Orientadores : Sonia Maria Alves Bueno, Ricardo de Lima Zollner / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T11:50:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duarte_IsaSantos_D.pdf: 749498 bytes, checksum: 83d66753c75e7828fd4a8b858aecf473 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A alergia é uma enfermidade do sistema imunológico que afeta aproximadamente de 20 a 30% da população mundial. Dentre as reações alérgicas, a reação de hipersensibilidade imediata é mediada pelas imunoglobulinas E (IgE). Os indivíduos geneticamente predispostos a manifestar reações por hipersensibilidade imediata e polissensibilizados aos alérgenos ambientais são considerados atópicos e, geralmente, possuem teores de IgE total até 10.000 vezes mais elevados do que as pessoas não-atópicas. O conhecimento das interações entre a IgE e ligantes de afinidade pode levar ao desenvolvimento de novos tratamentos da hipersensibilidade imediata, por exemplo a terapia de adsorção seletiva através de circulação extracorpórea, assim como ao desenvolvimento de métodos de obtenção de IgE purificada, para aplicação nas áreas de diagnóstico, pesquisa molecular, dentre outras. Os adsorventes empregados na terapia de adsorção seletiva, bem como na purificação de IgE, geralmente são anticorpos anti-IgE imobilizados em agarose, os quais são de alto custo e difícil obtenção. Este trabalho avaliou o desempenho de adsorventes alternativos ao Sepharose-anti-IgE, visando a remoção de IgE total e específica aos ácaros Dermatophagoides pteronyssinus e Blomia tropicalis de amostras plasmáticas e a preparação de soluções enriquecidas em IgE, como uma das etapas do processo de purificação de IgE. Os adsorventes estudados constituíram-se de lectinas (concanavalina A e Lens culinaris), aminas (poli-L-lisina e aminohexil) e o aminoácido D-triptofano, imobilizados em agarose. Dentre eles, o gel agarose-Lens culinaris mostrou-se o mais promissor para aplicação na terapia de adsorção seletiva de IgE e o gel Sepharose-concanavalina A mostrou-se o mais adequado para ser usado na obtenção de soluções enriquecidas em IgE. Experimentos cromatográficos foram realizados visando estabelecer condições experimentais (velocidade superficial, número de passagens de plasma pela coluna, temperatura e razão entre volume de plasma e volume de leito) mais favoráveis à adsorção de IgE em agarose-Lens culinaris. Posteriormente, essas condições foram utilizadas nos experimentos de simulação in vitro de circulação extracorpórea, nos quais o gel agarose-Lens culinaris removeu de 40,7 a 42,8% de IgE¿s total e específicas. A obtenção da solução enriquecida em IgE foi realizada por meio de duas etapas cromatográficas, empregando-se os princípios de afinidade (colunas agarosejacalina e Sepharose-concanavalina A) e de exclusão por tamanho (permeação em gel). A solução final enriquecida em IgE obtida, continha como principais impurezas, IgA e IgG. Como resultado das duas etapas, 36,6% de IgE foi recuperada e o fator de enriquecimento em IgE, em relação a IgA, IgG, IgM e albumina, foi de 75,8. Apesar do gel Sepharose-anti- IgE apresentar desempenho melhor tanto na remoção quanto na purificação de IgE, os adsorventes agarose-Lens culinaris e Sepharose-concanavalina A apresentam custos mais atrativos / Abstract: Allergy is a disorder of the imune system, affecting approximately 20%-30% of the general population. Among allergic reactions, immediate hypersensitivity is mediated by immunoglobulin E (IgE). Individuals that have a genetic predisposition for responses to immediate hypersensitivity are named atopic and generally have elevated serum IgE concentration, up to 10,000-fold higher than in the normal population. The knowledge of the interactions between IgE and affinity ligands may lead to the development of new methods of treatment for immediate hypersensitivity, for example, IgE selective adsorption therapy through extracorporeal circulation, as well as to new methods for obtaining purified IgE, which is employed in diagnostic and in molecular research. The adsorbents employed in IgE selective adsorption therapy, as well as in IgE purification, are usually antibodies anti-IgE immobilized on agarose, which have high costs and are difficult to obtain. This work assessed the performance of adsorbents (alternative to Sepharose-anti-IgE) for the removal of total IgE and IgE specific for the airbone allergens Dermatophagoides pteronyssinus and Blomia tropicalis from plasma samples, as well as in the production of IgE enriched solutions, considered as a step of IgE purification. The adsorbents studied were lectins (concanavalina A and Lens culinaris), amines (poli-L-lisina e aminohexil) and the aminoacid D-tryptophan, all of them immobilized on agarose. Among them, Lens culinaris-agarose showed the best performance for IgE selective adsorption therapy, and Sepharose¿concanavalin A was considered the most appropriate for the production of IgE enriched solutions. Chromatographic experiments were accomplished in order to determine operating conditions (superficial velocity, number of times the plasma passed through the column, temperature, and ratio of plasma volume to bed volume) more favorable to IgE adsorption on Lens culinaris-agarose. The selected conditions were utilized in in vitro simulation assays of extracorporeal circulation, in which the Lens culinaris-agarose removed from 40.7% to 42.8% of total and specific IgE. The production of IgE enriched solutions was carried out with two chromatographic steps, employing affinity (columns jacalin-agarose and Sepharose-concanavalin A) and size exclusion (gel permeation) principles. The IgE enriched final solution contained IgA and IgG as the major impurities. As a result of both steps, 36.6% of IgE was recovered and the IgE enrichement number concerning IgA, IgG, IgM, and albumin was 75.8. Despite Sepharose-anti-IgE has better performance in removal and purification of IgE, Lens culinaris-agarose and Sepharose-concanavalin A adsorbents have more attractive costs / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bresolin_IgorTadeuLazzarotto_M.pdf: 4686617 bytes, checksum: ed7a688421b5d854024279523878c12a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Anticorpos monoclonais são imunoglobulinas secretadas por clones de linfócitos B, normais, tumorais ou obtidos pela tecnologia de hibridomas. Os anticorpos monoclonais têm sido utilizados nas áreas analítica e terapêutica, o que implica na necessidade de sua obtenção com pureza superior a 95%. Muitos estudos têm sido realizados visando à purificação de anticorpos monoclonais, destacando-se as técnicas de adsorção seletiva, como as cromatografias de troca iônica, hidrofóbica e de afinidade. Neste trabalho aplicou-se a cromatografia de afinidade em membranas de álcool polietileno-vinílico (PEVA), comparando o desempenho dos agentes quelantes (AQ) ácido iminodiacético (IDA), ácido aspártico carboximetilado (CM-Asp) e tris-2(aminoetil)amina (TREN) com íons metálicos imobilizados na purificação de anticorpos monoclonais anti-TNP, isotipo IgG1 a partir de sobrenadante de cultura celular precipitado e dialisado. Para determinar as melhores condições de adsorção e eluição na presença de diferentes sistemas tamponantes, foram testados os quelatos AQ-Ni2+, AQ-Zn2+ e AQ-Co2+, bem como os agentes quelantes sem metal imobilizado como grupos ionogênicos. De acordo com eletroforeses SDS-PAGE e análises ELlSA das frações dos picos de proteína obtidos, as melhores condições utilizadas para a purificação foi o uso de membranas PEVA-IDA-sem metal e PEVA-CM-Asp-Zn2+, em presença de tampão Tris-HCI 50 mM a pH 7,0 e eluição por aumento de concentração de Tris, atingindo fatores de purificação de 138,9 e 103,8 e pureza de 92,3% e 68,1%, respectivamente. A partir das isotermas de adsorção, determinou-se a capacidade máxima de adsorção e a constante de dissociação dos complexos IDA-lgG1 e CM-Asp-Zn2+ -lgG1 que, de acordo com o ajuste dos parâmetros pelo modelo de Langmuir, mostraram alta capacidade de adsorção e constantes de dissociação características de sistemas de afinidade média. Com o módulo de fibras ocas, construído em nosso laboratório, determinaram-se as curvas de ruptura por meio de experimentos de filtração para os processos propostos, e os resultados obtidos demonstraram que os sistemas de fibras ocas PEVA-IDA e PEVA-GM-Asp-Zn2+ são factíveis para a purificação de anticorpos monoclonais do isotipo IgG1 / Abstract: Monoclonal antibodies are immunoglobulins produced by normal, tumoral or hybrids Iymphocytes 8 obtained by hibridoma technology. Hybridomas are resulted from the fusion of Iymphocytes B with malignant myeloma cells which express both the Iymphocyte's property of specific-antibody production and the immortal characteristic of the myeloma cells. Monoclonal antibodies have been used in analytic and therapeutic areas. This application needs highly pure antibodies. Many techniques have been studied focusing monoclonal antibodies purification. These techniques include ion exchange, hydrophobic and affinity chromatography. In this study, we applied polyethylenevinyl alcohol (PEVA) membranes in the purification of monoclonal antibody from cel! culture supematant comparing the chelating agents Iminodiacetic Acid (IDA), Carboxy-methyl Aspartic Acid (CM-Asp) and Tris-2(aminoethyl)amine) (TREN) with different immobilized metal ios, Ni2+, Zn2+ and C02+, and with different buffers. We also evaluated the adsorption and purification of monoclonal antibodies using the chelating agents as ionogenic groups. According to SDS-PAGE electrophoresis and ELlSA analysis, the higher selectivity was obtained in the presence of 50 mM Tris-HCI buffer, pH 7,0 and with elution by increasing Tris concentration, with CM-Asp-Zn2+ and IDA as ionogenic group, which provided the purification of IgG with traces of albumin, reaching purification factors of 138.9 and 103.8 and purities of 92.3% and 68.1, respectively. The adsorbent capacity and the dissociation constant of the complexes IDA-lgG1 e CM-Asp-Zn2+ -lgG1 were determinate from adsorption isotherms. According to Langmuir model, the results indicated that the matrix presents high adsorption capacity and a dissociation constant characteristic for intermediate affinity systems. We also evaluated the breaktrough curves for the proposed processes. These breaktrough curves are important to scale up procedure / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

O BPP-10c é um decapeptídeo bioativo, rico em resíduos de prolina e é expresso em uma proteína precursora no cérebro e na glândula de veneno da Bothrops jararaca. Recentemente demonstramos que o BPP-10c tem um potente e sustentado efeito anti-hipertensivo em ratos espontaneamente hipertensos (SHR), sem, no entanto, causar qualquer efeito em ratos normotensos, por um mecanismo farmacológico independente da inibição da enzima conversora de angiotensina (ECA), levando à hipótese de que outro mecanismo poderia estar envolvido na atividade do peptídeo. Neste trabalho, usamos cromatografia de afinidade para isolar e identificar as proteínas renais com afinidade pelo BPP-10c e demonstramos que a argininosuccinato sintase (AsS) é a principal proteína a se ligar ao peptídeo. Além disso, mostramos que essa interação promove um aumento na atividade catalítica da enzima, de forma dose-dependente. A AsS é reconhecida como uma peça chave na regulação do ciclo da citrulina-óxido nítrico (NO), e sua ação é passo limitante na síntese de NO. A interação funcional do BPP-10c com a AsS foi evidenciada pelos seguintes efeitos promovidos pelo peptídeo: i) estimulação da produção de NO por células HUVEC e da produção de arginina por células HEK 293, ii) aumento da concentração plasmática de arginina em SHR. Corroborando esses achados, mostramos a reversão dos efeitos do peptídeo, inclusive sobre a pressão arterial em SHR, quando o MDLA, um inibidor específico da AsS, foi co-administrado. Em conjunto, os resultados apresentados neste trabalho sugerem que a AsS é fundamental para o efeito anti-hipertensivo do BPP-10c. Tais resultados nos levaram a propor a AsS como um novo alvo terapêutico, e o BPP-10c como molécula-líder para a geração de medicamentos para tratamento de doenças relacionadas à hipertensão arterial / BPP-10c is a bioactive proline-rich decapeptide, part of the C-type natriuretic peptide precursor, expressed in the brain and in the venom gland of Bothrops jararaca. We recently showed that BPP-10c displays a strong, sustained anti-hypertensive effect in spontaneous hypertensive rats (SHR), without causing any effect in normotensive rats, by a pharmacological mechanism independent of angiotensin converting enzyme inhibition; therefore, we hypothesized that another mechanism should be involved in the peptide activity. Here we used affinity chromatography to search for kidney cytosolic proteins with affinity for BPP-10c and demonstrate that argininosuccinate synthetase (AsS) is the major protein binding to the peptide. More importantly, this interaction activates the catalytic activity of AsS in a dose-dependent manner. AsS is recognized as an important player of the citrulline-nitric oxide (NO) cycle that represents a potential limiting step in NO synthesis. Accordingly, the functional interaction of BPP-10c and AsS was evidenced by the following effects promoted by the peptide: i) increase of NO production in human umbilical vein endothelial cell culture, and of arginine in human embryonic kidney cells; ii) increase of arginine plasma concentration in SHR. Moreover, MDLA, a specific AsS inhibitor, significantly reduced the anti-hypertensive activity of BPP-10c in SHR. These results led us to suggest AsS as a new therapeutically useful target for the development of activators, such as BPP- 10c, useful to treat hypertension related diseases