Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3826.pdf: 1893652 bytes, checksum: cca227d41858b50ad19ca341e725b6d3 (MD5) Previous issue date: 2011-08-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / The expression system of recombinant proteins in insect cells/baculovirus (BEVS) was described and introduced in 1983 and since then has become a powerful tool for the production of recombinant proteins of biotechnological interest. This work studied the kinetics of Bac-to-BacR Baculovirus Expression System (Invitrogen ) used for the production of recombinant proteins, evaluating growth patterns and consumption of nutrients from Sf-9 insect cells infected with this commercial bacmid and determining the effect of viral inoculum. For this, Sf-9 cells grew at 29oC in T flasks containing 5 mL of SF-900 II medium or Schott bottles with working volume of 15 mL and orbital shaking at 90 rpm. UFLAG-286 cells were also tested at 29°C in TC-100 medium supplemented with 10% bovine fetal serum. The baculovirus used were the Autographa californica nuclear polyhedrosis virus (AcMNPV) as a wild baculovirus infection model, the bacmid extracted from DH10Bac bacteria and transposed with the transfer vector empty (pFastBac 1), called Bac sprec and the bacmid recombinant AcNPV with the GUS coding sequence of the gene β- glucuronidase, used as a standard for transposition experiments and transfection. Cells were infected at different times (TOI), on the initial phase, the exponential phase or stationary phase of cell growth, and with different multiplicities of infection (MOI) (0.01, 0.1, 1 and 10). It was observed that the MOI does not influence the viral replication, because even with the low MOI the cell growth was completely inhibited. TOI had already affected the production of total cell proteins, and infection in the early exponential phase was that obtained the highest number of total proteins. The supplementation of the cultivation with Bac sprec with serine and glutamine did not lead to increased viral production. The supernatant of cultures infected with Bac sprec was able to inhibit cell death where there was induction of apoptosis by terbutyl, indicating contain some protein with anti-apoptotic activity. This effect was not observed on wild baculovirus. / O sistema de expressao de proteinas recombinantes em celulas de inseto/baculovirus (BEVS) foi descrito e introduzido em 1983, e desde entao tornou-se uma ferramenta poderosa para a producao de proteinas recombinantes de interesse biotecnologico. O objetivo deste trabalho foi estudar os parametros cineticos do sistema Bac-to-BacR Baculovirus Expression (Invitrogen ) utilizado para a producao de proteinas recombinantes, avaliando os padroes de crescimento e consumo de nutrientes de celulas de inseto Sf-9 infectadas com este bacmideo comercial e determinando o efeito do inoculo viral. Para isso celulas Sf-9 foram cultivadas a 29oC em frascos T contendo 5 mL de meio SF-900 II, ou em frascos Schott com volume de trabalho de 15 mL e agitacao orbital a 90 rpm. Celulas UFLAG-286 tambem foram testadas a 29oC em meio TC-100 suplementado com 10% de soro fetal bovino. Os baculovirus utilizados foram o Autographa californica nuclear polyhedrosis virus (AcMNPV), como modelo de infeccao de baculovirus selvagem, o bacmideo extraido da bacteria DH10BacTM e transposto com o vetor de transferencia vazio (pFastBac 1), chamado de Bac sprec e o bacmideo recombinante AcMNPV-GUS com a sequencia codificante do gene β glucuronidase, utilizado como um padrao para experimentos de transposicao e transfeccao. As celulas foram infectadas em diferentes momentos (TOI), seja na fase inicial, na fase exponencial ou fase estacionaria do crescimento celular e com diferentes multiplicidades de infeccao (MOI) (0,01; 0,1; 1 e 10). Observou-se que o MOI nao influencia a replicacao viral, pois mesmo com baixo MOI o crescimento celular foi inibido. Ja o TOI teve influencia na producao de proteinas totais da celula, sendo que a infeccao no inicio da fase exponencial foi que obteve maior numero de proteinas totais. A suplementacao do cultivo de Bac sprec com serina e glutamina nao levou a uma maior producao viral. O sobrenadante de cultivos infectados com o Bac sprec foi capaz de inibir a morte celular onde houve inducao de apoptose por terbutil, indicando conter alguma proteina com atividade antiapoptotica. Este efeito nao foi observado com o baculovirus selvagem.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMMS.pdf: 957649 bytes, checksum: 26153578cc56d59b9fd242494f3cd28d (MD5) Previous issue date: 2007-03-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / Due to the great economic importance of sugarcane crop in Brazil, the occurrence of infections by phytopathogens leading to decreased productivity and quality remains a serious problem. As the plants have natural mechanisms of defense against the attack of fungi and insects, amongst which the inhibitors of proteases are distinguished, the use of these substances in the development of resistant plants or in pesticide production may be an interesting alternative. One of the major classes of protease inhibitors acting against the attack of pathogens is the cystatins, proteins that inhibit cysteine proteases specifically. Canecystatin was the first cysteine protease inhibitor characterized from sugarcane. This gene codes for a ~ 14 kDa protein that contains conserved regions common to the cystatin family. Although the protein has previously been produced in a bacterial system of expression, in this work we use this sugarcane cystatin as a model for the implementation of a heterologous protein expression system in insect cells. This system has some advantages relatively to the prokaryotic system such as the possibility of posttranslational modifications. The recombinant protein was expressed in this system in a soluble form and purified using affinity chromatography in a nickel column, rendering approximately 23 mg/L of pure protein. The activity of the protein was assayed against papain, being capable of inhibiting the activity of this cysteine protease efficiently. Furthermore, the stability of the protein was analyzed in different conditions of pH and temperature. We conclude that the canecystatin is a good model for the implementation of the Baculovirus Expression System at the Molecular Biology Laboratory of the UFSCar / Devido à grande importância da cultura da cana-de-açúcar no Brasil, a ocorrência de infecções por fitopatógenos constitui um grave problema que acarreta queda na produtividade e na qualidade da lavoura canavieira. Uma vez que as plantas têm mecanismos naturais de defesa contra o ataque de fungos e insetos, dentre os quais se destacam os inibidores de proteases, a utilização dessas substâncias no desenvolvimento de plantas resistentes ou na produção de pesticidas seria uma alternativa interessante. Um tipo de inibidor de protease que atua na proteção contra o ataque de patógenos e como proteínas de reservas em algumas sementes são as cistatinas, proteínas que inibem especificamente cisteínoproteases. A Canacistatina foi o primeiro inibidor de cisteíno-protease caracterizado originado da cana-de-açúcar. Apesar de já ter sido anteriormente produzida em sistema bacteriano de expressão, a Canacistatina foi utilizada, nesse trabalho, como modelo de estudo para implementação do sistema de expressão de proteínas heterólogas em células de inseto. Esse sistema apresenta algumas vantagens sobre o sistema procariótico como a possibilidade de realizarem modificações pós-traducionais. A proteína recombinante foi expressa nesse sistema na forma solúvel e purificada em cromatografia de afinidade em coluna de níquel, resultando em um rendimento de 23 gramas por litro de cultura. A proteína purificada foi submetida a testes de inibição enzimática contra a papaína, sendo capaz de inibir satisfatoriamente a atividade dessa cisteíno-protease. Também foram realizados testes de estabilidade desse inibidor em diferentes condições de pH e temperatura, mostrando-se estável. A Canacistatina foi um modelo de estudo adequado para a implementação do sistema de expressão de proteínas no Laboratório de Biologia Molecular da UFSCar

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGJRG.PDF: 7373113 bytes, checksum: e12159ad7dc48a8b7d46604ad30c021b (MD5) Previous issue date: 2004-04-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / Paradoxally, in spite of the cellular concentration to be the most important variable in a bioprocess, in practice is the less monitored as a consequence of the experimental difficulty found in its quantification in an aseptic, non invasive, discriminative (viable and not viable), in real time and, above all, in reliable way. For this reason, little progress has been reached in the quantification of cellular concentration in bioprocesses, situation that creates difficulties for the application of knowledge based techniques for control and bioprocesses optimization in large scale. The analysis of digital images is being investigated as a promising tool for quantification of the cellular concentration seeking for monitoring and control of bioprocesses. In this work, the growth of the insect cells Spodoptera frugiperda (Sf9) and Dosophila melanogaster(S2), was accompanied when cultivated in Schott shaken flasks, in complex medium in temperatures and pHs convenient for each species. The new Wavelet transform was used for the processing of the images making use of an application of MATLAB 5.2 and the obtained results along the cultures with the two cells were compared with experimental measurements of cellular concentration and with computational measurements of Densitometry of the acquired images. The results indicate that the Wavelet transform technique as well as the Densitometry are potential alternative for estimation the cellular growth of insect cells. / Paradoxalmente, apesar da concentração celular ser a grandeza mais importante num bioprocesso, na prática é a variável que menos se monitora como conseqüência da dificuldade experimental normalmente encontrada na sua quantificação de forma asséptica, não invasiva, discriminativa (viável e não viável), em tempo real e sobretudo confiável. Neste trabalho foi acompanhado o crescimento das células de inseto Spodoptera frugiperda (Sf9) e Dosophila melanogaster(S2), cultivadas em frascos Schott agitados em Shaker , em meio complexo Sf 900II SFM da Gibco a 28°C e pH 6,0. A nova técnica da transformada Wavelet foi utilizada no processamento das imagens obtidas através de um sistema de aquisição digital acoplado a um microscópio ótico. Para tal, as imagens previamente tratadas com Software em linguagem Visual Basic, especialmente desenvolvidos para facilitar o uso de um aplicativo do MATLAB 5.2 e os resultados obtidos ao longo dos cultivos com as duas células foram comparados com medidas experimentais de concentração de células totais determinadas em câmara de Neubauer. Os cultivo também foram monitorados com medidas computacionais de Densitometria mediante o uso de um software específico desenvolvido em Visual Basic. Uma análise estatística comparativa em níveis de até 99% de confiança da correlação entre as duas técnicas computacionais e entre as mesmas e a técnica de contagem total de células, mostrou que as técnicas computacionais podem ser utilizadas como medidas preditivas confiáveis e rápidas da concentração celular no cultivo de células de inseto.

As células de Drosophila melanogaster (S2) têm sido utilizadas como sistemas de expressão de proteínas recombinantes. Neste trabalho foi utilizada uma linhagem S2 geneticamente modificada com vetores de expressão para a produção da glicoproteína do vírus da raiva (GPV). O principal objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento destas células cultivadas em processo contínuo, visando-se manter elevadas concentrações celulares. Para os ensaios contínuos, utilizou-se meio livre de soro fetal bovino SF 900 II em um reator Biostat B, com 500 mL de volume útil e controle de temperatura (28ºC), oxigênio dissolvido (30% da saturação com ar), frequência de agitação (90 rpm) e monitoramento do pH. Verificou-se o comportamento do metabolismo celular em diferentes vazões específicas de alimentação (0,8 dia-1, 0,5 dia-1 e 0,2 dia-1) através parâmetros como fatores de conversão e variáveis como concentração celular máxima, concentração residual de glicose e glutamina, dentre outras. Ainda, avaliou-se a influência de aminoácidos, tais como, glutamina, asparagina, prolina, serina e cisteína suplementados no meio de alimentação, sob a concentração celular alcançada no estado estacionário. Diferentes vazões específicas de alimentação - em estado estacionário - resultaram em concentrações celulares próximas entre si. A adição de glutamina (1,7 g/L) no meio de alimentação não contribuiu para o aumento na concentração celular, indicando que este aminoácido não limitou o processo de crescimento celular. Uma observação similar ocorreu quando o meio SF 900 II foi suplementado com asparagina, prolina, serina e cisteína. Porém, a adição de cisteína (0,3 g/L) isoladamente no meio de alimentação resultou em um aumento de 12% na concentração celular quando comparada ao meio SF 900 II puro. Assim, pode-se concluir que a cisteína limitava o crescimento celular. Verificou-se ainda que a célula não apresentou grande variabilidade nos diferentes ensaios, sob mesma vazão específica de alimentação. Isso indica que processo contínuo constituiria um método viável para a compreensão do metabolismo desta célula. / Drosophila melanogasters cells (S2) have been used as expression systems for recombinant proteins. This study uses a genetically modified S2 line with expression vectors for production of rabies virus glycoprotein (RVPG). The main objective was to evaluate the growth trend of S2 cells in a continuous process, aiming to maintain high cell concentrations. In order to set the continuous culture, the experiments used serum-free medium SF 900 II in a Biostat B reactor, with working volume of 500 mL and temperature controlled at 28 º C, dissolved oxygen at 30% air saturation, agitation speed at 90 rpm, and pH monitoring. Cellular metabolism behavior was observed under different dilution rates (0.8 day-1, 0.5 day-1, and 0.2 day-1) through parameters such as yield factors, in addition to variables such as maximum cell concentration, residual concentration of glucose and glutamine, among others. Yet, this work evaluates the influence of amino acids such as glutamine, asparagine, proline, serine and cysteine supplemented in the feed, over cellular concentration value reached in the steady state. Different dilution rates decreasing (under steady state) resulted in cell concentrations quite simillar. The addition of glutamine (1.7 g/L) in the feed did not contribute to the increase of cell concentration, which indicates that this amino acid did not limit cell growth process. A similar observation occurred when SF 900 II medium was supplemented with asparagine, proline, serine and cysteine. However, the cysteine addition (0.3 g/L) alone in the feed resulted in a 12% increase in cell concentration, compared to pure SF 900 II. Thus, it is possible to conclude that cysteine limited cell growth. It was also found that the cell did not show great variability in the various tests under the same dilution rate. This indicates that chemostat culture would be a viable method for understanding the metabolism of this cell.

O desenvolvimento de vacinas contra a raiva tão eficientes quanto as atuais ainda é considerado importante para a profilaxia dessa doença devido ao alto número de mortes por ano no mundo. Este trabalho mostra dois sistemas para a expressão recombinante do principal antígeno da raiva, a glicoproteína viral (RVGP): células Schneider 2 de Drosophila melanogaster estavelmente transfectadas (S2 rRVGP) e vírus Semliki Forest (SFV) carregando o RNA da RVGP (SFVRVGP). Ensaios de purificação por cromatografia de afinidade, da rRVGP de S2 rRVGP produzida em biorreator, demonstraram resultados promissores para o isolamento de monômeros da rRVGP. Para os estudos de imunogenicidade, camundongos foram vacinados com rRVGP de S2 rRVGP e SFV-RVGP. Dosagem de anticorpos anti-glicoproteína do vírus da raiva, neutralizantes, IgG1 e IgG2a, e citocinas demonstraram que o SFV-RVGP induziu predominantemente uma resposta imune do tipo celular e que os dois vetores foram capazes de expressar uma rRVGP imunogênica, apresentando um potencial uso clínico (veterinário e humano). / The development of new and equally efficient rabies vaccines is still considered important to the prophylaxis of the disease, which is responsible for many deaths per year worldwide. This work used two systems for recombinant expression of the major rabies antigen, the viral glycoprotein (RVGP): stably transfected Drosophila melanogaster Schneider 2 cells (S2 rRVGP) and Semliki Forest Virus (SFV) carrying the RNA of RVGP (SFV-RVGP). Purification assays of the rRVGP by metal ion affinity chromatography, from S2 rRVGP cells produced in bioreactor, showed promising results for rRVGP monomers isolation. Analysis of antibodies anti-rabies virus glycoprotein, neutralizing, IgG1 and IgG2a, and citokines showed that the SFV-RVGP induced predominantly a cellular immune response, and both vectors were capable of expressing an immunogenic rRVGP, what reinforces potential clinical applications (veterinary or human).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4328.pdf: 9852557 bytes, checksum: 9a38f4661fc82092a95f76aa328b7cf9 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / In recent years, the technology animal cells culture has allowed the development of many byproducts, especially those with pharmacological interest. Some of these products, the recombinant proteins, can be produced by heterologous expression systems on a commercial scale. Bacteria, yeast, mammalian cells and insects are some of the hosts used in these processes. As source of proteins with farmacological interest, the catterpillar Lonomia obliqua hemolinph was demonstrated to be a helpful organismo. Antiviral, antiapoptotic, antimicrobial and inducing growth proteins, are some of examples. Since the control of viral infections is a major interest to public health, the searching for new antiviral drugs has utmost importance. Several studies have reported the presence of active principles in the arthropods hemolymph. Recently, we demonstrated the existence of an antiviral protein in the hemolymph of the caterpillar Lonomia obliqua. This purified protein induced viral production reduction (TCID50 mL-1) over 157 times in cells infected with the measles virus, 61 times for polio and 61 times for influenza virus H1N1 infections. Thus, the present goals were building and expression of a recombinant plasmid contained coding sequences for expression of viral proteins (using baculovirus) in insect cell Sf-9 system. By this process, it was aimed to test biological activity of the protein. Further sequence analyses of this protein were performed using bioinformatics tools. The RNA of L. obliqua was extracted with Trizol reagent. RNA product was used in RT-PCR reactions with primers specific for the antiviral protein, based on the sequence of the cDNA libraries of L. obliqua tegument and spines, using all possible frame of translation for each cDNA. Restriction sites were inserted in cDNA sequence to insert it in pFastBacTM1 donor vector (Invitrogen). The sequence contained in selected clone of Escherichia coli DH5α was used for transformation into E. coli DH10Bac to obtain a bacmid by transposition process. This bacmid was used for antiviral recombinant protein expression in Sf-9 cells. This recombinant protein activity was tested in Picorna (EMC enchephalomiocardite), Rubeola and Herpes virus. In these trials, it was observed a replication reduction of 10,000, 10,000 and 1,000000 times, respectively. The bioinformatics analysis demonstrated that this protein is secreted, globular and probably belongs to a new class of proteins. / A tecnologia de cultivo de celulas animais tem permitido nos ultimos anos o desenvolvimento de inumeros bioprodutos. Principalmente com interesse farmacologico, alguns desses produtos, as proteinas recombinantes, podem ser produzidas em sistemas de expressao heterologos em escala comercial. Bacterias, leveduras, celulas de mamiferos e de insetos sao alguns dos hospedeiros utilizados nestes processos. Como fonte de proteinas de interesse farmacologico, a hemolinfa da lagarta Lonomia obliqua mostrou-se um organismo bastante promissor. Proteinas antivirais, antiapoptoticas, antimicrobianas e indutoras de crescimento sao alguns destes exemplos. Como o controle das infeccoes virais e de grande interesse pra saude publica, a busca por novos antivirais e de extrema importancia. Diversos estudos relatam a presenca de principios ativos na hemolinfa de artropodes. Recentemente nos demonstramos a existencia de uma proteina antiviral na hemolinfa da lagarta Lonomia obliqua. Esta proteina purificada mostrou-se capaz de reduzir a producao viral (TCID50 mL 1) mais de 157 vezes o virus do sarampo, 61 vezes para o virus da polio e 61 vezes para o virus influenza H1N1. Assim, este estudo objetivou a construcao e expressao de um recombinante contendo sequencias de codificacao da proteina antiviral para a expressao em sistema baculovirus/celula de inseto Sf-9 e a realizacao de testes de atividade biologica e caracterizacao por bioinformatica. Para sintetizar cDNA, o RNA de L. obliqua foi extraido com o reagente Trizol e usado nas reacoes de RT-PCR com primers especificos para a proteina antiviral, com base na sequencia das bibliotecas de cDNA de L. obliqua de tegumento e espiculas, utilizando todos os frames de traducao possiveis para cada cDNA. Sitios de restricao foram inseridos no cDNA para ligacao ao vetor doador pFastBacTM 1 (Invitrogen). O plasmideo recombinante selecionado em Escherichia coli DH5α foi utilizado na transformacao em E. coli DH10Bac para a obtencao do bacmideo pelo processo de transposicao. O bacmideo recombinante foi utilizado para a expressao da proteina antiviral em celulas SF-9. A atividade desta proteina recombinante foi testada em Picornavirus (EMC - encephalomiocardite), Rubeola e Herpes. Nestes testes foi observado que a proteina reduziu em 10.000, 10.000 e 1.000.000 a titulacao viral, respectivamente. As analises de bioinformatica demonstraram que esta proteina e secretada, globular e provavelmente pertenca a uma nova classe de proteinas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1471.pdf: 1734309 bytes, checksum: e1a25902d99a75515b696dcd901f26a8 (MD5) Previous issue date: 2007-03-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / In animal cell cultures there are two kinds of cell death: apoptosis (programmed cell death) and necrosis (cell death due to external sources). The inovative method of cell death identification that have attracted interest is the use of fluorescence microscopy and fluorescent dye (to bind DNA and RNA). Image analysis techniques has become a useful tool in cell death quantification, once they are non destructive for the culture and have easy application with using adjusted softwares. Based in these new technological trends, the present work considers the development of a methodology for quantification of apoptotic and necrotic cell death in cultures of insect cells Drosophila melanogaster (S2). This methodology involved the development of a experimental procedure using new dyes (YO-PRO-1 and Propidium Iodide), that have presented advantages over the others because they are non destructive to the culture an are able to clearly discriminate between apoptotic and necrotic cell death. The use of this dyes was compared with the method of exclusion of Trypan blue and fluorescent dyes Acridine Orange and Ethidium Bromide. Besides being less toxic to cells S2, YO-PRO-1 and Propidium Iodide showed more sensitivity in the identification of death and in the calculation of cell viability. It also envolved the development of an algorithm based on image analysis techniques for quantification of the two kinds of cell death, less subjective than the manual methods currently used. The algorithm showed to be efficient, fast an of easy application with a error around 2% when compared to manual methodology. The calculated cell concentration by the algorithm was very close to experimental. / Em cultivos de células animais existem dois tipos de morte celular: apoptose (morte celular programada) e necrose (morte devido a lesões causadas por fontes externas). O método inovador de identificação dessas mortes de células que tem atraído muito interesse é o uso de microscopia de fluorescência e corantes celulares fluorescentes capazes de tingir moléculas de DNA e RNA. Técnicas de análise de imagem têm se tornado uma ferramenta útil nessa quantificação de morte celular, uma vez que é não destrutiva para a cultura e de fácil aplicação com o uso de softwares adequados. Baseado nessas novas tendências tecnológicas, o presente trabalho teve como meta o desenvolvimento de uma metodologia para quantificação de morte apoptótica e necrótica no cultivo de células de inseto Drosophila melanogaster (S2). Essa metodologia envolveu o desenvolvimento de um procedimento experimental utilizando corantes novos no mercado: o YO-PRO-1 e o Iodeto de Propídio, que têm apresentado vantagens sobre os outros corantes por não serem destrutivos para a cultura e discriminarem claramente a morte apoptótica da necrótica. A metodologia que faz uso destes corantes foi comparada com o método de exclusão por Azul de Tripan e com os corantes fluorescentes Laranja de Acridina e Brometo de Etídio. Além de serem menos tóxicos as células, o YO-PRO-1 e o Iodeto de Propído mostraram mais sensibilidade na identificação da morte e posterior cálculo da viabilidade celular. A metodologia também envolveu o desenvolvimento de um algoritmo baseado em técnicas de análise de imagens para quantificação dos dois tipos de morte celular, menos subjetiva que os métodos manuais atualmente utilizados. O algoritmo se mostrou eficiente, rápido e de fácil aplicação, gerando um erro de 2% quando comparado com a metodologia manual. Também realizou-se o cálculo da concentração celular por método computacional, ficando os valores bem próximos dos experimentais.

As células de Drosophila melanogaster (S2) têm sido utilizadas como sistemas de expressão de proteínas recombinantes. Neste trabalho foi utilizada uma linhagem S2 geneticamente modificada com vetores de expressão para a produção da glicoproteína do vírus da raiva (GPV). O principal objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento destas células cultivadas em processo contínuo, visando-se manter elevadas concentrações celulares. Para os ensaios contínuos, utilizou-se meio livre de soro fetal bovino SF 900 II em um reator Biostat B, com 500 mL de volume útil e controle de temperatura (28ºC), oxigênio dissolvido (30% da saturação com ar), frequência de agitação (90 rpm) e monitoramento do pH. Verificou-se o comportamento do metabolismo celular em diferentes vazões específicas de alimentação (0,8 dia-1, 0,5 dia-1 e 0,2 dia-1) através parâmetros como fatores de conversão e variáveis como concentração celular máxima, concentração residual de glicose e glutamina, dentre outras. Ainda, avaliou-se a influência de aminoácidos, tais como, glutamina, asparagina, prolina, serina e cisteína suplementados no meio de alimentação, sob a concentração celular alcançada no estado estacionário. Diferentes vazões específicas de alimentação - em estado estacionário - resultaram em concentrações celulares próximas entre si. A adição de glutamina (1,7 g/L) no meio de alimentação não contribuiu para o aumento na concentração celular, indicando que este aminoácido não limitou o processo de crescimento celular. Uma observação similar ocorreu quando o meio SF 900 II foi suplementado com asparagina, prolina, serina e cisteína. Porém, a adição de cisteína (0,3 g/L) isoladamente no meio de alimentação resultou em um aumento de 12% na concentração celular quando comparada ao meio SF 900 II puro. Assim, pode-se concluir que a cisteína limitava o crescimento celular. Verificou-se ainda que a célula não apresentou grande variabilidade nos diferentes ensaios, sob mesma vazão específica de alimentação. Isso indica que processo contínuo constituiria um método viável para a compreensão do metabolismo desta célula. / Drosophila melanogasters cells (S2) have been used as expression systems for recombinant proteins. This study uses a genetically modified S2 line with expression vectors for production of rabies virus glycoprotein (RVPG). The main objective was to evaluate the growth trend of S2 cells in a continuous process, aiming to maintain high cell concentrations. In order to set the continuous culture, the experiments used serum-free medium SF 900 II in a Biostat B reactor, with working volume of 500 mL and temperature controlled at 28 º C, dissolved oxygen at 30% air saturation, agitation speed at 90 rpm, and pH monitoring. Cellular metabolism behavior was observed under different dilution rates (0.8 day-1, 0.5 day-1, and 0.2 day-1) through parameters such as yield factors, in addition to variables such as maximum cell concentration, residual concentration of glucose and glutamine, among others. Yet, this work evaluates the influence of amino acids such as glutamine, asparagine, proline, serine and cysteine supplemented in the feed, over cellular concentration value reached in the steady state. Different dilution rates decreasing (under steady state) resulted in cell concentrations quite simillar. The addition of glutamine (1.7 g/L) in the feed did not contribute to the increase of cell concentration, which indicates that this amino acid did not limit cell growth process. A similar observation occurred when SF 900 II medium was supplemented with asparagine, proline, serine and cysteine. However, the cysteine addition (0.3 g/L) alone in the feed resulted in a 12% increase in cell concentration, compared to pure SF 900 II. Thus, it is possible to conclude that cysteine limited cell growth. It was also found that the cell did not show great variability in the various tests under the same dilution rate. This indicates that chemostat culture would be a viable method for understanding the metabolism of this cell.

O desenvolvimento de vacinas contra a raiva tão eficientes quanto as atuais ainda é considerado importante para a profilaxia dessa doença devido ao alto número de mortes por ano no mundo. Este trabalho mostra dois sistemas para a expressão recombinante do principal antígeno da raiva, a glicoproteína viral (RVGP): células Schneider 2 de Drosophila melanogaster estavelmente transfectadas (S2 rRVGP) e vírus Semliki Forest (SFV) carregando o RNA da RVGP (SFVRVGP). Ensaios de purificação por cromatografia de afinidade, da rRVGP de S2 rRVGP produzida em biorreator, demonstraram resultados promissores para o isolamento de monômeros da rRVGP. Para os estudos de imunogenicidade, camundongos foram vacinados com rRVGP de S2 rRVGP e SFV-RVGP. Dosagem de anticorpos anti-glicoproteína do vírus da raiva, neutralizantes, IgG1 e IgG2a, e citocinas demonstraram que o SFV-RVGP induziu predominantemente uma resposta imune do tipo celular e que os dois vetores foram capazes de expressar uma rRVGP imunogênica, apresentando um potencial uso clínico (veterinário e humano). / The development of new and equally efficient rabies vaccines is still considered important to the prophylaxis of the disease, which is responsible for many deaths per year worldwide. This work used two systems for recombinant expression of the major rabies antigen, the viral glycoprotein (RVGP): stably transfected Drosophila melanogaster Schneider 2 cells (S2 rRVGP) and Semliki Forest Virus (SFV) carrying the RNA of RVGP (SFV-RVGP). Purification assays of the rRVGP by metal ion affinity chromatography, from S2 rRVGP cells produced in bioreactor, showed promising results for rRVGP monomers isolation. Analysis of antibodies anti-rabies virus glycoprotein, neutralizing, IgG1 and IgG2a, and citokines showed that the SFV-RVGP induced predominantly a cellular immune response, and both vectors were capable of expressing an immunogenic rRVGP, what reinforces potential clinical applications (veterinary or human).

Linhagem de células de inseto S2 foram cultivadas em meio TC100 suplementado em reator bubble free de 1.5 L e para estudar o seu crescimento e expressão da glicoproteína G do vírus da raiva (RVGP). Os dados permitiram propor um modelo matemático que reproduz o crescimento e produção da glicoproteína e que considera oito variáveis de estado e vinte parâmetros cinéticos. O modelo considera a velocidade específica de crescimento limitada por glicose, glutamina e glutamato e inibida por NH4+; consumo e formação de glutamina; velocidade específica de morte limitada por NH4+ e inibida por glicose; velocidade específica de produção de NH4+ e de GPV associada ao crescimento e a degradação de GPV. As concentrações de oxigênio dissolvido (pO2), glicose e glutamina foram modificadas para se avaliar a sua influência na velocidade específica de crescimento máxima e nos fatores de conversão. Os parâmetros do modelo foram ajustados usando a técnica de otimização dos poliedros flexíveis e as equações diferenciais do modelo foram integradas pelo método de Gear. / S2 cell strain from Drosophila melanogaster were cultivated in supplemented TC100 media in reactor \"bubble free\" to study their growth and expression of glycoprotein G of rabies virus (RVGP). The data allowed proposing a mathematical model that reproduces the growth and production of glycoprotein and that consider eight state variables and twenty kinetic parameters. The model considers the specific growth rate limited by glucose glutamine and glutamate and inhibited by NH4+ consumption and formation of glutamine, specific death rate limited by NH4+ and inhibited by glucose; production specific rate of NH4+ and RGPV associated with growth and degradation of RGPV. The concentrations of dissolved oxygen (pO2), glucose and glutamine were varied to evaluate their influence on maximum specific growth rate and conversion factors. The model parameters were adjusted using the flexible polyhedron optimization method and the differential equations of the model were integrated by the method of Gear.