Este estudo teve por objetivos: a) caracterizar o influxo de leucócitos (LC) induzido pelo veneno de Bothrops moojeni (VBm); b) avaliar o papel dos mastócitos (MC) e da histamina neste evento; c) analisar a liberação de TXA2, PGD2, LTB4, MCP-1 e KC e d) avaliar a capacidade do VBm desgranular MC in vivo e in vitro. A injeção intraperitoneal de VBm, em camundongos, causou o recrutamento de LC e neutrofilia. O tratamento dos animais com cromoglicato aboliu o influxo de LC enquanto a difenidramina, ranitidina e a tioperamida, antagonistas da histamina, reduziram o influxo de neutrófilos. Ainda, o veneno induziu a liberação de PGD2, TXA2, LTB4, MCP-1 e de KC e causou a desgranulação de MC in vivo e a liberação de -hexosaminidase de MC in vitro. Em conclusão, o VBm induz influxo de LC para o local de sua injeção. Este efeito depende da histamina, via receptores H1, H2 e H4 e da desgranulação de MC, que decorre de ação direta do veneno nestas células. A neutrofilia e o TXA2, LTB4, MCP-1 e KC devem contribuir para o influxo de leucócitos causado pelo VBm. / In this study the effects of Bothrops moojeni venom (BmV) on the cellular component of inflammatory responses and the mechanisms involved in this effect were investigated. The effects of venom on peritoneal and circulating leukocyte numbers and on the release of inflammatory mediators, such as LTB4, TXA2, PGD2, MIP-1 and KC, were assessed. The role of both mast cells and histamine receptors in leukocyte recruitment induced by BmV was assessed by selected pharmacological treatments. BmV caused a marked infiltration of leukocytes (3-24 h) when injected into the peritoneal cavity of mice. Neutrophils (PMN) were the predominant cell type in the early stages of response whereas macrophages (MN) were accumulated from 3 up to 24 h. Moreover, BmV increased blood neutrophil numbers at 3 h after injection. The BmV-induced leukocyte influx was abrogated by cromoglicate and significantly reduced either by difenidramine or ranitidine or tioperamide, histamine H1, H2 and H4 receptor antagonists, respectively, at 6 h after injection. Significant increments in peritoneal levels of LTB4, TXA2, PGD2, MIP-1 and KC were detected at distinct periods of time after venom injection. In addition, BmV induced mast cell degranulation both in vivo and in vitro. In conclusion, obtained data demonstrated the ability of BmV induce leukocyte recruitment into the site of its injection. This effect is dependent on mast cell activation and degranulation, which may be due to a direct effect of venom on these cells, and is mediated at least in part by histamine via H1, H2 and H4 receptors. Moreover, the ability of venom to mobilize leukocytes from bone marrow reserve compartments and to release the chemotactic mediators TXA2, LTB4, MCP-1 and KC may be relevant for leukocyte infiltration.

As fosfolipases A2 (PLA2s, E.C. 3.1.1.4) pertencem a uma superfamília de enzimas que realizam a clivagem de fosfolipídios da membrana celular em ácidos graxos e lisofosfolipídios, numa reação dependente de cálcio. As PLA2s apresentam um importante papel em várias funções celulares, incluindo manutenção dos fosfolipídios celulares, geração de prostaglandinas e leucotrienos, tradução de sinais, proliferação celular e contração muscular. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural e funcional de uma fosfolipase A2 ácida tóxica(BmooTX-I) isolada da peçonha da serpente Bothrops moojeni. A BmooTX-I foi purificada por uma combinação de cromatografias em resinas de troca iônica (DEAE-Sephacel), exclusão molecular (Sephadex G-75) e interação hidrofóbica (Phenyl-Sepharose CL-4B). A confirmação do grau de pureza foi realizada através de análise por espectrometria de massa MALDI TOF da BmooTX-I reduzida (monômero, 13.802,66 Da) e não reduzida (dímero, 27.506,38 Da), da focalização isoelétrica (pI 4,2) e de SDS-PAGE. A região N-terminal da enzima apresentou alta homologia com outras PLA2s Asp49 de peçonhas de serpentes. A BmooTX-I apresentou também elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, induzir a liberação de PGI2 por HUVECs e apresentar efeito citotóxico sobre células tumorais, bactérias e fungos. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila (BPB) neutralizou a atividade enzimática e de inibição da agregação plaquetária. A determinação da miotoxicidade foi realizada através da dosagem dos níveis de CK no plasma de camundongos previamente injetados com a toxina. A análise histopatológica das fibras musculares demonstrou a presença de infiltrado inflamatório e líquido intercelular, ambos confirmados pela análise ultra-estrutural. O presente trabalho deverá contribuir para a elucidação e determinação da composição bioquímica dos venenos animais, já que as fosfolipases A2 ácidas tóxicas possuem mecanismos de ação ainda não totalmente esclarecidos. / Phospholipases A2 (PLA2s, EC 3.1.1.4) belong to a superfamily of enzymes that perform the cleavage of phospholipids of cell membranes in fatty acids and lysophospholipids in a calcium dependent reaction. PLA2s have an important role in several cellular functions, including maintenance of cellular phospholipids, the generation of prostaglandins and leukotrienes, translation signals, cell proliferation and muscle contraction. This study aimed at the structural and functional characterization of an acidic and toxic phospholipase A¬2 (BmooTX-I) isolated from Bothrops moojeni snake venom. BmooTX-I was purified by a combination of chromatographic steps on resins of ion exchange (DEAE Sephacel), molecular exclusion (Sephadex G-75) and hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose CL-4B). The confirmation of the purity degree was analyzed by MALDI TOF mass spectrometry of reduced BmooTX-I (monomer, 13,802.66 Da) and not reduced (dimer, 27,506.38 Da), by isoelectric focusing (pI 4.2) and by SDS-PAGE. The N-terminal region of the enzyme showed high homology with other Asp49 PLA2s of snake venoms. BmooTX-I also presented high phospholipase activity and induced moderate edema in vivo. Furthermore, this enzyme was capable of inhibiting platelet aggregation and plasma coagulation, inducing the release of PGI2 by HUVECs, also showing cytotoxic effects on tumor cells, bacteria and fungi. Treatment of the enzyme with the p-bromophenacyl bromide (BPB) neutralized the enzymatic activity and the inhibition of platelet aggregation. The determination of myotoxicity was accomplished through the determination of the CK levels in plasma of mice previously injected with the toxin. The histopathological analysis of muscle fibers showed the presence of inflammatory infiltration and intercellular fluid, both confirmed by ultrastructural analysis. This work contributes to the elucidation and determination of the biochemical composition of animal venoms, since the mechanisms of action of toxic acidic phospholipases A2 are not yet fully understood.

Orientador: Marcos Roberto de mattos Fontes / Resumo: Serpentes do gênero Bothrops representam cerca de 90% dos acidentes ofídicos que ocorrem no Brasil. Um componentes presente em venenos de serpentes são as fosfolipases A2 (PLA2s), que podem apresentar diversas atividades biológicas. Diversos estudos com PLA2s e PLA2s-homólogas de venenos de serpentes buscam melhor compreender o mecanismo da ação miotóxica, sugerindo diferentes sítios de ação. Neste trabalho, são apresentados estudos com PLA2s-homólogas do veneno de Bothrops moojeni, conhecida popularmente como caiçaca. A miotoxina II (MjTX-II) foi estudada na forma nativa, complexada com ácidos graxos e os inibidores ácido rosmarínico e suramina, enquanto a miotoxina I (MjTX-I) foi estudada em complexo com o ligante suramina. Para a obtenção dos dados, foram utilizadas diferentes técnicas biofísicas como espalhamento dinâmico de luz, calorimetria por titulação isotérmica e cristalografia de raios X. Estes estudos foram complementados com estudos funcionais por técnicas miográficas e estudos computacionais por dinâmica molecular realizados por outros membros do Laboratório de Biologia Molecular Estrutural. As estruturas cristalográficas da MjTX-II nativa e complexada com ácidos graxos revelaram particularidades para esta toxina, como a independência da ligação de ácidos graxos na estrutura para a sua ativação - alinhamento dos resíduos importantes para a atividade miotóxica. A estrutura da MjTX-II com o ácido rosmarínico revelou que o ligante interage com uma das regiões rela... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bothrops genus represents approximately 90% of the ophidian accidents that occur in Brazil. One of the compounds of the venom is the phospholipases A2 (PLA2s), which are proteins with a wide range of biological activities. Several studies with PLA2s and PLA2-homologues from snake venom were performed to better understanding the myotoxic mechanism, suggesting different activity sites. This work presents studies with PLA2s-homologues isolated from Bothrops moojeni, known in Brazil as caiçaca. The myotoxin II (MjTX-II) was studied in native, complexes to fatty acids, rosmarinic acid and suramin inhibitors. Myotoxin I (MjTX-I) was studied complexed to suramin. X-ray crystallography, dynamic light scattering and isothermal titration calorimetry were used to characterize the protein and complexes. Furthermore, functional studies by myographic techniques and computational studies using molecular dynamics were performed by other members of the Laboratory. Crystallographic structures of MjTX-II in native form and complexes to fatty acids reveals particularities for these toxin, such as the independence of the fatty acids binding for myotoxic residues alignment. The structure of MjTX-II complexed to rosmarinic acid showed that this ligand interact to a of regions related to myotoxic activity of toxin, which probably explaining its inbitory action demonstrated by myographic techniques and is according to previous proposed mechanism. Crystallographic data of the MjTX-II/suramin complex s... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

As fosfolipases A2 (PLA2s, E.C. 3.1.1.4) pertencem a uma superfamília de enzimas que realizam a clivagem de fosfolipídios da membrana celular em ácidos graxos e lisofosfolipídios, numa reação dependente de cálcio. As PLA2s apresentam um importante papel em várias funções celulares, incluindo manutenção dos fosfolipídios celulares, geração de prostaglandinas e leucotrienos, tradução de sinais, proliferação celular e contração muscular. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural e funcional de uma fosfolipase A2 ácida tóxica(BmooTX-I) isolada da peçonha da serpente Bothrops moojeni. A BmooTX-I foi purificada por uma combinação de cromatografias em resinas de troca iônica (DEAE-Sephacel), exclusão molecular (Sephadex G-75) e interação hidrofóbica (Phenyl-Sepharose CL-4B). A confirmação do grau de pureza foi realizada através de análise por espectrometria de massa MALDI TOF da BmooTX-I reduzida (monômero, 13.802,66 Da) e não reduzida (dímero, 27.506,38 Da), da focalização isoelétrica (pI 4,2) e de SDS-PAGE. A região N-terminal da enzima apresentou alta homologia com outras PLA2s Asp49 de peçonhas de serpentes. A BmooTX-I apresentou também elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, induzir a liberação de PGI2 por HUVECs e apresentar efeito citotóxico sobre células tumorais, bactérias e fungos. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila (BPB) neutralizou a atividade enzimática e de inibição da agregação plaquetária. A determinação da miotoxicidade foi realizada através da dosagem dos níveis de CK no plasma de camundongos previamente injetados com a toxina. A análise histopatológica das fibras musculares demonstrou a presença de infiltrado inflamatório e líquido intercelular, ambos confirmados pela análise ultra-estrutural. O presente trabalho deverá contribuir para a elucidação e determinação da composição bioquímica dos venenos animais, já que as fosfolipases A2 ácidas tóxicas possuem mecanismos de ação ainda não totalmente esclarecidos. / Phospholipases A2 (PLA2s, EC 3.1.1.4) belong to a superfamily of enzymes that perform the cleavage of phospholipids of cell membranes in fatty acids and lysophospholipids in a calcium dependent reaction. PLA2s have an important role in several cellular functions, including maintenance of cellular phospholipids, the generation of prostaglandins and leukotrienes, translation signals, cell proliferation and muscle contraction. This study aimed at the structural and functional characterization of an acidic and toxic phospholipase A¬2 (BmooTX-I) isolated from Bothrops moojeni snake venom. BmooTX-I was purified by a combination of chromatographic steps on resins of ion exchange (DEAE Sephacel), molecular exclusion (Sephadex G-75) and hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose CL-4B). The confirmation of the purity degree was analyzed by MALDI TOF mass spectrometry of reduced BmooTX-I (monomer, 13,802.66 Da) and not reduced (dimer, 27,506.38 Da), by isoelectric focusing (pI 4.2) and by SDS-PAGE. The N-terminal region of the enzyme showed high homology with other Asp49 PLA2s of snake venoms. BmooTX-I also presented high phospholipase activity and induced moderate edema in vivo. Furthermore, this enzyme was capable of inhibiting platelet aggregation and plasma coagulation, inducing the release of PGI2 by HUVECs, also showing cytotoxic effects on tumor cells, bacteria and fungi. Treatment of the enzyme with the p-bromophenacyl bromide (BPB) neutralized the enzymatic activity and the inhibition of platelet aggregation. The determination of myotoxicity was accomplished through the determination of the CK levels in plasma of mice previously injected with the toxin. The histopathological analysis of muscle fibers showed the presence of inflammatory infiltration and intercellular fluid, both confirmed by ultrastructural analysis. This work contributes to the elucidation and determination of the biochemical composition of animal venoms, since the mechanisms of action of toxic acidic phospholipases A2 are not yet fully understood.

Foi observado no Laboratório de Herpetologia do Instituto Butantan que indivíduos da espécie Bothrops moojeni, quando acidentados entre si, apresentavam casos de mortalidade ocasionados por efeitos do envenenamento. Um modelo composto de análises bioquímicas e biológicas de 13 amostras de veneno e plasma de serpentes B. moojeni foi utilizado. SDS-PAGE mostrou perfis proteicos bem distintos para as amostras de veneno, e não para as de plasma. Western Blottings (WB) com amostras desses plasmas mostraram uma zona de detecção na faixa de 25 kDa em alguns indivíduos. Outro teste de WB, cruzando amostras de plasmas e venenos, mostrou que alguns indivíduos possuem proteínas que se ligam à estas regiões do plasma, o que não ocorre com o veneno dos outros indivíduos testados. Espectrometria de massas mostrou que esses indivíduos apresentam maiores concentrações proteicas e outras tantas exclusivas, incluindo inibidores de fosfolipases. A Dose Letal 50% mostrou uma maior eficiência nesses venenos, enquanto que a Dose Mínima Hemorrágica se mostrou inferior. Conclui-se que alguns indivíduos dessa espécie apresentam diferenças na composição dos seus venenos que se tornam significativas para o envenenamento. / It was observed in the Herpetology Laboratory of the Butantan Institute that individuals of the species Bothrops moojeni, when injured among themselves, presented cases of mortality caused by the effects of envenoming. A model composed of biochemical and biological analyzes of 13 venom and plasma samples of B. moojeni snakes was used. SDS-PAGE showed very different protein profiles for the venom samples, and not for the plasma ones. Western Blottings (WB) with samples of these plasmas showed a detection zone in the range of 25 kDa in some individuals. Another WB test, cross-linking plasma and venom samples, showed that some individuals have proteins that bind to these regions of the plasma, which does not occur with the venom of the other individuals tested. Mass spectrometry results showed that these individuals have higher protein and other unique concentrations, including phospholipase inhibitors. The Lethal Dose 50% showed a higher efficiency in these venoms, whereas the Minimum Hemorrhagic Dose was inferior. It is concluded that some individuals of this species present differences in the composition of their poisons that become significant for the envenoming process.

Foi observado no Laboratório de Herpetologia do Instituto Butantan que indivíduos da espécie Bothrops moojeni, quando acidentados entre si, apresentavam casos de mortalidade ocasionados por efeitos do envenenamento. Um modelo composto de análises bioquímicas e biológicas de 13 amostras de veneno e plasma de serpentes B. moojeni foi utilizado. SDS-PAGE mostrou perfis proteicos bem distintos para as amostras de veneno, e não para as de plasma. Western Blottings (WB) com amostras desses plasmas mostraram uma zona de detecção na faixa de 25 kDa em alguns indivíduos. Outro teste de WB, cruzando amostras de plasmas e venenos, mostrou que alguns indivíduos possuem proteínas que se ligam à estas regiões do plasma, o que não ocorre com o veneno dos outros indivíduos testados. Espectrometria de massas mostrou que esses indivíduos apresentam maiores concentrações proteicas e outras tantas exclusivas, incluindo inibidores de fosfolipases. A Dose Letal 50% mostrou uma maior eficiência nesses venenos, enquanto que a Dose Mínima Hemorrágica se mostrou inferior. Conclui-se que alguns indivíduos dessa espécie apresentam diferenças na composição dos seus venenos que se tornam significativas para o envenenamento. / It was observed in the Herpetology Laboratory of the Butantan Institute that individuals of the species Bothrops moojeni, when injured among themselves, presented cases of mortality caused by the effects of envenoming. A model composed of biochemical and biological analyzes of 13 venom and plasma samples of B. moojeni snakes was used. SDS-PAGE showed very different protein profiles for the venom samples, and not for the plasma ones. Western Blottings (WB) with samples of these plasmas showed a detection zone in the range of 25 kDa in some individuals. Another WB test, cross-linking plasma and venom samples, showed that some individuals have proteins that bind to these regions of the plasma, which does not occur with the venom of the other individuals tested. Mass spectrometry results showed that these individuals have higher protein and other unique concentrations, including phospholipase inhibitors. The Lethal Dose 50% showed a higher efficiency in these venoms, whereas the Minimum Hemorrhagic Dose was inferior. It is concluded that some individuals of this species present differences in the composition of their poisons that become significant for the envenoming process.

Distúrbios de hemostasia são uma das principais manifestações clínicas observadas nos acidentes por serpentes do gênero Bothrops. Tendo em vista a importância da ativação de fatores da cascata de coagulação no desenvolvimento da patologia no envenenamento, o presente trabalho descreve o isolamento e a caracterização bioquímica e funcional de uma metaloprotease capaz de induzir a ativação de fatores de coagulação, a partir da peçonha de Bothrops moojeni. A metaloprotease foi isolada por três etapas cromatográficas utilizando colunas de exclusão molecular (Sephacryl S-200), interação hidrofóbica (Phenyl Sepharose) e troca aniônica (ES 502N). A protease isolada, denominada moojenactivase, é uma glicoproteína com massa molecular de aproximadamente 89 kDa e ponto isoelétrico de 4,92, sendo composta por três cadeias com massas de 66; 17 e 14 kDa, ligadas por pontes dissulfeto. A determinação da sequência de aminoácidos por espectrometria de massas evidenciou grande identidade sequencial com outras metaloproteases, indicando a presença dos domínios metaloprotease, desintegrina-like e lectinas-like e classificando-a como uma protease da classe PIIId. Funcionalmente, a moojenactivase foi capaz de induzir a cogulação de plasma humano pela ativação dos fatores II (protrombina) e X da cascata de coagulação, gerando -trombina e fator X ativado, respectivamente. A protease apresentou atividade fibrinogenolítica, especialmente sobre a cadeia da molécula de fibrinogênio, porém não foi capaz de induzir a formação do coágulo de fibrina pela ativação deste. A moojenactivase foi parcialmente inibida quando incubada em condições de pH entre 3,5 e 5,0 e em pH 9,0, além de temperaturas acima de 60ºC, bem como na presença de ions Cu2+, além dos inibidores EDTA, SDS, DTT e soro anti-ofídico crotalico/botrópico. A protease induziu agregação plaquetária e não apresentou atividades fibrinolítica e hemorrágica. Células mononucleares de sangue periférico (PBMC) tratadas com a protease foram capazes de produzir TNF- assim como expressar fator tecidual (Fator III da coagulação) na forma ativa, fazendo com que essas células apresentassem caráter procoagulante. Com o objetivo avaliar os efeitos nos parâmetros hematológicos in vivo, a moojenactivase foi administrada em ratos (3g/Kg) onde foi observado que a protease foi capaz de prolongar o tempo de sangramento dos animais e induzir a diminuição do número de plaquetas sanguíneas, caracterizando um quadro de trombocitopenia. Ainda, o plasma dos animais administrados com a moojenactivase apresentaram valores elevados do tempo de protrombina e tempo de tromboplastina parcialmente ativada, assim como redução na concentração de fibrinogênio. Na análise dos parâmetros da série branca, foi observado aumento leucocitário na circulação, com predominância de neutrófilos até 3h após a administração, indicando a instalação de um quadro inflamatório. Com relação à análise da série vermelha, a moojenactivase não foi capaz de alterar nenhum dos parâmetros estudados. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram, pela primeira vez, o isolamento de uma metaloprotease da classe P-IIId da peçonha de Bothrops moojeni capaz de atuar sobre diferentes ii eventos do processo hemostático, sendo essa ação prócoagulante responsável pelo quadro de incoagulabilidade sanguínea em animais. Os dados gerados podem auxiliar no entendimento dos distúrbios de coagulação em pacientes envolvidos em acidentes por serpentes da espécie Bothrops moojeni, levando ao melhor direcionamento na terapia anti-ofídica. Ainda, a função da moojenactivase sobre componentes biológicos credencia a molécula para uma possível aplicação biotecnológica em processos que envolvem o sistema hemostático. / Haemostasis disorders are a major clinical manifestation induced by Bothrops snake envenomations. Considering the relevance of the activation of coagulation factors during the envenomation pathophysiology, the present work describes, for the first time, the isolation and functional and biochemical characterization of a coagulation factor activator metalloprotease from Bothrops moojeni snake venom. The protease was purified by three chromatographic procedures using size exclusion (Sephacryl S-200), hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose) and anion exchange (ES 502N) chromatographies. The isolated protease, named moojenactivase, is a glycoprotein with molecular mass of approximately 89 kDa by SDS-PAGE, and composed of 66 kDa, 17 kDa and 14 kDa disulfide linked chains, with pI of 4,92. The amino acid sequence determination of tryptic peptides from moojenactivase by mass spectrometry presented fragments with high identity to snake venom metalloproteases, confirming the presence of the metalloprotease, disintegrin-like and lectin-like domains, which allowed its classification as a PIIId class snake venom metalloprotease. Regarding its functional properties, the protease was capable to induce human plasma coagulation by inducing activation of coagulation factors II and X, forming-thrombin and factor X activated, respectively. Also, moojenactivase presented fibrinogenolitic activity, by cleaving preferentially -chain of fibrinogen, however was not capable to induce the formation of fibrin clot from fibrinogen. The enzyme stability was assessed and showed that moojenactivase presented a reduced functional activity when preincubated in pH values ranging from 3,5 to 5,0 and at pH 9,0, and in temperature conditions over 60ºC. Cu2+ ions and inhibitors such as EDTA, SDS, DTT and crotalic/bothropic antiophidian serum reduced the protease activity. Moojenactivase induced platelet aggregation, but no fibrinolytic and haemorrhage activities. In order to evaluate the stimulation of peripheral blood mononuclear cells (PBMC), cells were treated with the protease and we observed the release of proinflammatory cytokine TNF- and expression of active Tissue Factor (coagulant factor III), inducing a procoagulant state on PBMC. In order to evaluate in vivo haematological effects, the protease (3 g/Kg) was administered in rat (i.v.) and was observed that moojenactivase induced a prolonged bleeding time and reduced platelet counting (indicating a thrombocytopenia state). Moreover, the evaluation of the hemostasis parameters was assessed by the the prothrombin time and activated partial thromboplastin time assays and showed a prolonged clot time on both tests, and also a decrease in fibrinogen plasma levels. The leukogram analysis showed an increase in the circulating leukocyte number up to 3 hours after moojenactivase administration, composed predominantly of neutrophils. However, parameters envolving red cells shows that the protease do not affect. The results obtained in the present work show, for the first time, the isolation of a PIIId class metalloprotease from Bothrops moojeni snake venom involved on the activation of several hemostatic events, inducing a pro coagulant activity and leading to blood unclottable state in experimental animals. These data can assit in understanding coagulation disturbs in iv patients involved in Bothrops moojeni envenomation and leading to a better anti ophidic therapy guidance. Moreover, moojenactivase functional activities accredits this protease as a possible molecular instrument applied on biotechnological prospect related to the hemostasis.

Distúrbios de hemostasia são uma das principais manifestações clínicas observadas nos acidentes por serpentes do gênero Bothrops. Tendo em vista a importância da ativação de fatores da cascata de coagulação no desenvolvimento da patologia no envenenamento, o presente trabalho descreve o isolamento e a caracterização bioquímica e funcional de uma metaloprotease capaz de induzir a ativação de fatores de coagulação, a partir da peçonha de Bothrops moojeni. A metaloprotease foi isolada por três etapas cromatográficas utilizando colunas de exclusão molecular (Sephacryl S-200), interação hidrofóbica (Phenyl Sepharose) e troca aniônica (ES 502N). A protease isolada, denominada moojenactivase, é uma glicoproteína com massa molecular de aproximadamente 89 kDa e ponto isoelétrico de 4,92, sendo composta por três cadeias com massas de 66; 17 e 14 kDa, ligadas por pontes dissulfeto. A determinação da sequência de aminoácidos por espectrometria de massas evidenciou grande identidade sequencial com outras metaloproteases, indicando a presença dos domínios metaloprotease, desintegrina-like e lectinas-like e classificando-a como uma protease da classe PIIId. Funcionalmente, a moojenactivase foi capaz de induzir a cogulação de plasma humano pela ativação dos fatores II (protrombina) e X da cascata de coagulação, gerando -trombina e fator X ativado, respectivamente. A protease apresentou atividade fibrinogenolítica, especialmente sobre a cadeia da molécula de fibrinogênio, porém não foi capaz de induzir a formação do coágulo de fibrina pela ativação deste. A moojenactivase foi parcialmente inibida quando incubada em condições de pH entre 3,5 e 5,0 e em pH 9,0, além de temperaturas acima de 60ºC, bem como na presença de ions Cu2+, além dos inibidores EDTA, SDS, DTT e soro anti-ofídico crotalico/botrópico. A protease induziu agregação plaquetária e não apresentou atividades fibrinolítica e hemorrágica. Células mononucleares de sangue periférico (PBMC) tratadas com a protease foram capazes de produzir TNF- assim como expressar fator tecidual (Fator III da coagulação) na forma ativa, fazendo com que essas células apresentassem caráter procoagulante. Com o objetivo avaliar os efeitos nos parâmetros hematológicos in vivo, a moojenactivase foi administrada em ratos (3g/Kg) onde foi observado que a protease foi capaz de prolongar o tempo de sangramento dos animais e induzir a diminuição do número de plaquetas sanguíneas, caracterizando um quadro de trombocitopenia. Ainda, o plasma dos animais administrados com a moojenactivase apresentaram valores elevados do tempo de protrombina e tempo de tromboplastina parcialmente ativada, assim como redução na concentração de fibrinogênio. Na análise dos parâmetros da série branca, foi observado aumento leucocitário na circulação, com predominância de neutrófilos até 3h após a administração, indicando a instalação de um quadro inflamatório. Com relação à análise da série vermelha, a moojenactivase não foi capaz de alterar nenhum dos parâmetros estudados. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram, pela primeira vez, o isolamento de uma metaloprotease da classe P-IIId da peçonha de Bothrops moojeni capaz de atuar sobre diferentes ii eventos do processo hemostático, sendo essa ação prócoagulante responsável pelo quadro de incoagulabilidade sanguínea em animais. Os dados gerados podem auxiliar no entendimento dos distúrbios de coagulação em pacientes envolvidos em acidentes por serpentes da espécie Bothrops moojeni, levando ao melhor direcionamento na terapia anti-ofídica. Ainda, a função da moojenactivase sobre componentes biológicos credencia a molécula para uma possível aplicação biotecnológica em processos que envolvem o sistema hemostático. / Haemostasis disorders are a major clinical manifestation induced by Bothrops snake envenomations. Considering the relevance of the activation of coagulation factors during the envenomation pathophysiology, the present work describes, for the first time, the isolation and functional and biochemical characterization of a coagulation factor activator metalloprotease from Bothrops moojeni snake venom. The protease was purified by three chromatographic procedures using size exclusion (Sephacryl S-200), hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose) and anion exchange (ES 502N) chromatographies. The isolated protease, named moojenactivase, is a glycoprotein with molecular mass of approximately 89 kDa by SDS-PAGE, and composed of 66 kDa, 17 kDa and 14 kDa disulfide linked chains, with pI of 4,92. The amino acid sequence determination of tryptic peptides from moojenactivase by mass spectrometry presented fragments with high identity to snake venom metalloproteases, confirming the presence of the metalloprotease, disintegrin-like and lectin-like domains, which allowed its classification as a PIIId class snake venom metalloprotease. Regarding its functional properties, the protease was capable to induce human plasma coagulation by inducing activation of coagulation factors II and X, forming-thrombin and factor X activated, respectively. Also, moojenactivase presented fibrinogenolitic activity, by cleaving preferentially -chain of fibrinogen, however was not capable to induce the formation of fibrin clot from fibrinogen. The enzyme stability was assessed and showed that moojenactivase presented a reduced functional activity when preincubated in pH values ranging from 3,5 to 5,0 and at pH 9,0, and in temperature conditions over 60ºC. Cu2+ ions and inhibitors such as EDTA, SDS, DTT and crotalic/bothropic antiophidian serum reduced the protease activity. Moojenactivase induced platelet aggregation, but no fibrinolytic and haemorrhage activities. In order to evaluate the stimulation of peripheral blood mononuclear cells (PBMC), cells were treated with the protease and we observed the release of proinflammatory cytokine TNF- and expression of active Tissue Factor (coagulant factor III), inducing a procoagulant state on PBMC. In order to evaluate in vivo haematological effects, the protease (3 g/Kg) was administered in rat (i.v.) and was observed that moojenactivase induced a prolonged bleeding time and reduced platelet counting (indicating a thrombocytopenia state). Moreover, the evaluation of the hemostasis parameters was assessed by the the prothrombin time and activated partial thromboplastin time assays and showed a prolonged clot time on both tests, and also a decrease in fibrinogen plasma levels. The leukogram analysis showed an increase in the circulating leukocyte number up to 3 hours after moojenactivase administration, composed predominantly of neutrophils. However, parameters envolving red cells shows that the protease do not affect. The results obtained in the present work show, for the first time, the isolation of a PIIId class metalloprotease from Bothrops moojeni snake venom involved on the activation of several hemostatic events, inducing a pro coagulant activity and leading to blood unclottable state in experimental animals. These data can assit in understanding coagulation disturbs in iv patients involved in Bothrops moojeni envenomation and leading to a better anti ophidic therapy guidance. Moreover, moojenactivase functional activities accredits this protease as a possible molecular instrument applied on biotechnological prospect related to the hemostasis.

O estudo das temperaturas preferenciais e comportamento termofílico é essencial na compreensão da termobiologia das serpentes, todavia, a maioria dos trabalhos tem focado somente os animais diurnos e de clima temperado e pouco se sabe a respeito das serpentes noturnas tropicais e sub-tropicais. O presente estudo utilizou uma arena com gradiente térmico monitorada por vídeo para mensurar o intervalo térmico preferencial procurado durante os períodos de atividade e inatividade (Tset) e a resposta termofílica pós-prandial frente a diferentes quantidades de ingesta em 29 serpentes Bothrops moojeni . Os resultados obtidos mostraram que o intervalo térmico preferencial de B.moojeni diferiu conforme o fotoperíodo (20,93°C a 22,20°C durante o dia e 22,81°C a 24,42°C durante a noite) e foi similar a outros intervalos encontrados para outras serpentes crotalinae. Os dados mostraram que há uma correlação inversa entre intensidade da resposta termofílica pós-prandial e quantidade de alimento ingerido, uma vez que os animais alimentados com uma porção correspondente a 10% de seu peso corporal apresentaram maior resposta termofílica pós-prandial quando comparados àqueles que foram alimentados com porções maiores (20 e 40% do peso corporal). Esta diferença parece estar relacionada com a diminuição de mobilidade e a maior SDA (Specific Dynamic Action) nos animais que ingeriram a maior quantidade de alimento. As serpentes crotalinae são tidas como animais preponderantemente noturnos sendo que a maioria dos dados a respeito dessas atividades foram obtidos em pesquisas de campo. A detecção do período de atividade, assim como o conhecimento de como o estado nutricional influencia a taxa de trânsito, são extremamente importantes na compreensão da ecofisiologia destes animais. No estudo foram utilizadas 29 exemplares de Bothrops moojeni, monitoradas quanto ao horário e o tempo de deslocamento durante o jejum e nos 5 dias subseqüentes a alimentação. A alimentação das serpentes variou entre 10, 20 e 40% do peso da própria serpente. Os resultados confirmaram Bothrops moojeni como espécie essencialmente noturna, sendo que a atividade foi aumentada em mais de 45 vezes durante o período. O pico de atividade ocorreu entre as 19:00 e 20:00 horas, não havendo diferença estatística entre machos e fêmeas. Com relação à atividade pós-prandial foi notada diferença estatística nas taxas de deslocamento dos animais que comeram as maiores proporções (20-40%). Os resultados obtidos corroboram com os dados prévios obtidos em estudos de campo que pontuam Bothrops moojeni como um animal noturno e de baixo grau de mobilidade. A interação entre a quantidade de alimento ingerido pela serpente, o balanço energético e o grau de mobilidade dos animais é bastante complexa e discutível. As serpentes foram consideradas por muito tempo como incapazes de gerar calor através de seu metabolismo aeróbico, à exceção das pythons no choco. Entretanto, estudos recentes mostraram que algumas espécies são capazes de aumentar a temperatura corporal sem recorrer a fontes externas de calor ou contrações musculares. Esta termogênese ocorre devido aos enormes níveis metabólicos atingidos durante a digestão (Specific Dynamic Action - SDA). Em geral as serpentes têm um baixo custo energético de manutenção e a maioria das espécies é capaz de permanecer longo período em jejum e depois se alimentar de uma grande ingesta. A energia produzida durante a digestão destas grandes refeições pode gerar um significativo aumento na temperatura corpórea dos animais. O presente estudo investigou a termogênese pós-prandial em Bothrops moojeni, através de imagens térmicas tomadas em um ambiente termoestável a 30°C. As 12 serpentes foram divididas em 2 grupos e acompanhadas pelas 72 horas após ingerirem refeições equivalentes a 10-60 20% e 30-40% de seu próprio peso, respectivamente. Os resultados mostraram que a resposta termogênica pós-prandial levou a um aumento de 1,6°C da temperatura da pele das serpentes. O pico térmico ocorreu entre 33 e 36 horas após a alimentação em ambos os grupos e a duração da termogênese variou conforme o tamanho da ingesta. Os resultados mostraram uma alta correlação entre a termogênese pós-prandial e a SDA das serpentes. O aumento significativo da temperatura corporal e a sua manutenção por certo tempo sugerem que estes animais são capazes de manter altas taxas metabólica durante a digestão independente da temperatura do ambiente. / The study of the preferred temperatures and thermophilic behavior is essential to understand the snakes thermal biology. Although some studies have been reported, most of them are focused in temperate and diurnal species. Thus, little is known about the tropical and sub-tropical nocturnal species. In the present study , a video-monitored arena with a thermal gradient was used to investigate the preferred thermal range during activity and inactivity (Tset) and the post-prandial thermophilic response after different levels of food intake in 29 Brazilian lanceheads (Bothrops moojeni). The results showed that the preferred thermal range of B.moojeni changes depending on the photoperiod (20.93°C to 22.20°C in daytime and 22.81°C to 24.42°C in night time), being similar to other crotalinae snakes. Our data suggests that there is an inverse correlation between the post-prandial thermophilic response intensity and food intake, as animals fed with a portion corresponding to 10% of its bodyweight presented a higher thermophilic response in comparison to those who were fed with larger portions (20 and 40% of bodyweight). This difference may be related to the decreased mobility and increased SDA (Specific Dynamic Action) in animals that consumed the largest amount of food. Crotalinae are considered to be mainly nocturnal and most of the gathered data on these snakes came from field work. The knowledge of activity pattern and how nutritional status affect wandering rate are determinant to understand the ecophysiology of the snakes. In this study the daily activity pattern was followed in 29 subjects of the lancehead Bothrops moojeni in order to record displacement rate in fasting and feed snakes for five days after feeding meal of 10, 20 and 40% of their own body weight. The results show that B.moojeni is prevalently nocturnal, and activity increased 45 times at night, peaking between 19 to 20 h, in both males and females. Activity level changed significantly after feeding in snakes which ate a larger meal (20-40%). The results confirm previous field data for B.moojeni as a nocturnal species with low mobility. The complex interactions between the amount of food taken by the snake, energetic balance and mobility are discussed. Snakes were for long considered incapable to generate heat fueled by aerobic metabolism, except for brooding pythons. However, recent studies proved that some species are able to elevate their body temperature without muscle contraction or external heat source. Such thermogenic capacity is supported by high metabolic rate that follows digestion and assimilation of food (Specific Dynamic Action - SDA). Snakes have a low maintenance cost and most species can stand for long fasting time, particularly after ingesting a great meal. The energy produced during digestion of such meal can generate significant increase in body temperature. The present study investigated thermogenic response after feeding in the Brazilian lancehead, Bothrops moojeni, using thermal images taken in temperature controlled environment at 30°C. The 12 snakes were divided into two groups and followed for 72 hours after fed a meal representing 10-20% and 30-40% of their body weight, respectively. The results showed thermogenic digestive response with an increase up to 1.6 °C of skin temperature. Thermal heat production peak occurred between 33 to 36 hours after feeding in both groups, and the duration of thermogeny varied with the meal size. The result showed high correlation between thermogenic data and SDA in snakes. The significant increase of body temperature after feeding and its maintenance for extended time suggest a physiological advantage to keep high metabolic rate despite of environmental temperature.

In this work a new metalloproteinase (BthMP) was purified from the snake venom of Bothrops moojeni. This enzyme was homogeneous by native and SDSPAGE it showed polypeptide chain of 23,5 kDa, pI = 7,1 and N-terminal blocked. BthMP is comprised of high proteolytic activity on casein, fibrin and bovine fibrinogen, but no coagulating, esterase, phospholipase A2 activities, and lightly hemorrhagic; it was inhibited by EDTA, EGTA and 1,10-phenanthroline and maintained its activity on pH of 7,0 at 9,0 and temperature of 5 to 40°C. Assays with metal ions showed that Ca++ is an activator, whereas Zn++ and Hg++ inhibited about 50 and 80%, respectively. The edema evidenced the important role of the toxin in the inflamatory activity of the venom. BthMP also caused uncloting, and provoked histological alterations in gastrocnemius muscle of mice inducing hemorrhage, necrosis and leucocytic infiltrate. The molecular mass and the inhibition assays suggest that the metalloproteinase BthMP belongs to class P-I SVMPs. / Neste trabalho uma nova metaloproteinase (BthMP) foi purificada do veneno da serpente Bothrops moojeni. A protease é homogênea em PAGE-SDS e nativa, apresentou uma única cadeia polipeptídica de 23,5 kDa, pI = 7,1 e Nterminal bloqueado. BthMP é provida de alta atividade proteolítica sobre a caseína, fibrina e fibrinogênio bovino; foi inibida por EDTA, EGTA e 1,10- fenantrolina e manteve sua atividade em pH de 7,0 a 9,0 e temperatura de 5 a 40°C. Ensaios com íons metálicos mostraram que Ca++ é ativador, enquanto Zn++ e Hg++ inibiram cerca de 50 e 80%, respectivamente. BthMP é desprovida de atividades coagulante, esterásica, fosfolipásica e fracamente hemorrágica quando comparada ao veneno bruto. O edema induzido pela metaloprotease evidenciou o importante papel da toxina na atividade inflamatória do veneno. BthMP também causou incoagulabilidade sanguínea, e provocou alterações histológicas em músculo gastrocnêmio de camundongos induzindo hemorragia, necrose e infiltrado leucocitário. A massa molecular e os ensaios de inibição com EDTA e 1,10-fenantrolina sugerem que a metaloproteinase BthMP pertence à classe P-I das SVMPs. / Mestre em Genética e Bioquímica