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.

Submitted by LAUDICÉIA ALVES DE OLIVEIRA null (laudiceias2me@hotmail.com) on 2017-08-24T14:12:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Laudicéia Alves de Oliveira CEVAP_UNESP.pdf: 2169254 bytes, checksum: 473bc1036ce9b9cddf2749344ac2b4c6 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-25T14:32:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_la_me_bot.pdf: 2169254 bytes, checksum: 473bc1036ce9b9cddf2749344ac2b4c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T14:32:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_la_me_bot.pdf: 2169254 bytes, checksum: 473bc1036ce9b9cddf2749344ac2b4c6 (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O veneno de Crotalus durissus terrificus (Cdt), baseado no critério do perfil da cromatografia de exclusão molecular, pode ser descrito como sendo composto de quatro principais toxinas: Giroxina, Crotamina, Crotoxina e Convulxina. A crotoxina é uma neutoroxina, é um heterodímero não covalente, composta por duas subunidades: fosfolipase A2 (PLA2) e crotapotina (Ctp). A crotapotina constitui o componente da crotoxina que apresenta atividade anti-inflamatória além de ser chaperona de PLA2. Esta molécula é constituída por três cadeias peptídicas ligadas por pontes dissulfeto. Além disso, já foram descritas isoformas para a crotapotina. O objetivo deste estudo foi desenvolver um método cromatográfico para isolar a crotapotina, separar suas cadeias e analisá-las por LC/MS e LC-MS/MS para análise proteômica e/ou seqüenciamento de novo e avaliação da possível existência de um padrão de variação nas substituições de aminoácidos. O método C8-RP-HPLC foi capaz de separar os componentes do veneno de Cdt que puderam ser identificados por espectrometria de massas, de acordo com a sua massa molecular. A crotapotina foi isolada, reduzida e alquilada e submetida à outra separação cromatográfica RP-HPLC (C18) para isolamento das subunidades alquiladas. Conforme descrito na literatura, a cadeia α da crotapotina é composta por 40 resíduos de aminoácidos, enquanto que a cadeia β possui 35 resíduos e a cadeia γ 14, pelo que as subunidades podem ser identificadas pelas suas massas moleculares. As análises das cadeias isoladas de crotapotina mostraram a presença de mais de uma molécula por fração, indicando a presença de isoformas no veneno. Análises proteômicas e sequenciamento de novo por LC-MS/MS elucidaram a existência de variações de resíduos de aminoácidos em tais cadeias. Estudos de atividade biológica poderão elucidar as diferenças que tais isoformas apresentam em suas características intrínsecas. / The Crotalus durissus terrificus venom (Cdt), based on molecular size chromatography, can be described as being composed of four main toxins: Giroxin, Crotamine, Crotoxin and Convulxin. Crotoxin is a neutoroxin, a non-covalent heterodimer composed of two subunits: phospholipase A2 (PLA2) and crotapotin (Ctp). Crotapotin is the component of crotaxin that has anti-inflammatory activity besides being a PLA2 chaperone. This molecule consists of three peptide chains linked by disulfide bonds. In addition, isoforms for crotapotin have been described. The objective of this study was to develop a chromatographic methodology to isolate a crotapotin, separate its chains and analyze by LC/MS and LC-MS/MS for proteomic analysis and/or de novo sequencing and evaluation of the possibility of a variation pattern amino acid substitutions. The C8-RPHPLC method was able to separate the Cdt venom components that could be identified by mass spectrometry, according to their molecular mass. The crotapotin was isolated, reduced and alkylated and subjected to another RP-HPLC (C18) chromatographic separation for isolation of the alkylated subunits. As described in the literature, the α chain of crotapotin is composed of 40 amino acid residues, while the β chain has 35 residues and the γ chain, 14, and thus the subunits can be identified by their molecular masses. The analyzes of isolated chains of crotapotin showed the presence of more than one molecule per fraction, indicating the presence of isoforms in the venom. Protein analyzes and de novo sequencing by LC-MS / MS elucidated a existence of variations of amino acid residues in such chains. Studies of biological activity are to elucidate how the differences that such isoforms present in their intrinsic characteristics.

Diversos estudos, in vivo e in vitro, demonstraram a atividade antitumoral da Crotoxina (CTX), toxina majoritária do veneno de serpente Crotalus durissus terrificus, porém, não foi demonstrada, até o momento, a ação desta toxina sobre eventos envolvidos com a neovascularização, essenciais para o crescimento e sobrevivência do tumor. Assim, neste estudo foi investigado o efeito in vitro da CTX sobre os eventos envolvidos com a angiogênese. A CTX inibiu, principalmente na concentração de 1,2µg/mL, a proliferação, adesão e a morfologia das células endoteliais murinas derivados do hemangioma do timo (t.End.1) sobre as matrizes de laminina, colágeno tipo I e fibronectina, bem como a migração por meio dos modelos de cicatrização (Wound Healing), quimiotaxia (transwell) e a formação de tubos no matrigel 3-D, tanto na presença de meio de cultura como no meio condicionado de célula tumoral. Ainda, a CTX inibiu a distribuição das subunidades v e 2 de integrinas e a polimerização do citoesqueleto de actina, evidenciados em microscopia confocal. Os resultados demonstram, pela primeira vez, que a CTX inibe os principais eventos envolvidos com a angiogênese, podendo contribuir de forma importante para o efeito inibitório da toxina sobre a progressão tumoral. / Several studies, in vivo and in vitro have demonstrated antitumor activity of Crotoxin (CTX), the major toxin of Crotalus durissus terrificus venom. Despite evidence of antitumor action of CTX, was not demonstrated yet the action of this toxin on basic parameters for neovascularization, essential for the growth and survival of the tumor. The formation of new blood vessels is the principal process of angiogenesis and involves adhesion, proliferation and migration of endothelial cells to reach remote targets, assembly of endothelial cells into new capillary tubes. CTX (1.2 µg/mL, for 1 hour incubation), inhibited cell proliferation, adhesion, migration, scratch wound healing and capillary-like tube formation on 3-D matrix of endothelial cells line derived from thymus (t.End.1) evaluated in vitro assay at culture medium or conditioned medium obtained from tumour cells culture. Also, this toxin interfered with the distribution of the integrin subunits 2 and v and with the cytoskeleton rearrangement these cells, evidenced in confocal microscope. Taken together, these results demonstrated for the first time, that CTX inhibits key events involved in the angiogenesis process, and may contribute for inhibitory effect of the toxin on tumor progression.

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-04T18:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_FabioHenriqueRamos_M.pdf: 2584588 bytes, checksum: b35682c6f4cea12ca88485bf389b2262 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Enquanto estudos estruturais de toxinas de veneno de serpentes são feitos usando amostras de veneno, a construção de cDNAs precursores destas toxinas requer o sacrifício do espécime para a extração da glândula de veneno. No presente trabalho nós descrevemos uma técnica simples para isolar mRNAs presentes em amostras de veneno total. Para ilustrar esta técnica nós amplificamos através de RT-PCR um cDNA que codifica uma PLA2 049 (F6) do complexo crotoxina neurotóxica "in vitro" a partir do veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus. Estes achados implicam que a aparente ausência do mRNA em matrizes biológicas complexas não são sempre reais e facilitam a maneira de aquisição acelerada de dados micro evolutivos assim como de estrutura-função desta família de proteínas para serem utilizadas como ferramentas moleculares, sem o sacrifício do animal. O cONA que codifica PLA2 F6 do complexo crotoxina presente no veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus foi seqüenciada. A seqüência deduzida de aminoácidos deste cDNA codifica a PLA2 (F6) com alto grau de homologia seqüencial desta família de proteínas PLA2 do grupo 11, incluindo os 14 resíduos de cisteina capazes de dar forma a sete ligações dissulfeto que caracterizam este grupo de PLA2. A PLA2, foi isolada a partir do veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus através de coluna de cromatografia convencional de baixa pressão (8ephades G75) e por HPLC fase reversa. A massa molecular foi estimada por espectrometria de massa por MALDI - TOF. Para a identificação desta PLA2 (F6) como uma neurotoxina "in vitro", nós usamos a preparação biventer cervicis de pintainho. A análise filogenética da PLA2 (F6) da sub espécie Crotalus durissus collilineatus mostrou que os subtipos estruturais de N6-PLA2s com a substituição F24 ou 824 evoluíram paralelamente, possivelmente descendendo respectivamente das Protobothrops e a Gloydius dos dias de hoje / Abstract: While structural studies of snake venom toxins can be achieved using venom samples, until now the construction of precursor cDNAs required sacrifice of the specimen for dissection of the venom glands. Here we describe a simple and rapid technique that isolation mRNAs present in whole venom samples. To iIIustrate the technique we have RT-PCR amplified the cDNA that it codifies a "in vitro" neurotoxic protein PLA2 049 (F6) from crotoxin complex, from the venom of snake sub specie, Crotalus durissus collilineatus. These findings imply that the apparent absence of mRNA in complex biological matrices is not always real and paves the way for accelerated acquisition of micro evolution as well as of structure-function of this protein family being used as molecular tools, without sacrifice of animal. The cDNA encoding PLA2 F6 from crotoxin complex in the whole venom of sub specie Crotalus durissus collilineatus venom was sequenced. The deduced amino acid sequence of this cDNA encoded PLA2 (F6) with high overall sequence identity of this protein family to the group 11 PLA2, including the 14 cysteine residues capable of forming seven disulphide bonds that characterize this group of PLA2 enzymes. The PLA2, were isolated from the whole venom of sub specie Crotalus durissus collilineatus by the conventional and low pressure chromatography (8ephades G75) column and the reverse phase HPLC. The molecular mass estimated by MALDI-TOF mass spectrometry. For the identified this PLA2 F6 like as a "in vitro" neurotoxin, we use the neuromuscular blocking activities were assayed with the chick biventer cervicis neuromuscular tissue. The sub specie' s Crotalus durissus collilineatus PLA2 (F6) phylogeny analysis showed that two structural subtypes of N6-PLA2s with either F24 or 824 substitution have been evolved in parallel, possibly descended respectively from species related to present-day Protobothrops and Gloydius / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DizFilho_EduardoBrittodosSantos_M.pdf: 1713352 bytes, checksum: 603465fac59506eae00eb719cec694e7 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Na região norte do Brasil a serpente Crotalus durissus ruruima (C.d.r) é responsável por diversos casos de acidentes ofídicos, e é principalmente encontrada próxima à fronteira com a Venezuela e Colômbia. Contudo a Crotalus durissus cumanensis (C.d.c). é outra serpente bastante comum no sul da Venezuela próximo a fronteira com o Brasil. Ambas as serpentes são encontradas na região equatorial da América do Sul e ambos os venenos mostraram diferenças significativas em suas composições, se comparadas com a Crotalus durissus terrificus (C.d.t.). A crotoxina é a principal toxina, e responsável pelos principais efeitos toxicológicos do veneno de C.d.t. O objetivo principal desta dissertação foi o de isolar e caracterizar isoformas de PLA2s isoladas de ambos os venenos e caracterizar farmacológica e bioquimicamente estas PLA2s e outras toxinas. A análise comparativa do veneno total de C.d.r. mostrou uma presença sutil de convulxina e giroxina, enquanto a análise da C.d.c. revelou ausência de convulxina no veneno. Alem disso, ambos demonstraram significativas diferenças para a atividade de PLA2. A análise de cada crotoxina isolada de C.d.r. ou de C.d.c. também revelou significante variação em comparação com a C.d.t. Neste trabalho nos isolamos duas novas isoformas de PLA2 de C.d.r. e C.d.c.. Ambas as proteínas foram caracterizadas como básicas e ambas demonstram massa molecular de aproximadamente 14 kDa. Em dicroísmo circular ambas as proteínas demonstraram a presença de alta quantidade de alfa hélice, contudo foi encontrada uma pequena diferença para a quantidade de folha Seta e cadeias randômicas. Estes resultados sugerem que a diferença estrutural entre estas proteínas, corrobora com os resultados da análise de seqüência N-terminal e a análise filogenética. Além das diferenças bioquímicas encontradas para os dois venenos, para a crotoxina, PLA2 e crotapotina, nos observamos que o veneno e a crotoxina isolada da C.d.c. exibiram alta atividade neurotóxica em preparação de músculo nervo frênico diafragma de camundongo, enquanto o veneno e a crotoxina de C.d.r. não. bogo nos concluímos que ambos .os venenos mostraram diferenças em suas propriedades bioquímicas e farmacológícas, entre os dois venenos e estes em comparação com a C. d. terrificus e C. d. collilineatus. Ambas as isoformas de PLA2 demonstraram algumas similaridades estruturais em alguns aspectos, mas nqs observamos algumas poucas diferenças que provavelmente estão associadas com as diferenças farmacológicas e enzimáticas encontradas entre as isoformas de PLA2 isoladas de C.d.r. e C.d.c / Abstract: In the north region of Brazil the Crotalus durissus ruruima (C.d.r.) is responsible for several snake bit cases and mainly found in the region near the Venezuela and Colombia. Although the Crotalus durissus cumanensis (C.d.e.) is other wide spread rattlesnake in south Venezuela frontier. Both snakes are only found in the equatorial region of South America and both venoms showed significative difference in the composition if compared to Crotalus durissus terrifieus (C.d.t). 'The crotoxin is the principal toxin and responsible for the main toxicology effect of the Crotalus durissus terrifieus venom. The main focus of the thesis was isolation and characterization of the PLA2 isoforms isolated from the both venom and characterized the pharmacological and biochemical characterization PLA2 and other toxins. The comparative analysis of whole venom of C.d.r. showed the marginal presence of convulxin and gyroxin while the analysis of the C.d.c. the convulxin was absent in the venom. Beyond this, both also showed significative differences for the PLA2 activity. The analysis of the each crotoxin isolated from the C.d.r. or C.d.c. also showed significant variation in comparison with C.d.t. In this work we isolated two new isoforms of PLA2 from the C.d.r. and C.d.c. Both proteins were characterized as basic protein and both showed a molecular mass around 14 kDa. In the circular dichroism, both proteins showed the presence of high content of alpha helix although they found slights differences for the beta sheets or random coil.These results suggest the structural difference of both proteins that were corroborated by the N-terminal sequence analysis and by phylogenetic analysis. Beside the biochemical differences found for both venom, crotoxins, PLA2 and erotapotins, we observed the venom and Crotoxins isolated from the C.d.e. exhibited higher neurotoxic activity on the phrenic nerve diaphragm preparation while the venom and crotoxin isolated from the C.d.r. was not. )"hus we conclude that both venoms showed differences at biochemical and pharmacological properties between both venom and these in comparison with C.d. terrifieus or C.d. collilineatus. Both PLA2 isoforms showed some similar structural aspects but we observed some slight different that probably were associated with the pharmacological and enzimatical differences found for both PLA2 isolated from the C.d. e. and C.d.r / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Ophidian accidents involving species of the genus Crotalus, are usually serious and frequently fatal due to the frequency of acute renal failure. Unfortunately, there have been few studies of the toxinologic effects of Crotalus durissus cumanensis venom. The renal effects of the venom used in this study were observed by perfusion of isolated kidneys. Infusion of C. d. cumanensis venom (10 Âg/mL) produced an increase in perfusion pressure (PP) and renal vascular resistance (RVR). Urinary flow (UF) and glomerular filtration rate (GFR) were reduced. The venom was able to decrease the percentage of sodium tubular transport (%TNa+) and the percentage of chloride tubular transport (%TCl-). In kidneys perfused with (10 Âg/mL) crotoxin, there were no significant changes in PP or RVR. The GFR decreased, while the UF increased. In contrast with whole venom, crotoxin reduced %TNa+, %TK and %TCl-. Analysis of the cytotoxic effects of Crotalus durissus cumanensis venom and crotoxin on renal tubular MDCK cells was performed by the MTT method. The venom promoted a concentration-dependent cytotoxic effect with an IC50 value of 5.38 Âg/mL. In aortic rings precontracted by phenylephrine (Phe; 0.1 mM) with intact endothelium, C. d. cumanensis venom (0.1â30.0 Âg/mL) resulted in an increased maximal contraction up to 130.0  6.6% at a concentration of 30.0 Âg/mL. In contrast, in endothelium denuded rings, vasocontraction was reduced in a concentration-dependent manner to 66.7  4.9% (50.0 Âg/mL). The effect was similar in the case of potassium-induced contraction (K+; 40 mM), in which there was a significant increase in the contraction of endothelium intact rings up to 115.6  4.9% (30.0 Âg/Ml) and a vasorelaxant effect (70.9  4.7%) at a dose of 50.0 Âg/mL after removal of the endothelium. In conclusion, C. d. cumanensis venom and crotoxin cause toxicity in isolated kidneys, however, only the whole venom has a cytotoxic effect on renal tubular cells. In aortic ring assays, whole venom causes endothelium dependent vasoconstriction. It is suggested that the toxic effects produced by the venom of Crotalus durissus cumanensis in kidney and isolated aorta, probably due to the participation of other fractions or a synergism of the components that make up the total venom / Os acidentes ofÃdicos envolvendo o gÃnero Crotalus, sÃo graves e frequentemente fatais devido à freqÃÃncia que evolui para a falÃncia renal aguda. Considerando a insuficiÃncia de esclarecimentos dos efeitos toxinolÃgicos do veneno da Crotalus. durissus cumanensis teve-se a necessidade de conduzir um estudo dos efeitos renais e vasculares ocasionados pelo veneno total e fraÃÃo crotoxina. Os efeitos renais foram avaliados atravÃs da perfusÃo de rim isolado. A infusÃo do veneno na concentraÃÃo de 10Âg/mL produziu um aumento na pressÃo de perfusÃo (PP), na resistÃncia vascular renal (RVR) e uma diminuiÃÃo do ritmo de filtraÃÃo glomerular (RFG) e no fluxo urinÃrio (FU). O veneno foi causou ainda reduÃÃo nos transportes tubulares de sÃdio (%TNa+) e cloreto (%TCl-). No grupo perfundido com crotoxina (10Âg/mL), nÃo foi observada alteraÃÃes significativas na PP e RVR. PorÃm, o RFG foi diminuÃdo enquanto que o FU aumentou. A crotoxina reduziu ainda os transportes tubulares de sÃdio, potÃssio e cloreto. Na avaliaÃÃo da citotoxicidade em cÃlulas tubulares renais MDCK pelo mÃtodo MTT, o veneno total da C. d. cumanensis causou um efeito citotÃxico direto dependente da concentraÃÃo com um valor de CI50 de 5,38Âg/mL. O presente estudo avaliou os efeitos vasculares do veneno total e crotoxina em ensaios com aorta isolada. Em anÃis de aorta prÃ-contraÃdas com fenilefrina (Phe 0,1 M) com endotÃlio intacto, o veneno da C. d. cumanensis (0,1 â 30,0Âg/mL) produziu um aumento mÃximo da contraÃÃo para 130,0  6,6% na concentraÃÃo de 30,0Âg/mL. Em contraste, em anÃis ausentes de endotÃlio, a vasoconstriÃÃo foi reduzida para 66,7  6,6% (50,0 Âg/mL). Efeito similar observados nas preparaÃÃes prÃ-contraÃdas com potÃssio (K+ 40mM), em que ocorreu um aumento das contraÃÃes em anÃis com endotÃlio intacto para 115,6  4,9% (30,0Âg/mL) e um efeito vasorelaxante (70,9  4,9%) na concentraÃÃo de 50,0Âg/mL, apÃs a remoÃÃo do endotÃlio. Nos ensaios com anÃis prà contraÃdos com fenilefrina e potÃssio a adiÃÃo cumulativa de crotoxina (0,1 â 30,0Âg/mL) nÃo modificou a contratilidade aÃrtica. Em conclusÃo, o veneno total e a fraÃÃo crotoxina causam toxicidade em rins isolados, entretanto, somente o veneno total possui um efeito citotÃxico direto nas cÃlulas tubulares renais. Em anÃis de aorta o veneno total produz um efeito vasoconstritor dependente da integridade do endotÃlio. Sugere-se que os efeitos tÃxicos produzidos pelo veneno da Crotalus durissus cumanensis em rim e aorta isolada, provavelmente deve-se a participaÃÃo de outras fraÃÃes ou a um sinergismo dos componentes que compÃe o veneno total.

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

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

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T11:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ponce-Soto_LuisAlberto_D.pdf: 2824712 bytes, checksum: 7aeb46c8d2e647484f7c95e4df5cfb42 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Através de metodologias otimizadas de purificação em HPLC, foram purificadas novas toxinas a partir do veneno total de Crotalus durissus collilineatus (V-1), Bothrops jararacussus PLA2 D49 Bj-V (isoforma de Bj-IV) obtida da fração BthTX-II e Bothrops alternatus PLA2 K49 Bt II-2; com um alto grau de pureza e homogeneidade molecular, sem perda da atividade biológica. A nova neurotoxina V-1 de Crotalus durissus collilineatus caracterizada físico-quimicamente como desprovida de atividade catalítica, ácida e com uma massa molecular de 9859.45 Da, uma única cadeia polipeptídica, induz uma facilitação contínua no modelo biológico nervo frênico diafragma isolado de camundongo e uma facilitação pronunciada seguida de um bloqueio súbito em biventer cervicis de pintainho, na junção neuromuscular. Os estudos estruturais, neurotóxicos e miotóxicos da PLA2 F6 do complexo crotoxina de Crotalus durissus collilineatus mostram que a PLA2 F6 precisa da crotapotina (estudos de re-associação) para potencializar seu efeito neurotóxico na preparação nervo frênico diafragma isolado de camundongo, mas a PLA2 F6 é capaz de induzir neurotoxicidade in vitro na ausência de crotapotina na preparação biventer cervicis de pintainho. Foram purificadas, a partir da fração BthTX-II, duas PLA2 D49 Bj-IV e V, sendo consideradas como isoformas devido ao fato de que compartilham de várias características físico-químicas, tais como: massa molecular, tempo de retenção na re-purificação em HPLC de fase reversa, análise de composição de aminoácidos, pI e estrutura primária, embora a isoforma Bj-V apresente algumas mutações com respeito à isoforma Bj-IV: W3 -> F3, Q4 -> E4, F5 -> W5, I16 -> N16 e G41 -> 41D; importantes para a atividade catalítica, os efeitos neurotóxicos in vitro foram mantidos e, quando foram inibidas cataliticamente por crotapotinas crotálicas de Crotalus durissus collilineatus (F3 e F4), continuaram diminuindo a resposta contrátil na junção neuromuscular nas preparações nervo frênico diafragma isolado de camundongo e biventer cervicis de pintainho, mostrando que são mais pronunciadas no músculo esquelético de camundongo. A nova toxina Bt II-2 purificada, com um alto grau de pureza e homogeneidade molecular, do veneno de Bothrops alternatus, foi caracterizada como uma PLA2 básica K49, em função das características físico-químicas, evidenciadas: massa de 13898.71 Da, possui caráter básico e uma alta homologia seqüencial na sua estrutura primária, quando comparada com outras PLA2 K49 procedentes de veneno de serpentes.Essa nova PLA2 K49 Bt II-2 revelou um potente efeito neurotóxico in vitro na preparação nervo frênico diafragma isolado de camundongo (1 µg/mL) pré-sináptico, como foi mostrado nos estudos de estímulo indireto via nervo e potencial de membrana ou repouso, diferentemente de qualquer PLA2 neurotóxica botrópica que, para causar um efeito neurotóxico, precisa de dosagem acima de 50 µg/mL. Outros perfis biológicos foram estudados para a Bt II-2, que mostrou uma miotoxicidade local ¿in vivo¿, citotoxicidade em mioblastos e miotubos C2C12, atividade inflamatória e letalidade, corroborando que se enquadra dentro da família de proteínas PLA2 homólogas K49, mas com características únicas nos estudos de neurotoxicidade in vitro. A reprodutibilidade da atividade biológica, através dos efeitos farmacológicos, só é possível com a utilização de frações quimicamente homogêneas que mantenham a integridade da função biológica. Essas frações são obtidas com metodologias de alta eficiência: HPLC, LC, espectrometria de massa, cujos resultados podem ser associados com sua atividade biológica, eliminando a subjetividade causada por veneno total ou frações impuras. Essa abordagem pode ser aplicada nos estudos bioquímicos, estrutura-função, fisiológicos e farmacológicos, podendo revelar mecanismos ainda desconhecidos na relação estrutura-função das PLA2 procedentes de veneno de serpentes. A presença de um sítio farmacológico distinto do sítio catalítico presente nas PLA2 pode ser usada como ferramenta molecular para o reconhecimento dos receptores de membrana desconhecidos em células ou tecidos / Abstract: Through optimized methodologies of purification in HPLC, new toxins were purified from total venom of Crotalus durissus collilineatus (V-1), Bothrops jararacussus PLA2 D49 Bj-V (Bj-IV isoform) obtained from the fraction BthTX-II and Bothrops alternatus PLA2 K49 Bt II-2; with a high level of purity and molecular homogeneity, with no loss of biological activity. The new neurotoxin V-1 of Crotalus durissus collilineatus, chemically and physically characterized as unproved of catalytic, acid activity and with a molecular mass of 9859.45 Da, an only polypeptide sequence, induces to a continual facilitation in the biological isolated mouse phrenic nerve diaphragm model of mouse and a pronunciated facility of a subital block in chick biventer cervicis preparation en, in the neuromuscular junction. The structural, neurotoxic and miotoxic studies on PLA2 F6 from crotoxin complex of Crotalus durissus collineatus show crotapotin is necessary (re-association studies) to increase its neurotoxic effect in nerve phrenic diaphragm isolated preparation of mouse, but the PLA2 F6 is able to induce neurotoxity in vitro in ausency of crotopatin in the preparation chick biventer cervicis. Two PLA2 D49 Bj-IV and V were purified from the fraction BthTX-II and considered isoform because they share several chemical and physical characteristics, such as molecular mass, retention time in re-purification in reverse phase HPLC, analyses of amino acid composition, pI and primary structure, although the Bj-V isoform shows some mutations regarding Bj-IV: W3 -> F3, Q4 -> E4, F5 -> W5, I16 -> N16 e G41 -> 41D isoform. Important for the catalytic activity, neurotoxic in vitro effects were maintained and, when catalytically inhibited by crotapotin crotalic of Crotalus durissus collilineatus (F3 e F4), they continued dimishing the contractile reply in neuromuscular junction in nerve phrenic diaphragm isolated preparations of mouse and preparation chick biventer cervicis, which shows they are more pronunciated in the skeleton muscle of the mouse. The new and purified BtII-2 toxin of venom of Bothrops alternatus, with a high level of purity and molecular homogeneity, was characterized as a PLA2 basic K49, because its chemical and physical evidenced characteristics, mass of 13898.71 Da, basic character and a high sequential homology in its primary structure, when it is compared with other PLA2 K49 from venom of serpents. This new PLA2 K49 Bt II-2 has revealed a potent neurotoxic effect in vitro in neuromuscular junction in nerve phrenic diaphragm isolated preparation of mouse (1 µg/mL) ante-synaptic, as it was proved by studies on indirect stimulus through nerve and potential of membrane or rest, differently of some neurotoxic botropic PLA2 that needs a dose above 50 µg/mL to cause a neurotoxic effect. Other biological profiles were studied for the Bt II-2, and the conclusion was a local myotoxic ¿living¿, a cytotoxic in myoblasts and myotubes C2C12, imflammatory and letality activity, showing they are fitted in the family of proteins PLA2 homologous K49, but with particular characteristics in studies on neurotoxic in vitro. The reprodubility of biological activity, through pharmacological effects, is just possible with the utilization of chemically homogenous fractions that maintain the integrity of biological function. These fractions were obtained with high efficient methodologies as HPLC, LC, and mass spectrometry, whose results may be associated with their biological activities, eliminating the subjectivity caused by total venom or impure fractions. This approximation may be applied in the biochemical studies, structure-function, physiological and pharmacological, and it may reveal still unknown mechanisms in the relation structure-function of PLA2 from the venom of serpents. The presence of a pharmacological site different of the catalytic one in the PLA2 may be used as a molecular instrument to the recognition of the receptors of unknown membranes in cells or tissues / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

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.