Diversos estudos de serpentes têm mostrado que algumas substâncias componentes de seus venenos possuem eficiência na atividade antitumoral nos ensaios realizados em laboratório em células in vitro e in vivo. O veneno da cascavel Crotalus vegrandis possuem atividades neurotoxica, miotoxica e hemorrágica. A crotoxina simile é um importante componente desse veneno sendo formada por uma proteína que possui uma unidade ácida (Crotapotina) ligada a uma subunidade básica (PLA2). Devido ao fato de existirem poucos estudos relativos ao veneno de Crotalus vegrandis, torna-se necessário o isolamento e a caracterização de suas biomoléculas e uma maior investigação do seu potencial e sua eficácia como agente terapêutico contra células tumorais. No presente trabalho, foi realizado o isolamento e a caracterização da crotoxina simile de Crotalus vegrandis, bem como seu efeito citotóxico em células L929 e B16F10. Realizou-se o cultivo dessas células em placas com 96 poços, para, então, serem colocadas em contato direto com diferentes frações do veneno purificado de Crotalus vegrandis por um tempo total de 48 horas. Para efeitos de comparação realizou-se o mesmo ensaio com frações do veneno purificado da cascavel brasileira Crotalus durissus terrificus. Para a avaliação da viabilidade celular o tratamento com as frações do veneno purificado de Crotalus vegrandis e Crotalus durissus terrificus, realizou-se os ensaios com MTT. Os resultados mostraram uma atividade de grande toxicidade para ambos os venenos em células tumorais B16F10 e pouca toxicidade para as células normais L929. Ainda nos ensaios comparativos com os dois venenos, verificou-se que, para uma dada concentração, as frações do veneno de Crotalus vegrandis possuem uma maior eficiência que qualquer concentração do veneno de Crotalus durissus terrificus, havendo uma maior especificidade para as células B16F10. A crotoxina símile isolada do veneno de Crotalus vegrandis apresentou atividade citotóxica mais preponderante na linhagem celular tumoral B16F10, após 48 horas concentrações de 250 e 125 ug/mL. / Several studies have shown that some snake venom components have efficient antitumor activity in vitro and in vivo. The venom of the rattlesnake Crotalus vegrandis has neurotoxic, myotoxic and hemorrhagic activities. The crotoxina-like is an important component of this venom and is formed by an acidic protein (crotapotin) combined to a basic subunit (PLA2). As there are few studies on Crotalus vegrandis venom, the isolation and characterization of its components and an investigation of their potential and efficacy as a therapeutic agent against tumor cells would be of great value. In this study, we carried out the isolation and characterization of the crotoxin-like of Crotalus vegrandis and assayed its cytotoxicicity on L929 and B16F10 cells. We carried out the cultivation of these cells in 96 well plates, to then be placed in direct contact with the different purified fractions Crotalus vegrandis venom for a total time of 48 hours. For comparison, we carried out the same test with the purified fractions of Crotalus durissus terrificus venom. The MTT assay was used to assess the cell viability after treatment with fractions of Crotalus vegrandis and Crotalus durissus terrificus venoms. The results showed a high cytotoxic activity for both venoms in B16F10 tumor cells and little toxicity to normal L929 cells. Also in comparative tests with both venoms, we observed that for a given concentration, the fractions of the venom of Crotalus vegrandis had higher cytotoxic effect than the Crotalus durissus terrificus venom, with greater specificity for B16F10 cells.

A CTX estimula, in vivo e in vitro, a capacidade secretória de macrófagos na presença de tumor, acompanhado por significativa diminuição da massa tumoral ou proliferação de células tumorais, respectivamente. Considerando a ação imunomodulatória da CTX, a importância central do macrófago na gênese e progressão tumoral e a participação desta célula no microambiente estromal, a atividade secretória de macrófagos tratados com CTX sobre a angiogênese in vitro foi investigada. Células endoteliais tímicas (t.End.1), quando incubadas na presença de macrófagos tratados com CTX (0,3µg/mL) ou sobrenadantes desses macrófagos apresentaram significativa inibição da proliferação, da adesão aos seus ligantes naturais (colágeno I-10µg/mL; fibronectina-3µg/mL e laminina-10 µg/mL) e do número de células migradas, em modelo de Wound healing, bem como a velocidade de migração, avaliada em Time Lapse. Consequentemente, houve inibição da formação de tubos no matrigel-3D, acompanhada pela diminuição da concentração de VEGF e TNF-. Ainda, o bloqueio dos receptores peptídeo formil (FPRs) aboliu as atividades inibitórias dos macrófagos tratados com a toxina, evidenciando a importância destes receptores para a ação da CTX sobre a atividade antiangiogênica de macrófagos. / CTX stimulates, in vivo and in vitro, the macrophages secretory capacity in the presence of tumor, accompanied by a significant tumor mass reduction and tumor cells or inhibition of the proliferation, respectively. Considering the immunomodulatory action of CTX, the pivotal importance of macrophages in the genesis, tumor progression and in the stromal microenvironment, the macrophages secretory activity treated with CTX on angiogenesis was investigated in vitro. Thymic endothelial cells (t.End.1), when incubated in the presence of macrophages treated with CTX (0.3g/ml) or supernatants of these macrophages showed significant inhibition of proliferation, adhesion to its natural ligands (Type I collagen-10mg/ml ; fibronectin-3g/ml and laminin-10/mL), and of the cell number migrated in Wound healing model as well as the cell migration velocity, evaluated in Time Lapse. Consequently, there was inhibition of the cappilary-like tube formation on matrigel-3D matrix, accompanied by VEGF and TNF- secretion decrease. Further, the formyl peptide receptor (FPRs) blockade abolished the inhibitory activity of the macrophages treated with the toxin, suggesting the importance of these receptors to the action of CTX on the macrophages antiangiogenic activity.

A literatura relata que o veneno de Crotalus durissus terrificus (VCdt) ou suas toxinas isoladas modulam a resposta inflamatória. A crotoxina (CTX) é a principal toxina do VCdt, representando aproximadamente 65% do conteúdo do veneno bruto. Dando continuidade aos estudos que evidenciam o efeito modulador do VCdt sobre a inflamação, foi demonstrado que o VCdt apresenta um efeito anti-inflamatório prolongado sobre a resposta inflamatória induzida pela carragenina (Cg), em camundongos. Esse estudo mostrou que uma única dose de VCdt, administrada pela via subcutânea, 7 ou 21 dias antes da injeção de Cg inibe, respectivamente, o desenvolvimento do edema de pata e a migração celular para a cavidade peritoneal, induzidos por este agente inflamatório. Este efeito anti-inflamatório também foi observado após a instalação da resposta inflamatória (Nunes et al., 2007). Além disso, foi demonstrado também que a CTX, é a toxina responsável por este efeito anti-inflamatório prolongado. Ainda, dados recentes mostram que os receptores para peptídeo formil, tais como lipoxina/anexina, mediadores com potente ação anti-inflamatória, estão envolvidos no efeito da CTX. Em continuidade a essa linha de investigação, este trabalho teve por objetivo caracterizar o efeito da CTX sobre a expressão de mediadores pró-inflamatórios e de moléculas de adesão envolvidas na resposta inflamatória induzida pela Cg. em camundongos. Além de avaliar também o efeito desta toxina sobre a translocação da subunidade p65 do NF-κB para o núcleo celular. Para tanto, foi, investigado o efeito de uma única dose de CTX (44 μg/kg) sobre: a expressão de P-selectina, ICAM-1, PECAM-1 e Mac-1; sobre a secreção de TNF-α, IL-1β, IL-6, PGE2, e LTB4 e sobre a expressão de iNOS e p65. Cabe destacar ainda que, um inibidor da síntese de glicocorticoides (Mifepristone), bem como um antagonista de receptor para glicocorticoides (Metirapona) foram administrados antes do tratamento da CTX, para avaliar também a participação de glicocorticoides endógenos no efeito anti-inflamatório da CTX. A administração subcutânea de uma única dose de CTX produziu: 1- diminuição da secreção de TNF-α, IL-1β, IL-6; 2- diminuição da expressão de P-selectina e ICAM-1 e 3- diminuição da expressão de p65. Por outro lado, a CTX não alterou os níveis de PGE2, e LTB4, como também não alterou a expressão de iNOS e Mac-1. Além disso, nossos resultados sugerem que os glicocorticóides endógenos não interferem no efeito anti-inflamatório da CTX, uma vez que o pré-tratamento com Mifepristone ou Metirapona não alteraram o efeito inibitório desta toxina sobre a migração celular. Em conjunto, os resultados caracterizam o efeito anti-inflamatório da CTX sobre a migração celular induzida pela Cg e sugerem que esta toxina pode inibir a expressão de importantes substâncias pró-inflamatórias envolvidas na resposta inflamatória pela Cg ao inibir a ativação do fator de transcrição, NF-κB, uma vez que este fator favorece a transcrição de vários genes, cujas proteínas são importantes no desenvolvimento da resposta inflamatória. Esses resultados contribuem para a elucidação dos mecanismos envolvidos na ação modulatória da CTX sobre a resposta inflamatória / The literature shows that Crotalus durissus terrificus snake venom (CdtV) or their toxins isolated modulate the inflammatory response. The crotoxin (CTX) is the main toxin of CdtV, representing approximately 65% of the content of the crude venom. It was demonstrated that CdtV presents a long-lasting anti-inflammatory effect induced by carrageenan (Cg) in mice. This study showed that a single dose of CdtV inhibits respectively, the development of paw edema and cell migration to the peritoneal cavity induced by this inflammatory agent. This anti-inflammatory effect was also observed after installation of the inflammatory response (Nunes et al., 2007). Furthermore, it was also demonstrated that CTX is responsible for this long-lasting anti-inflammatory effect. Still, recent data show that the formil peptide receptors, such as lipoxin/anexin, mediators with potent anti-inflammatory action, are involved in the effect of CTX. The aim of this study is characterize the effect of CTX on the expression of proinflammatory mediators and adhesion molecules involved in the inflammatory response induced by Cg in mice and also evaluate the effect of the toxin on translocation of the p65 subunit of NF-κB to the nucleus. Therefore, it was investigated the effect of a single dose of CTX (44 μg/kg) on: P-selectin, ICAM-1, PECAM-1 and Mac-1 expression; TNF-α, IL-1β, IL-6, PGE2 and LTB4 secretion and, on iNOS and p65 expression. It should be noted that a synthesis of glucocorticoids inhibitor (Mifepristone) and a glucocorticoid antagonist receptor (Metyrapone) were administrated before CTX treatment to evaluate the involvement of endogenous glucocorticoids in the anti-inflammatory effect of CTX. Our results show that a single dose of CTX produced: reduction of TNF-α, IL-1β and IL-6 secretion; reduction of P-selectin and ICAM-1 expression and reduction of p65 expression. Moreover, CTX did not alter levels of PGE2 and LTB4 secretion and did not alter iNOS and Mac-1 expression. Furthermore, our results suggest that endogenous glucocorticoids do not interfere with anti-inflammatory effect of CTX, since that pre-treatment with Mifepristone and Metyrapone did not alter the inhibitory effect of this toxin on cell migration induced by Cg and suggest that this toxin can inhibit the expression of important proinflammatory substances involved in the inflammatory response induced by Cg to inhibit the NF-κB activation, since this factor promotes the transcription of several genes whose proteins are important in the development inflammatory response. These results contribute to the elucidation of the mechanisms involved in the modulatory action of CTX on the inflammatory response

A crotoxina é a toxina mais abundante e ativa do veneno da cascavel brasileira Crotalus durissus terrificus. É composta por duas sub-unidades ligadas não covalentemente. A sub-unidade ácida é enzimaticamente inativa e não possui toxicidade, é também conhecida como crotapotina e potencializa a ação da fosfolipase A2 (sub-unidade básica). Alguns autores atribuem à crotoxina um efeito citotóxico e sugerem seu uso como um agente terapêutico contra tumores. Neste trabalho, foi investigada a citotoxidade da crotoxina e suas subunidades em células de melanoma murino e fibroblastos. Os ensaios de indicam que a crotoxina é tóxica para as células de melanoma promovendo a morte até em concentrações mais baixas enquanto os fibroblastos foram afetados somente em concentrações mais altas. Ensaios com as subunidades mostraram que a fosfolipase A2 foi mais tóxica para as células de melanoma que para os fibroblastos. / Crotoxin is the most abundant and active toxin from the venom of the Brazilian rattlesnake Crotalus durissus terrificus. It is composed of two subunits non covalently linked. One acidic with no enzymatic or toxic activity, known as crotapotin, which enhances the phospholipase A2 (basic subunit) action. Some authors have also attributed to this toxin a direct cytotoxic effect, and have suggested its use as a therapeutical agent against tumoral cells. In the present work, we investigated the cytotoxic effect of crotoxin and its subunitis on murine melanoma cells and fibroblasts. Our results indicate that crotoxin is highly toxic to the melanoma cells inducing cell death even at the lowest concentration while the fibroblast were only affected with the higher concentrations. The subunits assays showed that the phospholipase A2 had a higher toxicity on melanoma cells than on fibroblasts.

Os acidentes ofídicos representam um sério problema de Saúde Pública, principalmente em países subtropicais. No Brasil, segundo o Ministério da Saúde, foram notificados cerca de 26 000 acidentes em 2008. O gênero Crotalus (cascavéis) é responsável por aproximadamente 7% do total, porém apresenta um alto índice de letalidade, sendo que 72% dos casos de acidentados sem o tratamento adequado com soro específico (soro anticrotálico) chegam ao óbito. A produção de soro no Brasil, único tratamento eficaz nos casos de acidentes ofídicos, utiliza equinos que, apesar do grande porte, apresentam diminuição da longevidade quando comparado com os cavalos não imunizados. A radiação ionizante tem se mostrado como excelente ferramenta na diminuição da toxicidade de venenos e toxinas isoladas e tem resultado na obtenção de melhores imunógenos para a produção de soro, além de contribuir para o bem estar dos animais soro-produtores. Visto que a ação da radiação gama em toxinas ainda não está totalmente esclarecida do ponto de vista estrutural, foi proposto neste trabalho, a caracterização de duas proteínas da espécie Crotalus durissus terrificus: a crotoxina e a crotamina. Após o isolamento das toxinas de interesse por técnicas cromatográficas, estas foram submetidas às análises estruturais com a aplicação das seguintes metodologias: Fluorescência, Dicroísmo Circular, Calorimetria Diferencial e Espectroscopia Infravermelho. Estas análises mostraram que tanto a crotamina como a crotoxina, quando submetidas à radiação gama, apresentaram alterações na conformação estrutural em comparação com as amostras no estado nativo. Tais alterações possivelmente ocorrem na estrutura terciária e secundária das proteínas e podem explicar as modificações quanto à atividade biológica destas toxinas. / Snake bites are a serious public health problem, especially in subtropical countries. In Brazil, the Ministry of Health notified around 26 000 accidents in 2008. The genus Crotalus (rattlesnakes) accounts for approximately 7% of the total, with a high mortality rate of 72% when untreated with the specific serum, the only effective treatment in case of snake bites. In Brazil, the serum is produced in horses which, despite the large size, have a reduced lifespan due to the high toxicity of the antigen. Ionizing radiation has proven to be an excellent tool for reducing the toxicity of venoms and isolated toxins, resulting in better immunogens for serum production, and contributing to the welfare of serumproducing animals. Since the action of gamma radiation on venoms and toxins has not been yet fully clarified from the structural point of view, we proposed in this paper, to characterize two toxins of the species Crotalus durissus terrificus: crotoxin and crotamine. After isolation of the toxins of interest by chromatographic techniques, they were subjected to structural analysis with the application of the following methods: Fluorescence, Circular Dichroism, Differential Calorimetry and Infrared Spectroscopy. These tests showed that both crotamine as crotoxin when subjected to gamma radiation, showed changes in their structural conformation compared with the samples in the native state. Such changes probably occur in the secondary and tertiary structure and may explain the changes on the biological activity of these toxins.

A Crotoxina, o principal componente do veneno de Crotalus durissus terrificus, vem sendo estudada desde 1938. É um complexo polipeptídico natural com grande potencial farmacológico especialmente por seu efeito antitumoral, propriedade que tem despertado o interesse para o diagnóstico e o tratamento do câncer. Entretanto, pouco se sabe sobre seu mecanismo de ação e os sítios com os quais interage em células tumorais. O câncer de mama é o segundo tipo de câncer mais freqüente no mundo e o mais comum entre as mulheres. Cerca de 30 a 60% dos tumores mamários apresentam expressão aumentada de receptores do fator de crescimento epidérmico (EGFR), uma proteína transmembrana que desencadeia a proliferação celular. A partir de dados da literatura mostrando que o efeito antitumoral da Crotoxina é mais potente em células que superexpressam EGFR, estabeleceu-se o objetivo deste trabalho: avaliar os efeitos citotóxicos desse polipeptídeo sobre os tumores de origem mamária MCF-7 (carcinoma humano) e Ehrlich (carcinoma murino ascítico) e realizar um estudo de interação molecular da Crotoxina com células de tumor de Ehrlich. Inicialmente, a Crotoxina foi radiomarcada com iodo-125 (125I-Crotoxina) e iodo-131 (131I-Crotoxina). Ensaios de saturação e competição foram realizados para caracterizar a interação da Crotoxina in vitro, enquanto que a interação in vivo foi avaliada através da biodistribuição e obtenção de imagens em tomografia por emissão de fóton único (SPECT) do composto radiomarcado em camundongos portadores de tumor de Ehrlich. Os resultados evidenciaram que o polipeptídeo apresentou um potente efeito citotóxico sobre as células de tumor de Ehrlich, com valor de DL50 in vitro (concentração do composto que produziu 50% de morte celular) próximo de 1 micromolar, mas não apresentou efeito significativo sobre a linhagem MCF-7. Alterações morfológicas nas células de tumor de Ehrlich tratadas com Crotoxina sugerem indução de morte celular programada. A interação da 125I-Crotoxina com as células de Ehrlich foi saturável com cerca de 70% de especificidade, com Kd= 24,98 nmol/L e Bmax= 16570 sítios/célula para sítios de baixa afinidade e com Kd= 0,06 nmol/L e Bmax=210 sítios/célula para sítios de alta afinidade. O polipeptídeo radiomarcado apresentou menor especificidade (cerca de 37%) para a linhagem MCF-7. O EGF competiu com 20% dos sítios específicos da 125I-Crotoxina indicando que Crotoxina e EGF compartilham parcialmente sítios específicos em células de Ehrlich. Através do estudo de biodistribuição, observou-se que houve captação significativa de 125I-Crotoxina no tumor (razão tumor/músculo esquelético de 18,55) no período de 3 horas após administração deste composto. As imagens SPECT também evidenciaram captação diferenciada pelo tumor, mostrando interação in vivo da 131I-Crotoxina com células de tumor de Ehrlich. O conjunto dos resultados sugere que Crotoxina apresenta potente efeito antitumoral sobre células de Ehrlich e que este efeito é devido pelo menos parcialmente à interação específica com sítios de alta e baixa afinidade. Os sítios de baixa afinidade se correlacionam com o EGFR e os de alta afinidade ainda necessitam de mais investigação para melhor caracterização. Estes resultados corroboram o potencial da Crotoxina como ferramenta para radiodiagnóstico capaz de diferenciar células tumorais. / Crotoxin, the main component of Crotalus durissus terrificus snake venom, has been studied since 1938. It is a natural polypeptidic complex with pharmacological potential because of its antitumoral properties wich has attracted great interest for diagnosis and therapy of oncological deseases. However, Crotoxin mechanism of action and sites of specific interaction on tumor cells are still misunderstood. Breast cancer is the second most frequent type in the world and the most common cancer in women. About 30 to 60% of mammary tumors overexpress epidermal growth factor receptor (EGFR), a transmembrane protein related to cell proliferation. Since literature has reported that Crotoxin antitumoral effect is more potent on cells with EGFR overexpression the objectives of this work were to evaluate Crotoxin cytotoxic effects on mammary tumor cells human breast carcinoma (MCF-7) and Ehrlich tumor cells (murine ascitics carcinoma), and to investigate the specific molecular interaction of Crotoxin on Ehrlich tumor cells. Inititally, Crotoxin was radiolabelled with iodine-125 (125I-Crotoxin) and iodine-131 (131I-Crotoxin). Saturation and competition assay were carried out to characterize Crotoxin in vitro interaction; Crotoxin biodistribution studies and single-photon emission computed tomography (SPECT) of mice bearing Ehrlich tumor have been evaluated to describe in vivo interaction. Our results showed that Crotoxin presented cytotoxic effect against Ehrlich with DL50 in vitro (concentration of compound which is lethal for 50% of cells) of about one micromolar, but did not present significative effect against MCF-7. Morphological alterations characteristic of apoptosis suggests programmed cell death. 125I-Crotoxin interaction with Ehrlich tumor cells was saturable with approximately 70% specificity, and presented Kd=24.98 nmol/L and Bmax=16,570 sites/cell for low affinity binding sites and Kd=0.06 nmol/L e Bmax=210 sites/cell high affinity binding sites; moreover, the radiolabeled polypeptide interaction showed low specificity toward to MCF-7 (37%). EGF reduced 20% of 125I-Crotoxin specific binding, so specific binding sites of Crotoxin on Ehrlich tumor cells partially overlap to EGFR. Crotoxin biodistribution studies showed significant uptake in the tumor paw (tumor/skeletal muscle ratio= 18.55), three hours after administration. SPECT imaging also showed tumor uptake confirming in vivo interaction with Ehrlich tumor cells. Crotoxin had an antitumoral effect on Ehrlich tumor cells and this action is due, at least partially, to the specific interaction with low and high affinity binding sites. Low affinity binding sites correlate EGFR and high affinity binding sites still need identification. These results confirm Crotoxin as a template for radiopharmaceutical design for cancer diagnosis and as a tool for cancer studies, increasing its biotechnological potential.

Os venenos das serpentes são compostos protéicos complexos com extensas atividades biológicas. Estas moléculas abrangem até 95% do peso seco do veneno, e compreendem enzimas, toxinas não enzimáticas e proteínas atóxicas. Dentre as complicações fisiológicas, a Insuficiência Renal Aguda - IRA é bem comum nos acidentes crotálicos, onde as concentrações renais do veneno se apresentam até 50% maiores do que na concentração plasmática. A fração tóxica responsável por essa complicação é a crotoxina. O veneno das serpentes, quando irradiado com raios gama de 60Co, tem a sua toxicidade diminuída, entretanto, são mantidas as suas propriedades imunológicas. Nossa hipótese é que a utilização de veneno irradiado em substituição ao nativo pode reduzir a taxa de lesões renais em animais de grande porte durante a produção de soros antiofídicos, propiciando melhor qualidade de vida e bem estar desses animais. No presente estudo realizou-se o isolamento da crotoxina por técnicas cromatográficas, a partir do veneno da serpente Crotalus durissus terrificus. Parte da toxina isolada foi reservada e denominada crotoxina nativa (CTXN) enquanto que outra parte foi irradiada com 2 kGy de raios gama oriundos de uma fonte de 60Co e denominada crotoxina irradiada (CTXI). Diferentes grupos de camundongos Balb/c receberam a toxina nativa ou irradiada e tiveram seus rins removidos em diferentes tempos pós-injeção da crotoxina. Realizou-se a nefrectomia dos animais e foi feito o preparo dos cortes histológicos em Hematoxilina-Eosina (HE) e cortes de imunohistoquímica com anticorpo policlonal de coelho anticrotoxina. As alterações histopatológicas encontradas nas amostras foram glomerulonefrite (GN), congestão capilar (CC) e necrose tubular aguda (NTA). Verificou-se que a GN teve maior ocorrência no grupo CTXN que no grupo CTXI. A NTA foi dominante no grupo CTXN em relação ao grupo CTXI. A CC foi predominante no grupo CTXI que no grupo CTXN. Entretanto esta diferença não é estatisticamente significante segundo o teste t Student de amostras independentes. O tratamento imunohistoquímico revelou que a concentração de antígeno marcado com o anticorpo é decrescente segundo os intervalos de tempo de eutanásia dos animais do grupo inoculado com CTXI, pois a crotoxina quando irradiada tem a sua excreção renal facilitada. Conclui-se que as alterações histopatológicas GN e a NTA foram significativamente menos frequentes em rins de animais inoculados com CTXI. Diferentemente da crotoxina nativa, a crotoxina irradiada é detectada pelo anticorpo anticrotoxina apenas nos tempos intermediários pós-inoculação e em baixa concentração, indicando que a radiação gama promoveu mudanças na forma de ligação da toxina ao tecido renal, facilitando sua eliminação e diminuindo, portanto, as chances de lesão. Esses resultados reforçam as evidências de que o uso de veneno irradiado no processo de imunização garante uma melhor qualidade de vida e bem estar aos animais soroprodutores. / Snake venoms are complex mixtures of proteins and peptides with a wide spectrum of physiological targets such as the blood coagulation and cardiovascular systems and the motor end plate among others. Acute renal failure is a common complication in accidents with the South American rattlesnake. The toxin involved in this pathology is crotoxin, a major component of the venom in terms of concentration and toxicity. Snake venoms, when irradiated with 60Co gamma rays present a significant decrease in toxicity while the immunogenic properties of its components are preserved. The use of irradiated rattlesnake venom is an attractive alternative for antisera production since it might reduce the appearance of renal lesions improving the welfare and lifespan of animals employed for antivenom production. In the present work, we have isolated crotoxin from crude venom of C. d. terrificus and irradiates part of it with 2 kGy of gamma rays from 60Co and compared the effects of native (CTXN) and irradiated (CTXI) crotoxin on the mice renal function. We conducted nephrectomy of animals and preparation of histological sections with hematoxylin-eosin (HE) and immunohistochemistry with polyclonal rabbit anticrotoxin for analysis in optical microscopy. Histopatological changes found in the samples were glomerulonephritis (GN), capillary congestion (CC) acute kidney tubular necrosis (NTA). Immunohistochemistry indicates that the concentration of bound antibody labelled antigen decreases in a time dependent manner. The GN ante NTA were significantly less frequent in kidneys of animals inoculated with irradiated toxin. The capillary congestion was evidenced in all animals treated with irradiated or native crotoxin. Concluding, ionizing radiation appears to mitigate the nephrotoxic effects of crotoxin and may represent an alternative for antivenin production, improving welfare for seroproductor animal.

Estudos anteriores demonstraram que a crotoxina (CTX), o principal componente do veneno de Crotalus durissus terrifucus, apresenta ação anti-inflamatória, inibindo a migração celular e a atividade fagocítica de neutrófilos peritoneais. Esses efeitos inibitórios são prolongados, uma vez que podem ser observados até 14 dias após a administração de uma única dose dessa toxina. Considerando-se a vida média curta dos neutrófilos, é difícil explicar como a ação inibitória da CTX sobre os neutrófilos circulantes e peritoneais persiste por períodos prolongados após a administração de uma única dose da toxina. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito in vitro e in vivo da CTX sobre a atividade funcional dos neutrófilos da medula óssea de camundongos e alguns dos mecanismos moleculares envolvidos na ação inibitória da CTX sobre as funções avaliadas. Para os ensaios in vitro, os neutrófilos foram incubados com a CTX (0,08 μg/mL), por 1 ou 24 horas. Para os ensaios in vivo, os animais foram pré-tratados com uma única administração de CTX (44 mg/kg), 1 dia antes do isolamento das células. Uma vez obtidos os neutrófilos, os seguintes parâmetros funcionais foram avaliados: quimiotaxia, adesão à fibronectina, fagocitose, produção de espécies reativas do oxigênio e desgranulação. Os resultados obtidos demonstraram que a CTX, in vitro e in vivo, inibiu os processos de quimiotaxia, adesão à fibronectina e fagocitose de partículas opsonizadas, entretanto não alterou a produção de espécies reativas do oxigênio ou a desgranulação em neutrófilos da medula óssea. Esses resultados demonstram que a CTX induz efeito inibitório sobre a funcionalidade dos neutrófilos da medula óssea, particularmente sobre funções associadas à polimerização de actina e consequente reorganização do citoesqueleto. Ainda, com o objetivo de elucidar os possíveis mecanismos envolvidos neste efeito inibitório, foram realizados ensaios para a análise da expressão do receptor CR3, bem como para a avaliação da expressão total e da atividade de proteínas de sinalização intracelular envolvidas na polimerização de actina nos neutrófilos. Os resultados obtidos mostraram que a CTX inibiu a expressão de ambas as subunidades (CD11b e CD18) do receptor CR3, bem como inibiu a atividade de Syk, Vav1, Cdc42, Rac1 e RhoA e a expressão da subunidade 1B do complexo Arp2/3. Em conjunto, os resultados desse estudo mostraram que a CTX inibe a funcionalidade dos neutrófilos da medula óssea e que essa ação está associada à inibição do receptor CR3, bem como à inibição da atividade de Syk e de suas proteínas downstream, o que resulta na redução da formação de filamentos de F-actina. Os resultados desse estudo comprovam a hipótese de que ação inibitória prolongada da CTX sobre a atividade dos neutrófilos circulantes e peritoneais está associada a alterações funcionais dos neutrófilos da medula óssea. Ainda, considerando-se a participação central dessas células na resposta inflamatória aguda, esse estudo contribui para a elucidação do efeito anti-inflamatório prolongado da CTX / Previous studies demonstrated that crotoxin (CTX), the main component of Crotalus durissus terrificus venom, presents anti-inflammatory properties, inhibiting cell migration and the phagocytic activity of peritoneal neutrophils. These inhibitory effects are long-lasting, since it can be observed up to 14 days after a single administration of this toxin. Considering the short half-life of neutrophils, it is difficult to explain how the inhibitory effect of CTX on circulating and peritoneal neutrophils persists for long periods after a single injection of this toxin. Thus, the aim of this study was to evaluate the in vitro and in vivo effect of CTX on the functionality of bone marrow neutrophils from mice and some of the molecular mechanisms involved on the inhibitory effect of CTX on these functions. For in vitro assays, neutrophils were incubated with CTX (0,08 μg/mL), for 1 or 24 hours. For in vivo assays, the animals were pretreated with a single administration of CTX (44 mg/kg), 1 day before the isolation of cells. Once obtained the neutrophils, the following functional parameters were evaluated: chemotaxis, adhesion to fibronectin, phagocytosis, reactive oxygen species production and degranulation. The results demonstrated that CTX, in vitro and in vivo, inhibited the processes of chemotaxis, adhesion to fibronection and phagocytosis of opsonized particles, however, it did not alter the reactive oxygen species production and degranulation. These results showed that CTX induces an inhibitory effect on the functionality of bone marrow neutrophils, particularly on functions that depend on actin polymerization and cytoskeleton rearrangement. Furthermore, to elucidate some possible mechanisms involved on this inhibitory effect, assays to analyze the expression of the receptor CR3, as well as, assays to analyze the total expression and activity of signaling proteins involved on actin polymerization were done. The results showed that CTX inhibited both subunits of CR3 (CD11b and CD18) and the activity of Syk, Vav1, Cdc42, Rac1 and RhoA and the expression of the subunit 1B from Arp2/3. Together, the results presented herein demonstrate that CTX inhibits the functionally of bone marrow neutrophils and that this effect is associated to the inhibition of CR3 receptor and inhibition of the activity of Syk and its downstream signaling proteins, which results in the decrease of F-actin. The results prove the hypothesis that the long-lasting inhibitory effect of CTX on the activity of circulating and peritoneal neutrophils is associated to functional modifications of bone marrow neutrophils. Besides, considering the central role of these cells on the inflammatory response, this study contributes to the better understanding of the long-lasting anti-inflammatory effect of CTX

Os venenos das serpentes são compostos protéicos complexos com extensas atividades biológicas. Estas moléculas abrangem até 95% do peso seco do veneno, e compreendem enzimas, toxinas não enzimáticas e proteínas atóxicas. Dentre as complicações fisiológicas, a Insuficiência Renal Aguda - IRA é bem comum nos acidentes crotálicos, onde as concentrações renais do veneno se apresentam até 50% maiores do que na concentração plasmática. A fração tóxica responsável por essa complicação é a crotoxina. O veneno das serpentes, quando irradiado com raios gama de 60Co, tem a sua toxicidade diminuída, entretanto, são mantidas as suas propriedades imunológicas. Nossa hipótese é que a utilização de veneno irradiado em substituição ao nativo pode reduzir a taxa de lesões renais em animais de grande porte durante a produção de soros antiofídicos, propiciando melhor qualidade de vida e bem estar desses animais. No presente estudo realizou-se o isolamento da crotoxina por técnicas cromatográficas, a partir do veneno da serpente Crotalus durissus terrificus. Parte da toxina isolada foi reservada e denominada crotoxina nativa (CTXN) enquanto que outra parte foi irradiada com 2 kGy de raios gama oriundos de uma fonte de 60Co e denominada crotoxina irradiada (CTXI). Diferentes grupos de camundongos Balb/c receberam a toxina nativa ou irradiada e tiveram seus rins removidos em diferentes tempos pós-injeção da crotoxina. Realizou-se a nefrectomia dos animais e foi feito o preparo dos cortes histológicos em Hematoxilina-Eosina (HE) e cortes de imunohistoquímica com anticorpo policlonal de coelho anticrotoxina. As alterações histopatológicas encontradas nas amostras foram glomerulonefrite (GN), congestão capilar (CC) e necrose tubular aguda (NTA). Verificou-se que a GN teve maior ocorrência no grupo CTXN que no grupo CTXI. A NTA foi dominante no grupo CTXN em relação ao grupo CTXI. A CC foi predominante no grupo CTXI que no grupo CTXN. Entretanto esta diferença não é estatisticamente significante segundo o teste t Student de amostras independentes. O tratamento imunohistoquímico revelou que a concentração de antígeno marcado com o anticorpo é decrescente segundo os intervalos de tempo de eutanásia dos animais do grupo inoculado com CTXI, pois a crotoxina quando irradiada tem a sua excreção renal facilitada. Conclui-se que as alterações histopatológicas GN e a NTA foram significativamente menos frequentes em rins de animais inoculados com CTXI. Diferentemente da crotoxina nativa, a crotoxina irradiada é detectada pelo anticorpo anticrotoxina apenas nos tempos intermediários pós-inoculação e em baixa concentração, indicando que a radiação gama promoveu mudanças na forma de ligação da toxina ao tecido renal, facilitando sua eliminação e diminuindo, portanto, as chances de lesão. Esses resultados reforçam as evidências de que o uso de veneno irradiado no processo de imunização garante uma melhor qualidade de vida e bem estar aos animais soroprodutores. / Snake venoms are complex mixtures of proteins and peptides with a wide spectrum of physiological targets such as the blood coagulation and cardiovascular systems and the motor end plate among others. Acute renal failure is a common complication in accidents with the South American rattlesnake. The toxin involved in this pathology is crotoxin, a major component of the venom in terms of concentration and toxicity. Snake venoms, when irradiated with 60Co gamma rays present a significant decrease in toxicity while the immunogenic properties of its components are preserved. The use of irradiated rattlesnake venom is an attractive alternative for antisera production since it might reduce the appearance of renal lesions improving the welfare and lifespan of animals employed for antivenom production. In the present work, we have isolated crotoxin from crude venom of C. d. terrificus and irradiates part of it with 2 kGy of gamma rays from 60Co and compared the effects of native (CTXN) and irradiated (CTXI) crotoxin on the mice renal function. We conducted nephrectomy of animals and preparation of histological sections with hematoxylin-eosin (HE) and immunohistochemistry with polyclonal rabbit anticrotoxin for analysis in optical microscopy. Histopatological changes found in the samples were glomerulonephritis (GN), capillary congestion (CC) acute kidney tubular necrosis (NTA). Immunohistochemistry indicates that the concentration of bound antibody labelled antigen decreases in a time dependent manner. The GN ante NTA were significantly less frequent in kidneys of animals inoculated with irradiated toxin. The capillary congestion was evidenced in all animals treated with irradiated or native crotoxin. Concluding, ionizing radiation appears to mitigate the nephrotoxic effects of crotoxin and may represent an alternative for antivenin production, improving welfare for seroproductor animal.

Os acidentes ofídicos representam um sério problema de Saúde Pública, principalmente em países subtropicais. No Brasil, segundo o Ministério da Saúde, foram notificados cerca de 26 000 acidentes em 2008. O gênero Crotalus (cascavéis) é responsável por aproximadamente 7% do total, porém apresenta um alto índice de letalidade, sendo que 72% dos casos de acidentados sem o tratamento adequado com soro específico (soro anticrotálico) chegam ao óbito. A produção de soro no Brasil, único tratamento eficaz nos casos de acidentes ofídicos, utiliza equinos que, apesar do grande porte, apresentam diminuição da longevidade quando comparado com os cavalos não imunizados. A radiação ionizante tem se mostrado como excelente ferramenta na diminuição da toxicidade de venenos e toxinas isoladas e tem resultado na obtenção de melhores imunógenos para a produção de soro, além de contribuir para o bem estar dos animais soro-produtores. Visto que a ação da radiação gama em toxinas ainda não está totalmente esclarecida do ponto de vista estrutural, foi proposto neste trabalho, a caracterização de duas proteínas da espécie Crotalus durissus terrificus: a crotoxina e a crotamina. Após o isolamento das toxinas de interesse por técnicas cromatográficas, estas foram submetidas às análises estruturais com a aplicação das seguintes metodologias: Fluorescência, Dicroísmo Circular, Calorimetria Diferencial e Espectroscopia Infravermelho. Estas análises mostraram que tanto a crotamina como a crotoxina, quando submetidas à radiação gama, apresentaram alterações na conformação estrutural em comparação com as amostras no estado nativo. Tais alterações possivelmente ocorrem na estrutura terciária e secundária das proteínas e podem explicar as modificações quanto à atividade biológica destas toxinas. / Snake bites are a serious public health problem, especially in subtropical countries. In Brazil, the Ministry of Health notified around 26 000 accidents in 2008. The genus Crotalus (rattlesnakes) accounts for approximately 7% of the total, with a high mortality rate of 72% when untreated with the specific serum, the only effective treatment in case of snake bites. In Brazil, the serum is produced in horses which, despite the large size, have a reduced lifespan due to the high toxicity of the antigen. Ionizing radiation has proven to be an excellent tool for reducing the toxicity of venoms and isolated toxins, resulting in better immunogens for serum production, and contributing to the welfare of serumproducing animals. Since the action of gamma radiation on venoms and toxins has not been yet fully clarified from the structural point of view, we proposed in this paper, to characterize two toxins of the species Crotalus durissus terrificus: crotoxin and crotamine. After isolation of the toxins of interest by chromatographic techniques, they were subjected to structural analysis with the application of the following methods: Fluorescence, Circular Dichroism, Differential Calorimetry and Infrared Spectroscopy. These tests showed that both crotamine as crotoxin when subjected to gamma radiation, showed changes in their structural conformation compared with the samples in the native state. Such changes probably occur in the secondary and tertiary structure and may explain the changes on the biological activity of these toxins.