Orientador: Maria do Carmo Bittencourt de Oliveira / Banca: Orlando Necchi Junior / Banca: Daniel Scherer de Moura / Resumo: Florações de cianobactérias tóxicas são atualmente um problema mundial devido a produção de toxinas. A microcistina é uma hepatotoxina comumente encontrada em corpos d'água e é produzida principalmente pelo gênero Microcystis. Recentemente a identificação, clonagem e seqüenciamento do agrupamento de genes responsáveis pela codificação da sintetase de microcistina (MS) tornaram possível a abordagem molecular na detecção de populações tóxicas baseada na técnica de PCR (Polymerase Chain Reaction). A técnica de PCR tornou-se viável e útil pelo fato do agrupamento de genes da sintetase de microcistina estar presente apenas em organismos tóxicos e pela ausência de diferenças morfológicas entre aqueles tóxicos e não tóxicos. Este estudo objetivou desenvolver e avaliar a técnica de PCR competitiva para quantificação de células de Microcystis tóxicas e não tóxicas utilizando os genes cpcBA e mcyB envolvidos respectivamente, na formação da ficocianina e biossíntese da MS. Testou-se a hipótese de que a PCR competitiva pode ser utilizada como metodologia de quantificação de células tóxicas e não tóxicas de Microcystis em substituição a contagem direta de células por microscopia óptica para atender a Portaria do Ministério da Saúde 518/2004. Para obtenção de DNA competidores foram realizadas amplificações seqüenciais de "células DNA equivalente" das linhagens tóxica (BCCUSP18) e não tóxica (BCCUSP03) de Microcystis spp. utilizando primers descritos na literatura, bem como aqueles desenhados para este estudo. Avaliaram-se os DNA competidores amplificando-os com células DNA equivalente das linhagens. Após determinada a quantidade mais próxima de DNA competidores para quantificar 2,0 x 104 células, realizou-se a PCR competitiva com células DNA equivalente de uma amostra ambiental (reservatório de Duas Unas, PE)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Blooms of microcystin-producing cyanobacteria are a problem worldwide. Mycrocystin is a liver hepatotoxin commonly found in bodies of water and is produced mainly by the genus Microcystis. The recent identification, cloning and sequencing of the genes responsible for coding microcystin synthetase (MS) has allowed a molecular approach to the detection of micocystin-producing populations based on the Polymerase Chain Reaction (PCR) method. Considering the lack of morphological differences between microcystin-producing and non-microcystin-producing organisms, PCR is viable and useful, as the cluster of microcystin synthetase genes is found in only microcystinproducing organisms. The aim of the present study was to develop and assess an competitive PCR method for the quantification of toxic and non-toxic Microcystis cells using the cpcBA and mcyB genes, which are respectively involved in the formation of phycocyanin and biosynthesis of MS. The hypothesis was that competitive PCR could be used as a quantification method for toxic and non-toxic Microcystis cells, replacing the direct cell count under an optical microscope, while fulfilling Brazilian Ministry of Health Ordinance 518/2004. For the acquisition of competitor DNA, sequences amplifications were carried out of the "cell DNA equivalent" of microcystin-producing (BCCUSP18) and non-microcystin-producing (BCCUSP03) strains of Microcystis spp. using primers described in the literature as well as others designed for the present study. Competitor DNA was assessed by amplifying "cells DNA equivalent" of the strains. After determining the quantity closest to the competitor DNA for quantifying 2.0 x 104 cells, competitive PCR was carried out with "cells DNA equivalent" from an environmental sample (Duas Unas Reservoir, PE, Brazil). The constructed competitor cpcBA quantified 1.45 x 104 cells (R2= 0.989)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente da síndrome multissistêmica do definhamento do suíno (SMDS), uma doença mundialmente disseminada e que provoca perdas econômicas significativas para a suinocultura. Visando contribuir no diagnóstico da síndrome, o presente trabalho padronizou e comparou testes para a detecção do PCV2. Para isso, foram utilizadas as técnicas de amplificação por círculo rolante (ACR) e variações da PCR (convencional, tempo-real e competitiva). Utilizando a ACR foi possível obter a amplificação total de genomas do PCV2, os quais foram clonados, sequenciados e agrupados no genótipo PCV2b. Os genomas clonados foram isolados, recircularizados e transfectados em células PK-15. Este procedimento possibilitou a recuperação do vírus infeccioso em títulos de até 105,55 DICC50/mL. Portanto, a ACR foi uma ferramenta útil em estratégias de isolamento e sequenciamento do vírus. No entanto, a ACR foi menos sensível que a PCR para fins de detecção do PCV2. No segundo estudo, buscando métodos auxiliares no diagnóstico da SMDS, dois ensaios para a quantificação do PCV2 foram desenvolvidos. Estes ensaios foram baseados nas técnicas de PCR competitivo (cPCR) e de PCR em tempo real. Visando determinar qual seria o mais adequado para estimar a carga viral do PCV2, os dois métodos foram comparados. Ambos os ensaios foram capazes de detectar diferenças significativas entre o número de cópias de DNA de PCV2 encontradas em tecidos de animais saudáveis e acometidos pela SMDS (≥ 2,5 log10). No entanto, uma diferença média de 1,8 log10 na carga viral foi encontrada entre ensaios, onde as maiores cargas virais foram detectadas pela PCR em tempo real. Outro objetivo deste trabalho foi gerar vacinas baseadas na proteína do capsídeo (Cap) do PCV2. Assim, no terceiro estudo, três baculovírus recombinantes foram construídos de modo a expressar a proteína Cap. Em dois recombinantes, a seqüência de nucleotídeos do peptídeo sinal (PS) da glicoproteína I do herpesvírus bovino (BoHV-gI) foi inserida na extremidade 5’ do gene cap (ORF2). Além disso, um recombinante contendo a seqüência de nucleotídeos do PS foi construído sem o sinal de localização nuclear (NLS) de proteína Cap. Através do ensaio de imunoperoxidase em monocamada (IPMA), antígenos de PCV2 foram detectados em células Sf21 infectadas pelos três vírus recombinantes. Este resultado sugere que os recombinantes construídos são potenciais candidatos vacinais, uma vez que eles foram capazes de produzir antígenos de PCV2. / Porcine circovirus type 2 (PCV2) is the major agent of postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS), a worldwide spread disease that causes significant economic losses to the swine productive chain. Aiming to contribute in the diagnosis of the syndrome, this thesis compared and developed tests for PCV2 detection. For this, multiply-primed rolling-circle amplification (MPRCA) and PCR-based assays (conventional, real-time and competitive) were tested. The MPRCA allowed amplifying the full-length PCV2 genomes, which were cloned, sequenced and grouped on PCV2b genotype. The cloned genomes were isolated from the plasmids, recircularized and used for transfection in PK-15 cells. This procedure led to the production of infectious virus to titres up to 105.55 TCID50/mL. It was concluded that MPRCA is a useful tool to amplify PCV2 genomes in sight of sequencing and virus isolation strategies. However, it was less sensitive than PCR for diagnostic purposes. In the second study, searching for methods in support to PMWS diagnosis, two PCR assays were developed: a competitive PCR (cPCR) and a SYBR green real-time PCR. The quantitative PCR methods were compared to determine which would be more suitable to estimate the PCV2 DNA load. Both assays were able to detect significant differences between the numbers of PCV2 DNA copies found in tissues of PMWS-affected and non-PMWS-affected pigs (≥2.5 log10). However, a mean difference of 1.8 log10 on the viral load was found between assays, where the highest viral loads were detected by SYBR green real-time PCR. In the work outlined herein, another purpose was to generate vaccine candidates based on PCV2 capsid protein (Cap). Therefore, in the third study, three types of recombinant baculoviruses were constructed to express the Cap protein. In two recombinants, the nucleotide sequence from the signal peptide (SP) of bovine herpesvirus glycoprotein I (BoHV-gI) was inserted at the 5’ end of the cap gene (ORF2). Additionally, one recombinant containing the SP nucleotide sequence was constructed lacking the nuclear localization signal (NLS) of Cap protein. Through immunoperoxidase monolayer assay (IPMA), the PCV2 antigen was detected in Sf21 cells infected by the three recombinant viruses. This result suggests that the recombinants here constructed are potential vaccine candidates, once they were able to produce PCV2 antigens.

O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente da síndrome multissistêmica do definhamento do suíno (SMDS), uma doença mundialmente disseminada e que provoca perdas econômicas significativas para a suinocultura. Visando contribuir no diagnóstico da síndrome, o presente trabalho padronizou e comparou testes para a detecção do PCV2. Para isso, foram utilizadas as técnicas de amplificação por círculo rolante (ACR) e variações da PCR (convencional, tempo-real e competitiva). Utilizando a ACR foi possível obter a amplificação total de genomas do PCV2, os quais foram clonados, sequenciados e agrupados no genótipo PCV2b. Os genomas clonados foram isolados, recircularizados e transfectados em células PK-15. Este procedimento possibilitou a recuperação do vírus infeccioso em títulos de até 105,55 DICC50/mL. Portanto, a ACR foi uma ferramenta útil em estratégias de isolamento e sequenciamento do vírus. No entanto, a ACR foi menos sensível que a PCR para fins de detecção do PCV2. No segundo estudo, buscando métodos auxiliares no diagnóstico da SMDS, dois ensaios para a quantificação do PCV2 foram desenvolvidos. Estes ensaios foram baseados nas técnicas de PCR competitivo (cPCR) e de PCR em tempo real. Visando determinar qual seria o mais adequado para estimar a carga viral do PCV2, os dois métodos foram comparados. Ambos os ensaios foram capazes de detectar diferenças significativas entre o número de cópias de DNA de PCV2 encontradas em tecidos de animais saudáveis e acometidos pela SMDS (≥ 2,5 log10). No entanto, uma diferença média de 1,8 log10 na carga viral foi encontrada entre ensaios, onde as maiores cargas virais foram detectadas pela PCR em tempo real. Outro objetivo deste trabalho foi gerar vacinas baseadas na proteína do capsídeo (Cap) do PCV2. Assim, no terceiro estudo, três baculovírus recombinantes foram construídos de modo a expressar a proteína Cap. Em dois recombinantes, a seqüência de nucleotídeos do peptídeo sinal (PS) da glicoproteína I do herpesvírus bovino (BoHV-gI) foi inserida na extremidade 5’ do gene cap (ORF2). Além disso, um recombinante contendo a seqüência de nucleotídeos do PS foi construído sem o sinal de localização nuclear (NLS) de proteína Cap. Através do ensaio de imunoperoxidase em monocamada (IPMA), antígenos de PCV2 foram detectados em células Sf21 infectadas pelos três vírus recombinantes. Este resultado sugere que os recombinantes construídos são potenciais candidatos vacinais, uma vez que eles foram capazes de produzir antígenos de PCV2. / Porcine circovirus type 2 (PCV2) is the major agent of postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS), a worldwide spread disease that causes significant economic losses to the swine productive chain. Aiming to contribute in the diagnosis of the syndrome, this thesis compared and developed tests for PCV2 detection. For this, multiply-primed rolling-circle amplification (MPRCA) and PCR-based assays (conventional, real-time and competitive) were tested. The MPRCA allowed amplifying the full-length PCV2 genomes, which were cloned, sequenced and grouped on PCV2b genotype. The cloned genomes were isolated from the plasmids, recircularized and used for transfection in PK-15 cells. This procedure led to the production of infectious virus to titres up to 105.55 TCID50/mL. It was concluded that MPRCA is a useful tool to amplify PCV2 genomes in sight of sequencing and virus isolation strategies. However, it was less sensitive than PCR for diagnostic purposes. In the second study, searching for methods in support to PMWS diagnosis, two PCR assays were developed: a competitive PCR (cPCR) and a SYBR green real-time PCR. The quantitative PCR methods were compared to determine which would be more suitable to estimate the PCV2 DNA load. Both assays were able to detect significant differences between the numbers of PCV2 DNA copies found in tissues of PMWS-affected and non-PMWS-affected pigs (≥2.5 log10). However, a mean difference of 1.8 log10 on the viral load was found between assays, where the highest viral loads were detected by SYBR green real-time PCR. In the work outlined herein, another purpose was to generate vaccine candidates based on PCV2 capsid protein (Cap). Therefore, in the third study, three types of recombinant baculoviruses were constructed to express the Cap protein. In two recombinants, the nucleotide sequence from the signal peptide (SP) of bovine herpesvirus glycoprotein I (BoHV-gI) was inserted at the 5’ end of the cap gene (ORF2). Additionally, one recombinant containing the SP nucleotide sequence was constructed lacking the nuclear localization signal (NLS) of Cap protein. Through immunoperoxidase monolayer assay (IPMA), the PCV2 antigen was detected in Sf21 cells infected by the three recombinant viruses. This result suggests that the recombinants here constructed are potential vaccine candidates, once they were able to produce PCV2 antigens.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-26Bitstream added on 2014-06-13T20:29:42Z : No. of bitstreams: 1 barros_sg_me_rcla.pdf: 569574 bytes, checksum: a41aac60a4eff140d6e766859b8399c7 (MD5) / Florações de cianobactérias tóxicas são atualmente um problema mundial devido a produção de toxinas. A microcistina é uma hepatotoxina comumente encontrada em corpos d´água e é produzida principalmente pelo gênero Microcystis. Recentemente a identificação, clonagem e seqüenciamento do agrupamento de genes responsáveis pela codificação da sintetase de microcistina (MS) tornaram possível a abordagem molecular na detecção de populações tóxicas baseada na técnica de PCR (Polymerase Chain Reaction). A técnica de PCR tornou-se viável e útil pelo fato do agrupamento de genes da sintetase de microcistina estar presente apenas em organismos tóxicos e pela ausência de diferenças morfológicas entre aqueles tóxicos e não tóxicos. Este estudo objetivou desenvolver e avaliar a técnica de PCR competitiva para quantificação de células de Microcystis tóxicas e não tóxicas utilizando os genes cpcBA e mcyB envolvidos respectivamente, na formação da ficocianina e biossíntese da MS. Testou-se a hipótese de que a PCR competitiva pode ser utilizada como metodologia de quantificação de células tóxicas e não tóxicas de Microcystis em substituição a contagem direta de células por microscopia óptica para atender a Portaria do Ministério da Saúde 518/2004. Para obtenção de DNA competidores foram realizadas amplificações seqüenciais de “células DNA equivalente” das linhagens tóxica (BCCUSP18) e não tóxica (BCCUSP03) de Microcystis spp. utilizando primers descritos na literatura, bem como aqueles desenhados para este estudo. Avaliaram-se os DNA competidores amplificando-os com células DNA equivalente das linhagens. Após determinada a quantidade mais próxima de DNA competidores para quantificar 2,0 x 104 células, realizou-se a PCR competitiva com células DNA equivalente de uma amostra ambiental (reservatório de Duas Unas, PE)... / Blooms of microcystin-producing cyanobacteria are a problem worldwide. Mycrocystin is a liver hepatotoxin commonly found in bodies of water and is produced mainly by the genus Microcystis. The recent identification, cloning and sequencing of the genes responsible for coding microcystin synthetase (MS) has allowed a molecular approach to the detection of micocystin-producing populations based on the Polymerase Chain Reaction (PCR) method. Considering the lack of morphological differences between microcystin-producing and non-microcystin-producing organisms, PCR is viable and useful, as the cluster of microcystin synthetase genes is found in only microcystinproducing organisms. The aim of the present study was to develop and assess an competitive PCR method for the quantification of toxic and non-toxic Microcystis cells using the cpcBA and mcyB genes, which are respectively involved in the formation of phycocyanin and biosynthesis of MS. The hypothesis was that competitive PCR could be used as a quantification method for toxic and non-toxic Microcystis cells, replacing the direct cell count under an optical microscope, while fulfilling Brazilian Ministry of Health Ordinance 518/2004. For the acquisition of competitor DNA, sequences amplifications were carried out of the “cell DNA equivalent” of microcystin-producing (BCCUSP18) and non-microcystin-producing (BCCUSP03) strains of Microcystis spp. using primers described in the literature as well as others designed for the present study. Competitor DNA was assessed by amplifying “cells DNA equivalent” of the strains. After determining the quantity closest to the competitor DNA for quantifying 2.0 x 104 cells, competitive PCR was carried out with “cells DNA equivalent” from an environmental sample (Duas Unas Reservoir, PE, Brazil). The constructed competitor cpcBA quantified 1.45 x 104 cells (R2= 0.989)... (Complete abstract click electronic access below)

O circovírus suíno tipo 2 (PCV2) é o principal agente da síndrome multissistêmica do definhamento do suíno (SMDS), uma doença mundialmente disseminada e que provoca perdas econômicas significativas para a suinocultura. Visando contribuir no diagnóstico da síndrome, o presente trabalho padronizou e comparou testes para a detecção do PCV2. Para isso, foram utilizadas as técnicas de amplificação por círculo rolante (ACR) e variações da PCR (convencional, tempo-real e competitiva). Utilizando a ACR foi possível obter a amplificação total de genomas do PCV2, os quais foram clonados, sequenciados e agrupados no genótipo PCV2b. Os genomas clonados foram isolados, recircularizados e transfectados em células PK-15. Este procedimento possibilitou a recuperação do vírus infeccioso em títulos de até 105,55 DICC50/mL. Portanto, a ACR foi uma ferramenta útil em estratégias de isolamento e sequenciamento do vírus. No entanto, a ACR foi menos sensível que a PCR para fins de detecção do PCV2. No segundo estudo, buscando métodos auxiliares no diagnóstico da SMDS, dois ensaios para a quantificação do PCV2 foram desenvolvidos. Estes ensaios foram baseados nas técnicas de PCR competitivo (cPCR) e de PCR em tempo real. Visando determinar qual seria o mais adequado para estimar a carga viral do PCV2, os dois métodos foram comparados. Ambos os ensaios foram capazes de detectar diferenças significativas entre o número de cópias de DNA de PCV2 encontradas em tecidos de animais saudáveis e acometidos pela SMDS (≥ 2,5 log10). No entanto, uma diferença média de 1,8 log10 na carga viral foi encontrada entre ensaios, onde as maiores cargas virais foram detectadas pela PCR em tempo real. Outro objetivo deste trabalho foi gerar vacinas baseadas na proteína do capsídeo (Cap) do PCV2. Assim, no terceiro estudo, três baculovírus recombinantes foram construídos de modo a expressar a proteína Cap. Em dois recombinantes, a seqüência de nucleotídeos do peptídeo sinal (PS) da glicoproteína I do herpesvírus bovino (BoHV-gI) foi inserida na extremidade 5’ do gene cap (ORF2). Além disso, um recombinante contendo a seqüência de nucleotídeos do PS foi construído sem o sinal de localização nuclear (NLS) de proteína Cap. Através do ensaio de imunoperoxidase em monocamada (IPMA), antígenos de PCV2 foram detectados em células Sf21 infectadas pelos três vírus recombinantes. Este resultado sugere que os recombinantes construídos são potenciais candidatos vacinais, uma vez que eles foram capazes de produzir antígenos de PCV2. / Porcine circovirus type 2 (PCV2) is the major agent of postweaning multisystemic wasting syndrome (PMWS), a worldwide spread disease that causes significant economic losses to the swine productive chain. Aiming to contribute in the diagnosis of the syndrome, this thesis compared and developed tests for PCV2 detection. For this, multiply-primed rolling-circle amplification (MPRCA) and PCR-based assays (conventional, real-time and competitive) were tested. The MPRCA allowed amplifying the full-length PCV2 genomes, which were cloned, sequenced and grouped on PCV2b genotype. The cloned genomes were isolated from the plasmids, recircularized and used for transfection in PK-15 cells. This procedure led to the production of infectious virus to titres up to 105.55 TCID50/mL. It was concluded that MPRCA is a useful tool to amplify PCV2 genomes in sight of sequencing and virus isolation strategies. However, it was less sensitive than PCR for diagnostic purposes. In the second study, searching for methods in support to PMWS diagnosis, two PCR assays were developed: a competitive PCR (cPCR) and a SYBR green real-time PCR. The quantitative PCR methods were compared to determine which would be more suitable to estimate the PCV2 DNA load. Both assays were able to detect significant differences between the numbers of PCV2 DNA copies found in tissues of PMWS-affected and non-PMWS-affected pigs (≥2.5 log10). However, a mean difference of 1.8 log10 on the viral load was found between assays, where the highest viral loads were detected by SYBR green real-time PCR. In the work outlined herein, another purpose was to generate vaccine candidates based on PCV2 capsid protein (Cap). Therefore, in the third study, three types of recombinant baculoviruses were constructed to express the Cap protein. In two recombinants, the nucleotide sequence from the signal peptide (SP) of bovine herpesvirus glycoprotein I (BoHV-gI) was inserted at the 5’ end of the cap gene (ORF2). Additionally, one recombinant containing the SP nucleotide sequence was constructed lacking the nuclear localization signal (NLS) of Cap protein. Through immunoperoxidase monolayer assay (IPMA), the PCV2 antigen was detected in Sf21 cells infected by the three recombinant viruses. This result suggests that the recombinants here constructed are potential vaccine candidates, once they were able to produce PCV2 antigens.