nickel column is submitted ion exchange chromatography. The use of the ion exchange chromatography as second step for purification increased the purity degree and the protein yield. The purified protein had its N-Terminal portion sequenced in 20 amino acids residues and its molecular mass determined by mass spectrometry. The mass spectrometry assay confirmed the mass of the DisBa-01 as 11.658 Da. The RGD-disintegrin pure had the tag of polihistidinas removed with thrombin. The cleavage of the tag of histidinas with thrombin was efficient. Polyclonal antibodies against DisBa-01 have also been produced in mice. The reactivity of these antibodies was observed through imunoblotting. These results provided one better form of obtain the pure protein as well as significant additional information for a better characterization of recombinant RGDdisintegrin, DisBa-01, which could be useful for the study of RGD-disintegrin, recombinant or native, and integrin. / Desintegrinas são proteínas de veneno de serpentes, de baixo peso molecular, ricas em cisteína e em geral um peptídeo contendo o motivo RGD que liga especificamente a integrinas αIIbβ3, α5β1, e αvβ3 de plaquetas, células endoteliais e células tumorais. Os efeitos biológicos desses peptídeos estão relacionados com processos biológicos de adesão celular onde receptores denominados integrinas estão presentes. Esta dissertação descreve a otimização da purificação de uma desintegrina-RGD recombinante de Bothrops alternatus, DisBa-01, e a caracterização adicional desta proteína. A DisBa-01 é uma desintegrina-RGD recombinante que interage com a integrina αIIbβ3 inibindo agregação plaquetária e proliferação de células endoteliais e algumas células tumorais. Neste trabalho, um novo protocolo de purificação foi proposto para a purificação mais eficiente da DisBa-01. A desintegrina, DisBa-01, foi expressa em um sistema bacteriano otimizado (Escherichia coli BL21(DE3)pET28a+DisBa-01) e purificada em coluna de afinidade. Neste novo protocolo, o produto da purificação na coluna de níquel é submetido à cromatografia de troca-iônica. O uso da cromatografia de troca-iônica aumentou o grau de pureza e o produto protéico final. A proteína purificada teve o N-terminal seqüenciado em 20 resíduos de aminoácidos. A massa molecular foi determinada por espectrometria de massa que confirmou como 11.658 Da a massa da proteína. A desintegrina-RGD pura teve a cauda de polihistidinas eficientemente removida com proteólise com trombina. Anticorpos policlonais contra DisBa-01 foram produzidos em camundongos. A reatividade desses anticorpos foi observada através de imunoblotting. Estes resultados estabelecem uma nova forma de obtenção da proteína pura, assim como informações adicionais significativas de uma melhor caracterização da desintegrina-RGD recombinante, DisBa-01, que pode ser útil para o estudo de desintegrinas- RGD, recombinantes ou nativas, e interações com integrinas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CAPÍTULO II: Peçonhas de serpentes são uma mistura complexa de compostos orgânicos e inorgânicos, proteínas e peptídeos, tais como as aminotransferases, acetilcolinesterases, hialuronidases, L-aminoácido-oxidases, fosfolipases A2, metaloproteases, serinoproteases, lectinas, desintegrinas, entre outros. As fosfolipases A2 influenciam direta ou indiretamente no efeito fisiopatológico no envenenamento, pois além de sua participação na digestão das presas, elas apresentam várias outras atividades como ação hemolítica indireta, neurotoxicidade, cardiotoxicidade, ação agregadora de plaquetas, atividades anticoagulante, edematogênica, miotóxica e inflamatória. Neste trabalho, descrevemos a caracterização funcional de BaltMTx, uma PLA2 de Bothrops alternatus que inibe a agregação plaquetária e apresenta efeito bactericida. A purificação de BaltMTx foi realizada por uma combinação de três passos cromatográficos (cromatografia de troca iônica em DEAE-Sephacel, seguido de cromatografia de interação hidrofóbica em Phenyl-Sepharose, e cromatografia de afinidade em Heparina HiTrap™ HP). A proteína foi purificada até à homogeneidade, tal como avaliado pelo seu perfil de migração em SDS-PAGE, corado com azul de Coomassie, que mostrou uma massa molecular de cerca de 15 kDa sob condições redutoras e cerca de 25 kDa em condições não redutoras. BaltMTx mostrou um efeito inibidor específico sobre a agregação plaquetária induzida por epinefrina em plasma humano rico em plaquetas, de uma maneira dose dependente. Todavia, apresentou pouco ou nenhum efeito sobre a agregação plaquetária induzida por colágeno e adenosinadifosfato. BaltMTx, também, mostrou atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli. Altas concentrações de BatlMTx estimulou a proliferação de Leishmania (Leishmania) infantum e Leishmania (Viania) braziliensis. BaltMTx induziu a produção de mediadores inflamatórios tais como IL-10, IL-12, TNF-α e NO. BaltMTx apresenta grande interesse médico, tanto como uma nova ferramenta para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos para a prevenção e tratamento de distúrbios trombóticos, quanto como agente bactericida. / CHAPTER II: Snake venoms are a complex mixture of organic and inorganic compounds, proteins and peptides such as aminotransferases, acetylcholinesterase, hyaluronidases, L-amino acid oxidase, phospholipase A2, metalloproteases, serine proteases, lectins, disintegrins, and others. Phospholipase A2 directly or indirectly influence the pathophysiological effect on envenomation, as well as their participation in the digestion of the prey. They have several other activities such as hemolytic indirect action, cardiotoxicity, aggregating of platelets, anticoagulant, edema, myotoxic and inflammatory activities. In this work, we describe the functional characterization of BaltMTx, a PLA2 from Bothrops alternatus that inhibits platelet aggregation and present bactericidal effect. The purification of BaltMTx was carried out through three chromatographic steps (ion-exchange on a DEAE-Sephacel column, followed by hydrophobic chromatography on Phenyl–Sepharose and affinity chromatography on HiTrap™ Heparin HP). The protein was purified to homogeneity as judged by its migration profile in SDS–PAGE stained with coomassie blue, and showed a molecular mass of about 15 kDa under reducing conditions and approximately 25 kDa in non-reducing conditions. BaltMTx showed a rather specific inhibitory effect on platelet aggregation induced by epinephrine in human platelet-rich plasma in a dose-dependent manner, whereas it had little or no effect on platelet aggregation induced by collagen or adenosine diphosphate. BaltMTx also showed antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Escherichia coli. High concentrations of BatlMTx stimulated the proliferation of Leishmania (Leishmania) infantum and Leishmania (Viania) braziliensis. BaltMTx induced production of inflammatory mediators such as IL-10, IL-12, TNF-α and NO. BaltMTx could be of medical interest as a new tool for the development of novel therapeutic agents for the prevention and treatment of thrombotic disorders as well as bactericidal agent. / Dissertação (Mestrado)