A radiação ionizante tem sido empregada com sucesso na modificação das propriedades imunológicas das biomoléculas e tem se mostrado uma potente ferramenta para destoxicar venenos de serpentes sem afetar e, muitas vezes, melhorando suas propriedades imunogênicas. Resultados promissores foram obtidos com o tratamento, tanto de veneno total quanto de frações isoladas, com a radiação gama de 60Co. No presente trabalho, foram avaliados os efeitos da Bothropstoxina-1 (Bthx-1) e do veneno total de Bothrops jararacussu sobre o sistema imune de camundongos B10.PL e BALB/c, visando caracterizar a resposta imune contra proteínas irradiadas. Modificações estruturais foram observadas por meio de técnicas eletroforéticas - SDS-PAGE. Para os ensaios imunológicos, camundongos de diferentes linhagens foram imunizados com ambas as formas da Bthx-1 e os anticorpos circulantes foram isotipados e titulados pelo método de ELISA. Os resultados mostraram que tanto o veneno total como a toxina isolada, mesmo após o processo de irradiação, se mostraram imunogênicos e os anticorpos produzidos reconheciam as formas nativas. Para a caracterização antigênica a técnica de Western Blot permitiu demonstrar que a Bthx-1 irradiada induziu à produção de anticorpos responsivos para ambas as formas da toxina isolada e do veneno total. Os resultados do ensaio de citotoxicidade mostram que a viabilidade dos macrófagos ensaiados com a Bthx-1 ou com o veneno total irradiados foi maior quando comparada com os resultados obtidos para as formas nativas. Analisando-se o resultado do ensaio de LDH, observou-se que a Bthx-1 irradiada promoveu menor dano muscular que a toxina nativa. Conclui-se que a irradiação de proteínas promove modificações estruturais significativas, mantendo, contudo, suas propriedades imunológicas originais, representando uma potencial ferramenta na melhoria do processo de imunização. / Ionizing radiation has been successfully employed to modify the immunological properties of biomolecules and has been proven to be a powerful tool to attenuate snake venoms toxicity without affecting and even increasing their immunogenic properties. Very promising results were obtained when crude animal venoms, as well as isolated toxins, were treated with 60Co gamma rays, yielding toxoids with good immunogenicity, however, little is known about the modifications that irradiated molecules undergo and even less about the immunological response that such antigens elicit. At the present work, we have evaluated the effects on immune system of B10.PL and BALB/c mice of Bothrops jararacussu crude venom and isolated bothropstoxin-1 (Bthx-1), before and after gamma radiation exposition. According to our data, irradiation process promoted structural modifications on both isolated toxin and crude venom, characterized by higher molecular weight protein (aggregates and oligomers) formation. Irradiated samples were immunogenic and the antibodies elicited by them were able to recognize the native toxin in ELISA. These results indicate that irradiation of toxic proteins can promote significant modifications in their structures, but still retain many of the original antigenic and immunological properties. Also, our data indicate that the irradiated protein induced higher titers of IgG2b, suggesting that Th1 cells were predominantly involved. Results from Western blot assay showed that antibodies raised against irradiated bothropstoxin-1 recognize both native isolated toxin or crude venom. Citotoxicity assay showed that irradiated toxin and crude venom were less toxic than their native counterpart. Thus, the viability of the macrophages cultured in the presence of irradiated Bthx-1 or crude venom was higher if compared with their native forms. LDH Assay showed that irradiated Bthx-1 promotes less muscular damage than the native form. Our data confirm a potential use of ionizing radiation for immunization process improvement.

A radiação ionizante tem sido empregada com sucesso na modificação das propriedades imunológicas das biomoléculas e tem se mostrado uma potente ferramenta para destoxicar venenos de serpentes sem afetar e, muitas vezes, melhorando suas propriedades imunogênicas. Resultados promissores foram obtidos com o tratamento, tanto de veneno total quanto de frações isoladas, com a radiação gama de 60Co. No presente trabalho, foram avaliados os efeitos da Bothropstoxina-1 (Bthx-1) e do veneno total de Bothrops jararacussu sobre o sistema imune de camundongos B10.PL e BALB/c, visando caracterizar a resposta imune contra proteínas irradiadas. Modificações estruturais foram observadas por meio de técnicas eletroforéticas - SDS-PAGE. Para os ensaios imunológicos, camundongos de diferentes linhagens foram imunizados com ambas as formas da Bthx-1 e os anticorpos circulantes foram isotipados e titulados pelo método de ELISA. Os resultados mostraram que tanto o veneno total como a toxina isolada, mesmo após o processo de irradiação, se mostraram imunogênicos e os anticorpos produzidos reconheciam as formas nativas. Para a caracterização antigênica a técnica de Western Blot permitiu demonstrar que a Bthx-1 irradiada induziu à produção de anticorpos responsivos para ambas as formas da toxina isolada e do veneno total. Os resultados do ensaio de citotoxicidade mostram que a viabilidade dos macrófagos ensaiados com a Bthx-1 ou com o veneno total irradiados foi maior quando comparada com os resultados obtidos para as formas nativas. Analisando-se o resultado do ensaio de LDH, observou-se que a Bthx-1 irradiada promoveu menor dano muscular que a toxina nativa. Conclui-se que a irradiação de proteínas promove modificações estruturais significativas, mantendo, contudo, suas propriedades imunológicas originais, representando uma potencial ferramenta na melhoria do processo de imunização. / Ionizing radiation has been successfully employed to modify the immunological properties of biomolecules and has been proven to be a powerful tool to attenuate snake venoms toxicity without affecting and even increasing their immunogenic properties. Very promising results were obtained when crude animal venoms, as well as isolated toxins, were treated with 60Co gamma rays, yielding toxoids with good immunogenicity, however, little is known about the modifications that irradiated molecules undergo and even less about the immunological response that such antigens elicit. At the present work, we have evaluated the effects on immune system of B10.PL and BALB/c mice of Bothrops jararacussu crude venom and isolated bothropstoxin-1 (Bthx-1), before and after gamma radiation exposition. According to our data, irradiation process promoted structural modifications on both isolated toxin and crude venom, characterized by higher molecular weight protein (aggregates and oligomers) formation. Irradiated samples were immunogenic and the antibodies elicited by them were able to recognize the native toxin in ELISA. These results indicate that irradiation of toxic proteins can promote significant modifications in their structures, but still retain many of the original antigenic and immunological properties. Also, our data indicate that the irradiated protein induced higher titers of IgG2b, suggesting that Th1 cells were predominantly involved. Results from Western blot assay showed that antibodies raised against irradiated bothropstoxin-1 recognize both native isolated toxin or crude venom. Citotoxicity assay showed that irradiated toxin and crude venom were less toxic than their native counterpart. Thus, the viability of the macrophages cultured in the presence of irradiated Bthx-1 or crude venom was higher if compared with their native forms. LDH Assay showed that irradiated Bthx-1 promotes less muscular damage than the native form. Our data confirm a potential use of ionizing radiation for immunization process improvement.

Considerando os efeitos da radiação gama sobre proteínas e a capacidade do sistema imune de reconhecer macromoléculas modificadas, decidimos pesquisar as principais citocinas envolvidas no padrão de resposta de células Th1 ou Th2 em camundongos (B10.PL, BALB/c ou Knockout-IFN-/-) imunizados com a Bothropstoxina-1 (BTHX-1), uma miotoxina do veneno de Bothrops jararacussu, na forma nativa ou irradiada, na presença ou não de substâncias scavengers. Para avaliar prováveis modificações estruturais na molécula da proteína após o processo de irradiação (radiação de 60Co), foi realizada a eletroforese em gel de poliacrilamida 15% para a BTHX-1, na forma nativa e irradiada, na presença ou não de substâncias scavengers. Os resultados mostraram que a radiação foi capaz de promover alterações na molécula da BTHX-1. Na presença dos scavengers, mesmo após a irradiação da toxina, houve a preservação da banda principal (14 kDa). Com relação aos aspectos imunológicos, foram realizados ensaios de produção e identificação de anticorpos, nos quais, os animais foram imunizados com a BTHX-1, na forma nativa ou irradiada, na presença ou não dos scavengers. Observou-se que a proteína nativa induziu, preferencialmente, uma resposta do tipo Th2, enquanto que a proteína irradiada induziu uma resposta do tipo Th1. A toxina irradiada na presença do tbutanol induziu menor produção de IgG2b, quando comparada a toxina irradiada sem scavengers. Para a quantificação da expressão de citocinas em células esplênicas obtidas dos camundongos, foi realizado o Real-time PCR para a detecção das citocinas IFN-, IL-2, IL- 4 e IL-10. As células dos camundongos B10.PL e dos BALB/c imunizados com a BTHX-1 nativa e estimuladas in vitro com a toxina irradiada, apresentaram maior expressão de IFN- e IL-2 (padrão de resposta Th1). As células dos Knockout-IFN-/- imunizados com a BTHX-1 nativa apresentaram maior expressão de IL-4 (padrão de resposta Th2). As células dos camundongos B10.PL e dos BALB/c imunizados com a BTHX-1 + t-butanol apresentaram maior expressão de IL-4 e IL-10, respectivamente. Estes fatos reforçam a participação do OH na modulação da resposta imune contra a toxina irradiada. / Considering the effects of gamma radiation on proteins and the ability of immune system to recognize modified macromolecules, we have identified the major cytokines involved in immune response of B10.PL, BALB/c and Knockout- IFN-/- mice exposed to native or irradiated bothropstoxin-1 (BTHX-1), in the presence and absence of scavengers substances. In order to evaluate possible molecule structural modifications after being irradiated (60Co gamma rays), bothropstoxin-1 was submitted to SDS-PAGE analyses. Our results indicated that irradiation process has promoted modifications in the BTHX-1 molecule, however, in the presence of scavengers and even after irradiation process, the main band of toxin was preserved (14 kDa). Sera of animals immunized with the native or irradiated toxin, in the presence or not of scavengers, were analyzed in order to quantify specific isotypes. While the native BTHX-1 induced a predominant Th2 response, the irradiated toxin apparently promoted a switch towards a Th1 pattern. The toxin, when irradiated in the presence of t-butanol, induced to a lower production of IgG2b (Th1 response) if compared with the irradiated toxin without scavengers. We also performed a Real-time PCR to quantify the expression of cytokines IFN-, IL-2, IL-4 and IL-10 in spleen cells from mice. The cells of B10.PL and BALB/c mice immunized with native BTHX-1 and in vitro stimulated with irradiated toxin, showed higher expression of IFN- and IL-2 (Th1 response) than the control sample. The cells of Knockout-IFN-/- mice immunized with native BTHX-1 showed higher expression of IL-4 (Th2 response). The cells obtained of B10.PL and BALB/c mice immunized with BTHX-1 + t-butanol, showed higher expression of IL-4 and IL-10, respectively. These facts reinforce the involvement of OH in the modulation of immune response against the irradiated toxin.

Considerando os efeitos da radiação gama sobre proteínas e a capacidade do sistema imune de reconhecer macromoléculas modificadas, decidimos pesquisar as principais citocinas envolvidas no padrão de resposta de células Th1 ou Th2 em camundongos (B10.PL, BALB/c ou Knockout-IFN-/-) imunizados com a Bothropstoxina-1 (BTHX-1), uma miotoxina do veneno de Bothrops jararacussu, na forma nativa ou irradiada, na presença ou não de substâncias scavengers. Para avaliar prováveis modificações estruturais na molécula da proteína após o processo de irradiação (radiação de 60Co), foi realizada a eletroforese em gel de poliacrilamida 15% para a BTHX-1, na forma nativa e irradiada, na presença ou não de substâncias scavengers. Os resultados mostraram que a radiação foi capaz de promover alterações na molécula da BTHX-1. Na presença dos scavengers, mesmo após a irradiação da toxina, houve a preservação da banda principal (14 kDa). Com relação aos aspectos imunológicos, foram realizados ensaios de produção e identificação de anticorpos, nos quais, os animais foram imunizados com a BTHX-1, na forma nativa ou irradiada, na presença ou não dos scavengers. Observou-se que a proteína nativa induziu, preferencialmente, uma resposta do tipo Th2, enquanto que a proteína irradiada induziu uma resposta do tipo Th1. A toxina irradiada na presença do tbutanol induziu menor produção de IgG2b, quando comparada a toxina irradiada sem scavengers. Para a quantificação da expressão de citocinas em células esplênicas obtidas dos camundongos, foi realizado o Real-time PCR para a detecção das citocinas IFN-, IL-2, IL- 4 e IL-10. As células dos camundongos B10.PL e dos BALB/c imunizados com a BTHX-1 nativa e estimuladas in vitro com a toxina irradiada, apresentaram maior expressão de IFN- e IL-2 (padrão de resposta Th1). As células dos Knockout-IFN-/- imunizados com a BTHX-1 nativa apresentaram maior expressão de IL-4 (padrão de resposta Th2). As células dos camundongos B10.PL e dos BALB/c imunizados com a BTHX-1 + t-butanol apresentaram maior expressão de IL-4 e IL-10, respectivamente. Estes fatos reforçam a participação do OH na modulação da resposta imune contra a toxina irradiada. / Considering the effects of gamma radiation on proteins and the ability of immune system to recognize modified macromolecules, we have identified the major cytokines involved in immune response of B10.PL, BALB/c and Knockout- IFN-/- mice exposed to native or irradiated bothropstoxin-1 (BTHX-1), in the presence and absence of scavengers substances. In order to evaluate possible molecule structural modifications after being irradiated (60Co gamma rays), bothropstoxin-1 was submitted to SDS-PAGE analyses. Our results indicated that irradiation process has promoted modifications in the BTHX-1 molecule, however, in the presence of scavengers and even after irradiation process, the main band of toxin was preserved (14 kDa). Sera of animals immunized with the native or irradiated toxin, in the presence or not of scavengers, were analyzed in order to quantify specific isotypes. While the native BTHX-1 induced a predominant Th2 response, the irradiated toxin apparently promoted a switch towards a Th1 pattern. The toxin, when irradiated in the presence of t-butanol, induced to a lower production of IgG2b (Th1 response) if compared with the irradiated toxin without scavengers. We also performed a Real-time PCR to quantify the expression of cytokines IFN-, IL-2, IL-4 and IL-10 in spleen cells from mice. The cells of B10.PL and BALB/c mice immunized with native BTHX-1 and in vitro stimulated with irradiated toxin, showed higher expression of IFN- and IL-2 (Th1 response) than the control sample. The cells of Knockout-IFN-/- mice immunized with native BTHX-1 showed higher expression of IL-4 (Th2 response). The cells obtained of B10.PL and BALB/c mice immunized with BTHX-1 + t-butanol, showed higher expression of IL-4 and IL-10, respectively. These facts reinforce the involvement of OH in the modulation of immune response against the irradiated toxin.