Os processos biotecnológicos com células animais tem despertado interesse crescente devido à sua capacidade de sintetizar moléculas complexas de altíssimo valor agregado, mesmo exigindo condições especiais de cultivo. Torna-se portanto fundamental o correto monitoramento de tais processos, para se manter seus parâmetros dentro de limites desejados. O objetivo deste trabalho foi efetuar cultivos de células animais em processo de perfusão, aos quais se acoplavam sistemas de monitoramento visando melhor controle, de modo a contribuir para o aumento da produtividade. Realizaram-se ensaios com células BHK e hibridoma em biorreator de 12L em alta densidade celular (20E6 cel/mL), para produção de fator de coagulação FVIII e anticorpo anti-TNF. O processo de perfusão foi analisado, buscando-se melhoria em seu controle através da correta estimativa da concentração celular. O sistema de transferência de oxigênio através de membranas de silicone foi estudado, tendo-se elaborado uma simplificação para a estimativa da velocidade de consumo de oxigênio, baseando-a na pressão média da membrana de silicone, e tendo-se determinado a influência da concentração de oxigênio no crescimento e na produção e seu valor limitante (entre 5 e 10%). Por fim, estudou-se o efeito da osmolalidade do meio no processo, tanto com relação ao crescimento e consumo de substratos, como na produtividade. Observou-se o aumento do tamanho da célula com o aumento da osmolalidade (até 470mmol/kg) e como este fato influencia o cálculo da velocidade específica de produção. Tentou-se sem sucesso fazer um monitoramento on-line deste aumento de tamanho, com o uso da sonda Lasentec FBRM. No entanto esta se mostrou capaz de estimar a concentração celular. O trabalho demonstra a importância de se efetuar um adequado monitoramento do processo para garantir a correta operação, em especial em cultivos com células animais em perfusão. / Animal cell culture technology has become apparent, due to its capacity to synthesize highly valuable complex molecules, even requiring special attention. In this scenario, adequate process monitoring becomes essential to keep its parameters well controlled. The aim of this work is to perform perfusion cultures with animal cells, and couple them to monitoring systems, in order to improve the efficiency of the control and consequently productivity. Runs were realized with BHK and hibridoma cells in a 12-L bioreactor at high cell density (20E6 cel/mL), to produce clotting factor FVIII and antibody anti-TNF. The perfusion process was analyzed, to enhance its control through reliable cell density estimate. Oxygen transfer system through silicone tubing was studied, resulting in a simple way to estimate oxygen uptake rate and establishing the influence of oxygen partial pressure in the growth and production. At last, medium osmolality effect was investigated related to growth, substrate consumption, and productivity. Cell enlargement was observed at higher osmolalities (till 470mmol/kg) and its results over the specific production rate were analyzed. The cell size change was measured off-line. Lasentec FBRM probe could not follow the size change, but showed capable to estimate cell density This work makes evident the importance in having adequate monitoring systems, in order to assure correct process operation, and specially cell culture perfusion processes.

Os processos biotecnológicos com células animais tem despertado interesse crescente devido à sua capacidade de sintetizar moléculas complexas de altíssimo valor agregado, mesmo exigindo condições especiais de cultivo. Torna-se portanto fundamental o correto monitoramento de tais processos, para se manter seus parâmetros dentro de limites desejados. O objetivo deste trabalho foi efetuar cultivos de células animais em processo de perfusão, aos quais se acoplavam sistemas de monitoramento visando melhor controle, de modo a contribuir para o aumento da produtividade. Realizaram-se ensaios com células BHK e hibridoma em biorreator de 12L em alta densidade celular (20E6 cel/mL), para produção de fator de coagulação FVIII e anticorpo anti-TNF. O processo de perfusão foi analisado, buscando-se melhoria em seu controle através da correta estimativa da concentração celular. O sistema de transferência de oxigênio através de membranas de silicone foi estudado, tendo-se elaborado uma simplificação para a estimativa da velocidade de consumo de oxigênio, baseando-a na pressão média da membrana de silicone, e tendo-se determinado a influência da concentração de oxigênio no crescimento e na produção e seu valor limitante (entre 5 e 10%). Por fim, estudou-se o efeito da osmolalidade do meio no processo, tanto com relação ao crescimento e consumo de substratos, como na produtividade. Observou-se o aumento do tamanho da célula com o aumento da osmolalidade (até 470mmol/kg) e como este fato influencia o cálculo da velocidade específica de produção. Tentou-se sem sucesso fazer um monitoramento on-line deste aumento de tamanho, com o uso da sonda Lasentec FBRM. No entanto esta se mostrou capaz de estimar a concentração celular. O trabalho demonstra a importância de se efetuar um adequado monitoramento do processo para garantir a correta operação, em especial em cultivos com células animais em perfusão. / Animal cell culture technology has become apparent, due to its capacity to synthesize highly valuable complex molecules, even requiring special attention. In this scenario, adequate process monitoring becomes essential to keep its parameters well controlled. The aim of this work is to perform perfusion cultures with animal cells, and couple them to monitoring systems, in order to improve the efficiency of the control and consequently productivity. Runs were realized with BHK and hibridoma cells in a 12-L bioreactor at high cell density (20E6 cel/mL), to produce clotting factor FVIII and antibody anti-TNF. The perfusion process was analyzed, to enhance its control through reliable cell density estimate. Oxygen transfer system through silicone tubing was studied, resulting in a simple way to estimate oxygen uptake rate and establishing the influence of oxygen partial pressure in the growth and production. At last, medium osmolality effect was investigated related to growth, substrate consumption, and productivity. Cell enlargement was observed at higher osmolalities (till 470mmol/kg) and its results over the specific production rate were analyzed. The cell size change was measured off-line. Lasentec FBRM probe could not follow the size change, but showed capable to estimate cell density This work makes evident the importance in having adequate monitoring systems, in order to assure correct process operation, and specially cell culture perfusion processes.

Os hormônios tireoidianos (HTs) promovem suas ações através de mecanismos genômicos, porém, há inúmeras evidências de que o HT também promove efeitos que ocorrem em curto espaço de tempo (poucos minutos), e que independem de, as quais são conhecidas como ações não genômicas ou extranucleares. É sabido que, na insuficiência cardíaca ocorre uma menor expressão dos receptores nucleares de T3, o que reduz em muito os efeitos cardioestimulantes deste hormônio, sendo muito vantajoso numa situação de contenção energética. Assim, o presente estudo visa avaliar o efeito agudo (não genômico) da administração de T3 sobre a translocação e expressão do GLUT4, e de proteínas-chave da atividade cardíaca, como GLUT1, Mb, SERCa2a, <font face=\"Symbol\">&#945; e <font face=\"Symbol\">b miosina, em: (1) ratos submetidos ou não à insuficiência cardíaca através de cirurgia de estenose aórtica, bem como em (2) cultura primária de cardiomiócitos neonatos e adultos. Nos modelos in vivo, observamos que, após 30 min da administração do T3 no grupo portador de ICC, há um aumento da expressão do mRNA do GLUT1, GLUT4 e Mb e da proteina GLUT1 e GLUT4. Quanto aos genes relacionados à função cardíaca, Atp2a2, Myh6 e Myh7, o tratamento com T3 por 30 min nos ratos portadores de ICC promoveu redução do conteúdo de mRNA dos três genes, bem como da proteína da beta MHC. O conteúdo de SERCa2a e da alfa MHC não se alterou em 30 min, mas aumentou após o tratamento com T3 por 60 min. No modelo in vitro de cardiomiócitos de neonatos, tivemos evidências de modulação do conteúdo de mRNA e proteínas, após 30 e 45 min, após a adição de T3 em diferentes doses (10-9 a 10-6 M). Quando avaliamos o efeito do T3 sobre o conteúdo de mRNA nos cardiomiócitos de adultos em cultura, também observamos uma resposta aleatória, não dependente de dose. O conjunto desses resultados aponta para a existência de um controle pós-transcricional do T3 sobre a expressão dos genes alvo desse estudo, podendo induzir uma melhora na função cardíaca na vigência de uma ICC, uma vez que essas ações são rapidamente desencadeadas e são fugazes, impedindo que os efeitos cardioestimulantes persistam, o que poderia ser deletério. / Through nuclear actions, thyroid hormones (TH) control the expression of several cardiac genes, but there are several evidences that TH also promotes effects that occur in a short time (few minutes), and which are independent of its interaction with specific nuclear receptors attached to the TH-responsive elements, known as non-genomic or extranuclear actions. In heart failure, there are a lower expression of nuclear T3 receptors, which reduce the cardiostimulating effects of the hormone, which is extremely advantageous in an energy contention. Thus, this study aims to evaluate the acute (nongenomic) administration of T3 on the expression and translocation of GLUT4, and key proteins of the cardiac activity, such as GLUT1, Mb, SERCa2a, <font face=\"Symbol\">&#945; and <font face=\"Symbol\">b myosin in: ( 1) rats with or without heart failure after aortic stenosis surgery, as well as (2) primary cultured cardiomyocytes neonates and adults. In the vivo model, after 30 min of the administration of T3 in the group with CHF, there is an increased in the mRNA expression in GLUT1, GLUT4 and Mb. Their proteins had an increase after 30 min (GLUT1 and GLUT4) and after 60 min (Mb). As for genes related to cardiac function, Atp2a2, Myh6 and MYH7, we observed that, the treatment with T3 for 30 min in rats with CHF promoted a decrease of the mRNA of three genes as well as the beta MHC protein. The content of alpha-MHC and SERCa2a did not change in 30 min, but increased after T3 treatment for 60 min. In the in vitro model of neonatal cardiomyocytes, we had evidence of modulation of mRNA and protein content after 30 and 45 min after the addition of T3 in different doses (from 10-9 to 10-6 M). When evaluating the effect of T3 on the mRNA content in adult cardiomyocytes in culture, we also observed a random response, not dependent on dose. All the data obtained so far points to the existence of a post-transcriptional control of T3 on the expression of target genes of this study, which could induce an improvement in cardiac function in the presence of an CHF, since these actions are elicited and fleeting, preventing cardiostimulating effects persist, which could be deleterious.

Muitas evidências indicam que a tumorigênese em humanos é um processo com várias etapas. A progressão de um tumor em direção a malignidade ocorre de maneiras muito distintas entre os diferentes tipos de câncer. Entender os processos celulares que levam a tumorigênese é importante para se delinear tratamentos mais adequados contra os diversos tipos de câncer. Drogas antimitóticas (ou venenos de fuso) são utilizadas no tratamento de alguns cânceres, e entre eles está o câncer de mama. A ação dessas drogas reside sobre a mitose, e têm como alvo os fusos mitóticos, estruturas essenciais que dirigem o ciclo celular na divisão das células. Recentemente, pesquisadores têm delineado possíveis respostas da célula aos venenos de fuso, e essas respostas são dependentes da concentração da droga. Baixas concentrações de venenos de fuso provocam o aparecimento de populações celulares aneuplóides, que ocorrem quando a célula sai do bloqueio mitótico. O presente trabalho utilizou as drogas vincristina e paclitaxel sobre linhagens celulares de mama humana (células normais e tumorais) para pesquisar se as drogas são capazes de induzir células aneuplóides. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que baixa concentração de vincristina e paclitaxel pode induzir o aparecimento de população aneuplóide através de mitoses aberrantes. Os venenos de fuso induzem a formação de mitoses contendo múltiplos fusos mitóticos, e essas mitoses não ficam bloqueadas, dando origem a células aneuplóides. O papel da aneuploidia na tumorigênese não foi ainda estabelecido, mas indiferente da sua importância no desenvolvimento do tumor, encontrar maneiras de inibir sua formação ou de super induzir seu aparecimento podem ter implicações significativas para as terapias contra o câncer. / Several lines of evidence indicate that tumorigenesis in humans is a multistep process and that these steps reflect genetic alterations that drive the progressive transformation of normal cells into highly malignant derivatives. Understanding the cellular processes that lead to tumorigenesis is important to devise more appropriate treatments against various types of cancer. Antimitotic drugs are used in the treatment of some cancers, and among them is breast cancer. The action of these drugs lies on the mitotic spindles, essential structures that drive the cell cycle in the division of cells. Recently, researchers have outlined possible responses to the antimitotic drugs on cells, and these responses are dependent on the concentration of the drug. Low concentrations of drugs can cause the appearance of aneuploid population, which occur when a cell leaves the mitotic block. This study used the drug vincristine and paclitaxel on human breast cancer cell lines (normal and tumoral cells) to find if the drugs are capable of inducing cell aneuploidy. The results of this study indicate that low concentration of vincristine and paclitaxel can induce the emergence of aneuploidy population through aberrant mitosis. The drugs induce the formation of mitosis containing multiple mitotic spindles, resulting in aneuploidy population of cells. The role of aneuploidy in tumorigenesis has not yet been established, but indifferent to this is important find ways to inhibit its formation or the super-induce their appearance. These questions may have significant implications for therapies against cancer.

Os hormônios tireoidianos (HTs) promovem suas ações através de mecanismos genômicos, porém, há inúmeras evidências de que o HT também promove efeitos que ocorrem em curto espaço de tempo (poucos minutos), e que independem de, as quais são conhecidas como ações não genômicas ou extranucleares. É sabido que, na insuficiência cardíaca ocorre uma menor expressão dos receptores nucleares de T3, o que reduz em muito os efeitos cardioestimulantes deste hormônio, sendo muito vantajoso numa situação de contenção energética. Assim, o presente estudo visa avaliar o efeito agudo (não genômico) da administração de T3 sobre a translocação e expressão do GLUT4, e de proteínas-chave da atividade cardíaca, como GLUT1, Mb, SERCa2a, <font face=\"Symbol\">&#945; e <font face=\"Symbol\">b miosina, em: (1) ratos submetidos ou não à insuficiência cardíaca através de cirurgia de estenose aórtica, bem como em (2) cultura primária de cardiomiócitos neonatos e adultos. Nos modelos in vivo, observamos que, após 30 min da administração do T3 no grupo portador de ICC, há um aumento da expressão do mRNA do GLUT1, GLUT4 e Mb e da proteina GLUT1 e GLUT4. Quanto aos genes relacionados à função cardíaca, Atp2a2, Myh6 e Myh7, o tratamento com T3 por 30 min nos ratos portadores de ICC promoveu redução do conteúdo de mRNA dos três genes, bem como da proteína da beta MHC. O conteúdo de SERCa2a e da alfa MHC não se alterou em 30 min, mas aumentou após o tratamento com T3 por 60 min. No modelo in vitro de cardiomiócitos de neonatos, tivemos evidências de modulação do conteúdo de mRNA e proteínas, após 30 e 45 min, após a adição de T3 em diferentes doses (10-9 a 10-6 M). Quando avaliamos o efeito do T3 sobre o conteúdo de mRNA nos cardiomiócitos de adultos em cultura, também observamos uma resposta aleatória, não dependente de dose. O conjunto desses resultados aponta para a existência de um controle pós-transcricional do T3 sobre a expressão dos genes alvo desse estudo, podendo induzir uma melhora na função cardíaca na vigência de uma ICC, uma vez que essas ações são rapidamente desencadeadas e são fugazes, impedindo que os efeitos cardioestimulantes persistam, o que poderia ser deletério. / Through nuclear actions, thyroid hormones (TH) control the expression of several cardiac genes, but there are several evidences that TH also promotes effects that occur in a short time (few minutes), and which are independent of its interaction with specific nuclear receptors attached to the TH-responsive elements, known as non-genomic or extranuclear actions. In heart failure, there are a lower expression of nuclear T3 receptors, which reduce the cardiostimulating effects of the hormone, which is extremely advantageous in an energy contention. Thus, this study aims to evaluate the acute (nongenomic) administration of T3 on the expression and translocation of GLUT4, and key proteins of the cardiac activity, such as GLUT1, Mb, SERCa2a, <font face=\"Symbol\">&#945; and <font face=\"Symbol\">b myosin in: ( 1) rats with or without heart failure after aortic stenosis surgery, as well as (2) primary cultured cardiomyocytes neonates and adults. In the vivo model, after 30 min of the administration of T3 in the group with CHF, there is an increased in the mRNA expression in GLUT1, GLUT4 and Mb. Their proteins had an increase after 30 min (GLUT1 and GLUT4) and after 60 min (Mb). As for genes related to cardiac function, Atp2a2, Myh6 and MYH7, we observed that, the treatment with T3 for 30 min in rats with CHF promoted a decrease of the mRNA of three genes as well as the beta MHC protein. The content of alpha-MHC and SERCa2a did not change in 30 min, but increased after T3 treatment for 60 min. In the in vitro model of neonatal cardiomyocytes, we had evidence of modulation of mRNA and protein content after 30 and 45 min after the addition of T3 in different doses (from 10-9 to 10-6 M). When evaluating the effect of T3 on the mRNA content in adult cardiomyocytes in culture, we also observed a random response, not dependent on dose. All the data obtained so far points to the existence of a post-transcriptional control of T3 on the expression of target genes of this study, which could induce an improvement in cardiac function in the presence of an CHF, since these actions are elicited and fleeting, preventing cardiostimulating effects persist, which could be deleterious.

Muitas evidências indicam que a tumorigênese em humanos é um processo com várias etapas. A progressão de um tumor em direção a malignidade ocorre de maneiras muito distintas entre os diferentes tipos de câncer. Entender os processos celulares que levam a tumorigênese é importante para se delinear tratamentos mais adequados contra os diversos tipos de câncer. Drogas antimitóticas (ou venenos de fuso) são utilizadas no tratamento de alguns cânceres, e entre eles está o câncer de mama. A ação dessas drogas reside sobre a mitose, e têm como alvo os fusos mitóticos, estruturas essenciais que dirigem o ciclo celular na divisão das células. Recentemente, pesquisadores têm delineado possíveis respostas da célula aos venenos de fuso, e essas respostas são dependentes da concentração da droga. Baixas concentrações de venenos de fuso provocam o aparecimento de populações celulares aneuplóides, que ocorrem quando a célula sai do bloqueio mitótico. O presente trabalho utilizou as drogas vincristina e paclitaxel sobre linhagens celulares de mama humana (células normais e tumorais) para pesquisar se as drogas são capazes de induzir células aneuplóides. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que baixa concentração de vincristina e paclitaxel pode induzir o aparecimento de população aneuplóide através de mitoses aberrantes. Os venenos de fuso induzem a formação de mitoses contendo múltiplos fusos mitóticos, e essas mitoses não ficam bloqueadas, dando origem a células aneuplóides. O papel da aneuploidia na tumorigênese não foi ainda estabelecido, mas indiferente da sua importância no desenvolvimento do tumor, encontrar maneiras de inibir sua formação ou de super induzir seu aparecimento podem ter implicações significativas para as terapias contra o câncer. / Several lines of evidence indicate that tumorigenesis in humans is a multistep process and that these steps reflect genetic alterations that drive the progressive transformation of normal cells into highly malignant derivatives. Understanding the cellular processes that lead to tumorigenesis is important to devise more appropriate treatments against various types of cancer. Antimitotic drugs are used in the treatment of some cancers, and among them is breast cancer. The action of these drugs lies on the mitotic spindles, essential structures that drive the cell cycle in the division of cells. Recently, researchers have outlined possible responses to the antimitotic drugs on cells, and these responses are dependent on the concentration of the drug. Low concentrations of drugs can cause the appearance of aneuploid population, which occur when a cell leaves the mitotic block. This study used the drug vincristine and paclitaxel on human breast cancer cell lines (normal and tumoral cells) to find if the drugs are capable of inducing cell aneuploidy. The results of this study indicate that low concentration of vincristine and paclitaxel can induce the emergence of aneuploidy population through aberrant mitosis. The drugs induce the formation of mitosis containing multiple mitotic spindles, resulting in aneuploidy population of cells. The role of aneuploidy in tumorigenesis has not yet been established, but indifferent to this is important find ways to inhibit its formation or the super-induce their appearance. These questions may have significant implications for therapies against cancer.

Células animais são alvo de pesquisas visando sua utilização como plataforma para a expressão de proteínas recombinantes, desde vacinas veterinárias até fatores de coagulação para hemofílicos. Exemplos incluem células de inseto Drosophila melanogaster S2 e células de mamífero BHK-21, que vêm sendo estudadas visando a sua utilização para a produção da glicoproteína do vírus da raiva. Independentemente da estratégia de cultivo utilizada, altas concentrações celulares são em geral associadas a uma maior produção da proteína de interesse. O objetivo deste trabalho foi o de investigar estratégias que possibilitariam o cultivo de células animais em altas concentrações celulares. Células de inseto Drosophila melanogaster S2 produtoras da glicoproteína do vírus da raiva foram cultivadas em frascos agitados a 100 rpm e 28, em meio livre de soro SF 900 II suplementado com os aminoácidos asparagina, cisteína, prolina e serina. A adição dos quatro aminoácidos no meio de cultura refletiu em um aumento da concentração celular máxima (XV MÁX) em 16%. Cisteína, quando adicionada isoladamente no meio de cultura, refletiu em uma velocidade específica máxima de crescimento celular (MÁX) 56% maior. Nessa condição, o fator de conversão glicose a célula (YX/GLC) foi 47% maior, indicando um metabolismo de glicose mais eficiente na geração de células. Esses resultados indicam que cisteína é provavelmente substrato limitante do cultivo de células S2AcGPV em meio SF 900 II. Já células de mamífero BHK-21 (C13), adaptadas ao crescimento em suspensão, foram cultivadas em processo de perfusão, processo contínuo em que há retenção celular, o que permite alcançar concentrações celulares mais altas que processos em batelada ou em modo contínuo sem retenção celular. Foi utilizado um biorreator do tipo tanque agitado com 1,5 L de volume de trabalho e spin-filter interno, com poro de diâmetro igual a 10 m, acoplado ao eixo do impelidor. Durante o cultivo, o pH foi controlado em 7,2, a agitação em 80 rpm, a temperatura em 37 e o oxigênio dissolvido em 50% da saturação com o ar. A concentração celular máxima alcançou 15,7 x 106 céls mL-1, muito superior à do cultivo em batelada (aproximadamente 5 x 106 céls mL-1). A viabilidade celular foi superior a 90% durante os 48 dias de cultivo. Na fase batelada do cultivo em perfusão, as velocidades de consumo de glicose (qGLC) e de glutamina (qGLN) foram 84% e 32% maiores, respectivamente, em relação às velocidades observadas no cultivo em batelada. Analogamente, as velocidades de produção de lactato (qLAC) e de amônio (qNH4) foram 78% e 102% maiores, respectivamente. Ainda, o coeficiente de manutenção celular não foi desprezível, e o consumo de glicose associado à manutenção celular foi de 83%. Esses dados indicam que a presença do spin-filter interno pode estar associada a estresse celular. Na perfusão, a concentração celular foi cerca de 3 vezes maior do que no cultivo contínuo sem reciclo de células. Provou-se que é possível cultivar células BHK-21 adaptadas a crescimento em suspensão em altas concentrações celulares em escala laboratorial, utilizando biorreator de bancada e spin-filter interno como sistema de retenção celular. / Animal cells have been under research as a platform for the expression of recombinant proteins, ranging from veterinary vaccines to blood coagulation factors for treating hemophilia. Examples include insect Drosophila melanogaster S2 and hamster BHK-21 cells, currently being studied for the production of rabies virus glycoprotein. Regardless of the cultivation strategy, high cell concentrations are usually associated to a higher protein production. Thus, the aim of this research was to investigate animal cell cultivation strategies that would allow higher cell concentrations than those previously reported. Cells of Drosophila melanogaster S2 expressing the rabies virus glycoprotein (S2AcGPV) were cultivated in shake flasks at 100 rpm and 28 , in SF 900 II serum-free medium supplemented with the following amino acids: asparagine, cysteine, proline, and serine. The addition of the four amino acids to the medium increased the maximum cell concentration (XV MAX) in 16%. When only cysteine was added to the medium, the maximum specific growth rate (ÊMAX) was 56% higher. In this condition, the cell yield on glucose (YX/GLC) was 47% higher, indicating a more efficient glucose metabolism. These results show that cysteine is likely a limiting substrate of S2AcGPV cells growing in SF 900 II medium. In turn, baby hamster kidney cells (BHK-21/C13), adapted to growth in suspension culture, were cultivated in perfusion, a continuous process with cell retention that allows higher cell concentration than batch or continuous cultures without cell retention. A stirred tank bioreactor with a working volume of 1.5 L was used, with an internal spin-filter with 10 µm diameter pores attached to the impeller shaft. Temperature was controlled at 37 , pH at 7.2, agitation at 80 rpm and dissolved oxygen at 50% of air saturation. The maximum cell concentration reached 15.7 x 106 cells mL-1, much higher than the cell concentration achieved in a standard batch cultivation (5 x 106 cells mL-1). Cell viability was above 90% during the 48-day cultivation period. During the batch phase of the perfusion cultivation, specific rates of glucose (qGLC) and glutamine (qGLN) consumption were 84% and 32% higher, respectively, when compared to the batch cultivation. Similarly, the specific rates of lactate (qLAC) and ammonium (qNH4) formation were 78% and 102% higher, respectively. During perfusion, the cell maintenance coefficient was not negligible and represented 83% of total glucose consumption. These data indicate that the presence of an internal spin-filter may be associated to cell stress. In perfusion, cell concentration was about 3 times higher than that in continuous culture without cell recycle. In conclusion, it was proved that suspension-adapted BHK-21 cells can be cultivated in a laboratory-scale bioreactor with an internal spin-filter, in order to achieve high cell concentrations.

O interesse em estudar o cultivo das células de inseto está relacionado entre outros usos a sua utilização na produção de biopesticidas. Há muitos anos os pesticidas químicos vêm contribuindo no controle de pragas na agricultura. Entretanto, o uso desses compostos prolongadamente tem resultado na seleção de insetos resistentes e em poluição ambiental. Diante disso, torna-se necessário o desenvolvimento e aprimoramento dos bioinseticidas. No Brasil, o baculovírus Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) foi o principal agente de controle biológico da praga da soja Anticarsia gemmatalis. Assim, estudos que viabilizem a produção desses vírus in vitro possibilitariam uma produção mais controlada e de melhor qualidade desses biopesticidas. Neste trabalho, investigou-se a suscetibilidade à infecção por AgMNPV de diferentes linhagens celulares de Sf21 e o crescimento dessas células em diferentes sistemas: cultivos em schotts, em spinner e em biorreator, variando-se a idade do inóculo (IA) e a concentração celular inicial (X0). Constatou-se variação no perfil de infecção das linhagens, sendo as linhagens mais adequadas para a produção de bioinseticida as linhagens de Sf21 denominadas EMBRAPA, UFRN e GibcoG, uma vez que estas apresentaram mais do que 40 % das células com poliedros em cultivos em suspensão, enquanto a linhagem denominada GibcoSF teve menos de 2 % das células infectadas com poliedros. Ao se estudar o efeito do número de subcultivos na morfologia e crescimento celular, foi averiguado um aumento no diâmetro de 10 % e no volume de 26 % das células UFRN em relação às células GibcoSF. Além disso, o crescimento das células UFRN foi 49% menor do que das células GibcoSF. Quando realizado o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para se analisar o efeito da IA e a X0 na taxa de crescimento específica máxima (?max) e na concentração celular máxima (Xvmax) em cultivos em schott com células UFRN, obteve-se um modelo empírico. Quando analisadas as variáveis IA e X0 separadamente, não foram encontradas diferenças significativas para as respostas Xvmax e ?max em relação a X0. Para a IA, entretanto, obteve-se os resultados mais satisfatórios para os inóculos com IA de 72 e 96 horas: Xvmax de 5,97.106 cel/mL e 5,99.106 cel/mL, e ?max de 0,70 dia-1 e 0,63 dia-1, respectivamente. Nos cultivos em spinner com células UFRN, foi observada a formação de grumos, o que levou a Xvmax de 2,00.106 cel/mL. No cultivo em biorreator com células UFRN, foi obtido um Xvmax de 6,21.106 cel/mL, ?max de 0,70 dia-1, Qo2 na fase exponencial de 67,3 ± 3,6 .10-18 molO2/cel/s, rendimento de glicose em célula igual a 1,0.109 cel/g de glicose e um rendimento de glutamina em células de 3,0.109 cel/mL. Comprovou-se, portanto, a existência de alterações na infecção entre diferentes linhagens de Sf21; a importância do estado fisiológico da célula nos subcultivos, a ocorrência de mudanças no crescimento celular de acordo com os sistemas de cultivo e o efeito do número de subcultivos na morfologia e crescimento de células Sf21. / Investigate the cultivation of insect cells is related to its use in the production of biopesticides among others. For many years, chemical pesticides have contributed in pest control in agriculture. However, the use of these compounds for prolonged periods has resulted in the selection of resistant insects and environmental pollution. Therefore, it is necessary the development and improvement of biopesticides. In Brazil, the baculovirus Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) is the main biological control agent of the plague of soy Anticarsia gemmatalis. Thus, studies that enhance the production of these viruses in vitro would allow a more controlled production and better quality of biopesticides. In the present research, it was investigated the susceptibility of different Sf21 cell lines to infection by AgMNPV and the growth of these cells in different systems: cultivations in schotts, in spinner flasks and in bioreactor, varying the inoculum age (IA) and initial cell concentration (X0). Variation was observed in the lineage\'s infection profile. The most appropriate lineage for the production of biopesticida where the ones denominated EMBRAPA, UFRN and GibcoG, since these showed more than 40% of the infected cells with polyhedra, while the one denominated GibcoSF had less than 2% of the infected cells with polyhedra. When studying the effect of the number of subcultures in morphology and in cell growth, an increase of 10% of the diameter and 26% in the volume of the UFRN cells was observed compared to the GibcoSF cells. Moreover, the cell growth of UFRN was 49% lower than the GibcoSF\'s. When performed the Rotational Central Composite Design (RCCD) to analyze the effect of IA and X0, the maximum specific growth rate (?max) and the maximum cell concentration (Xvmax) in cultures in schott with UFRN cells, it was obtained an empirical model. When the IA and X0 were separately analysed, it was not found significant differences for Xvmax and ?max in relation to X0. For IA, however, it was achieved the most satisfactory results for inocula with IA of 72 and 96 hours: Xvmax equals to 5.97x106 cells/mL and to 5.99x106 cells/ml, and ?max of 0.70 day-1 and 0.63 day-1, respectively. Cultures in spinner with UFRN cells clumped what led to Xvmax of 2.00x106 cells/mL. In cultivation in bioreactor with UFRN cells, was reached Xvmax of 6.21x106 cells/mL, ?max of 0.70 day-1, Qo2 in the exponential phase of 67.3 ± 3.6x10-18 molO2/cell/s, glucose to the cell yield equal to 1.0x109 cell/g of glucose and glutamine to cell yield of 3.0x109 cell/g of glutamine. It was shown, therefore, the existence of the infection alterations among different lineages of Sf21, the importance of the physiological state of the cell for the subcultivation, the occurrence of changes in cell growth according to the cultivation systems and the effect of the number of subcultivation in morphology and in growth of Sf21 cells.

Um dos fatores que regula o córtex adrenal é o hormônio adrenocorticotrópico, ACTH, no entanto, o fator de crescimento de fibroblastos do tipo 2, FGF2, e os peptídeos N-terminais da pro-opiomelanocortina, N-POMC, também podem estar envolvidos. As vias de sinalização das proteínas quinases: ERK, JNK e p38, juntamente com outras vias como PKA, PKC e PI3K/Akt são importantes para a definição trófica das células. Nós analisamos a importância destas vias de sinalização e sua influência na viabilidade, proliferação e morte celular, induzidas pelo ACTH, FGF2 e N-POMC, utilizando inibidores farmacológicos e moleculares em culturas primárias de células adrenocorticais, células glomerulosa e fasciculadas/reticulares. Nossos resultados mostram que as vias mediadoras envolvidas na resposta proliferativa do FGF2 e da N-POMC são, respectivamente, as vias ERK/JNK e ERK/JNK/Akt. Por outro lado, a resposta pró-apoptótica promovida pelo ACTH é mediada pela via p38, provavelmente associada à ausência de ativação das vias relacionadas com a sobrevivência, como as vias ERK e JNK. / One of the factors that regulate adrenal cortex is the adrenocorticotrophic hormone, ACTH, however, the fibroblast growth factor type 2, FGF2) and pro-opiomelanocortin N-terminal peptides, N-POMC, might also be involved. The mitogen-activated protein kinase pathways: ERK, JNK and p38, together with other signaling pathways such as PKA, PKC and PI3K/Akt are important for cells trophic definition. We analyze the importance of these pathways and their influence in viability, proliferation and cell death stimulated by ACTH, FGF2 and N-POMC, using pharmacological and molecular inhibitors in primary culture of adrenocortical cells, glomerulosa and fasciculata/reticularis cells. Our results show that the mediating signaling pathways involved in FGF2 and N-POMC proliferative effects are, respectively, ERK/JNK and ERK/JNK/Akt. On the other hand, the pro-apoptotic response promoted by ACTH is through p38 signaling, probably associated with the absence of activation of other pathways involved with cell survival, like ERK and JNK.

O interesse em estudar o cultivo das células de inseto está relacionado entre outros usos a sua utilização na produção de biopesticidas. Há muitos anos os pesticidas químicos vêm contribuindo no controle de pragas na agricultura. Entretanto, o uso desses compostos prolongadamente tem resultado na seleção de insetos resistentes e em poluição ambiental. Diante disso, torna-se necessário o desenvolvimento e aprimoramento dos bioinseticidas. No Brasil, o baculovírus Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) foi o principal agente de controle biológico da praga da soja Anticarsia gemmatalis. Assim, estudos que viabilizem a produção desses vírus in vitro possibilitariam uma produção mais controlada e de melhor qualidade desses biopesticidas. Neste trabalho, investigou-se a suscetibilidade à infecção por AgMNPV de diferentes linhagens celulares de Sf21 e o crescimento dessas células em diferentes sistemas: cultivos em schotts, em spinner e em biorreator, variando-se a idade do inóculo (IA) e a concentração celular inicial (X0). Constatou-se variação no perfil de infecção das linhagens, sendo as linhagens mais adequadas para a produção de bioinseticida as linhagens de Sf21 denominadas EMBRAPA, UFRN e GibcoG, uma vez que estas apresentaram mais do que 40 % das células com poliedros em cultivos em suspensão, enquanto a linhagem denominada GibcoSF teve menos de 2 % das células infectadas com poliedros. Ao se estudar o efeito do número de subcultivos na morfologia e crescimento celular, foi averiguado um aumento no diâmetro de 10 % e no volume de 26 % das células UFRN em relação às células GibcoSF. Além disso, o crescimento das células UFRN foi 49% menor do que das células GibcoSF. Quando realizado o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para se analisar o efeito da IA e a X0 na taxa de crescimento específica máxima (?max) e na concentração celular máxima (Xvmax) em cultivos em schott com células UFRN, obteve-se um modelo empírico. Quando analisadas as variáveis IA e X0 separadamente, não foram encontradas diferenças significativas para as respostas Xvmax e ?max em relação a X0. Para a IA, entretanto, obteve-se os resultados mais satisfatórios para os inóculos com IA de 72 e 96 horas: Xvmax de 5,97.106 cel/mL e 5,99.106 cel/mL, e ?max de 0,70 dia-1 e 0,63 dia-1, respectivamente. Nos cultivos em spinner com células UFRN, foi observada a formação de grumos, o que levou a Xvmax de 2,00.106 cel/mL. No cultivo em biorreator com células UFRN, foi obtido um Xvmax de 6,21.106 cel/mL, ?max de 0,70 dia-1, Qo2 na fase exponencial de 67,3 ± 3,6 .10-18 molO2/cel/s, rendimento de glicose em célula igual a 1,0.109 cel/g de glicose e um rendimento de glutamina em células de 3,0.109 cel/mL. Comprovou-se, portanto, a existência de alterações na infecção entre diferentes linhagens de Sf21; a importância do estado fisiológico da célula nos subcultivos, a ocorrência de mudanças no crescimento celular de acordo com os sistemas de cultivo e o efeito do número de subcultivos na morfologia e crescimento de células Sf21. / Investigate the cultivation of insect cells is related to its use in the production of biopesticides among others. For many years, chemical pesticides have contributed in pest control in agriculture. However, the use of these compounds for prolonged periods has resulted in the selection of resistant insects and environmental pollution. Therefore, it is necessary the development and improvement of biopesticides. In Brazil, the baculovirus Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) is the main biological control agent of the plague of soy Anticarsia gemmatalis. Thus, studies that enhance the production of these viruses in vitro would allow a more controlled production and better quality of biopesticides. In the present research, it was investigated the susceptibility of different Sf21 cell lines to infection by AgMNPV and the growth of these cells in different systems: cultivations in schotts, in spinner flasks and in bioreactor, varying the inoculum age (IA) and initial cell concentration (X0). Variation was observed in the lineage\'s infection profile. The most appropriate lineage for the production of biopesticida where the ones denominated EMBRAPA, UFRN and GibcoG, since these showed more than 40% of the infected cells with polyhedra, while the one denominated GibcoSF had less than 2% of the infected cells with polyhedra. When studying the effect of the number of subcultures in morphology and in cell growth, an increase of 10% of the diameter and 26% in the volume of the UFRN cells was observed compared to the GibcoSF cells. Moreover, the cell growth of UFRN was 49% lower than the GibcoSF\'s. When performed the Rotational Central Composite Design (RCCD) to analyze the effect of IA and X0, the maximum specific growth rate (?max) and the maximum cell concentration (Xvmax) in cultures in schott with UFRN cells, it was obtained an empirical model. When the IA and X0 were separately analysed, it was not found significant differences for Xvmax and ?max in relation to X0. For IA, however, it was achieved the most satisfactory results for inocula with IA of 72 and 96 hours: Xvmax equals to 5.97x106 cells/mL and to 5.99x106 cells/ml, and ?max of 0.70 day-1 and 0.63 day-1, respectively. Cultures in spinner with UFRN cells clumped what led to Xvmax of 2.00x106 cells/mL. In cultivation in bioreactor with UFRN cells, was reached Xvmax of 6.21x106 cells/mL, ?max of 0.70 day-1, Qo2 in the exponential phase of 67.3 ± 3.6x10-18 molO2/cell/s, glucose to the cell yield equal to 1.0x109 cell/g of glucose and glutamine to cell yield of 3.0x109 cell/g of glutamine. It was shown, therefore, the existence of the infection alterations among different lineages of Sf21, the importance of the physiological state of the cell for the subcultivation, the occurrence of changes in cell growth according to the cultivation systems and the effect of the number of subcultivation in morphology and in growth of Sf21 cells.