As doenças tropicais negligenciadas (DTNs) causam um imenso sofrimento para a pessoa acometida e em muitos casos podem levar o indivíduo a morte. Elas representam um obstáculo devastador para a saúde e continuam a ser um sério impedimento para a redução da pobreza e desenvolvimento socioeconômico. Das 17 doenças desse grupo, a leishmaniose, incluindo a leishmaniose cutânea, tem grande destaque devido sua alta incidência, os gastos para o tratamento e as complicações geradas em processos de coinfecção. Ainda mais agravante, os investimentos direcionados ao controle, combate e principalmente a inovação em novos produtos é ainda muito limitado. Atualmente, a academia tem um importante papel na luta contra essas doenças através da busca de novos alvos terapêuticos e também de novas moléculas com potencial terapêutico. É nesse contexto que esse projeto teve como meta a implantação de uma plataforma para a identificação de moléculas com atividade leishmanicida. Como alvo terapêutico, optamos pela utilização da enzima diidroorotato desidrogenase de Leishmania Viannia braziliensis (LbDHODH), enzima de extrema importância na síntese de novo de nucleotídeos de pirimidina, cuja principal função é converter o diidroorotato em orotato. Esta enzima foi clonada, expressa e purificada com sucesso em nosso laboratório. Os estudos permitiram que a enzima fosse caracterizada cineticamente e estruturalmente via cristalografia de raios- X. Os primeiros ensaios inibitórios foram realizados com o orotato, produto da catálise e inibidor natural da enzima. O potencial inibitório do orotato foi mensurado através da estimativa do IC50 e a interação proteína-ligante foi caracterizada através de estudos cristalográficos. Estratégias in silico e in vitro foram utilizadas na busca de ligantes, através das quais foram identificados inibidores para a enzima LbDHODH. Ensaios de validação cruzada, utilizando a enzima homóloga humana, permitiram identificar os ligantes com maior índice de seletividade que tiveram seu potencial leishmanicida avaliado in vitro contra as formas promastigota e amastigota de Leishmania braziliensis. A realização do presente projeto permitiu a identificação de uma classe de ligantes que apresentam atividade seletiva contra LbDHODH e que será utilizada no planejamento de futuras gerações de moléculas com atividade terapêutica para o tratamento da leishmaniose. Além disso, a plataforma de ensaios otimizada permitirá a avaliação de novos grupos de moléculas como uma importante estratégia na busca por novos tratamentos contra a leishmaniose / Neglected tropical diseases (NTDs) pose a devastating obstacle to health and remain a serious impediment to poverty reduction and socioeconomic development. Of 17 diseases listed among NTDs, the leishmaniasis, including cutaneous and mucocutaneous leishmaniasis, are characterized by high number of cases and high costs for the treatment, usually of low efficacy and highly toxic. Even more problematic, the investment devoted to combat to control and to develop new therapies remains limited. Nowadays, the Academy has had an important role in the fight against NTDs, contributing in the search of new therapeutic targets and in the development of lead compounds. Within this context, the present project aimed the development of a pipeline for identification of leishmanicidal compounds based on the selective inhibition of the enzyme dihydroorotate dehydrogenase from Leishmania Viannia braziliensis (LbDHODH). LbDHODH acts in the de novo biosynthetic pathway of pyrimidine nucleotides, by catalysing the conversion of dihydroorotate to orotate and has been considered an important macromolecular target against proliferative and parasitic diseases. LbDHODH was successfully cloned, expressed and purified. The target enzyme was characterized by kinetic studies and its structure was solved by X-ray crystallography techniques. Inhibition assays were performed in presence of orotate, product of catalysis and natural inhibitor of DHODH. Its inhibitory potential was evaluated by the estimative of IC50 and the protein-ligand interaction was characterized by crystallographic studies. In silico and in vitro strategies were used in the search for LbDHODH inhibitors. Cross-validation studies were performed against the human homologue enzyme. Inhibitors displaying higher selectivity index were evaluated against both promastigote and amastigote forms of Leishmania braziliensis. Our work allowed the identification of a new class of compounds that display selective inhibition of LbDHODH and show leishmanicidal activity. They will be used as prototypes for the development of new generations of LbDHODH inhibitors. Moreover, our pipeline can be used to screen large number of chemical libraries as tool for the identification of different chemical entities that can contribute to the development of new therapeutic strategies for the treatment of leishmaniasis.

Neste trabalho, foi avaliada a reatividade de compostos orgânicos contendo boro frente a reações catalisadas por enzimas. Diferentes exemplos de álcoois secundários quirais contendo boro foram acetilados enantiosseletivamente pela lipase de Candida antarctica (CALB). Todas as reações ocorreram com excelente enantiosseletividade (E >200) e ambos os produtos acetilados, bem como os álcoois remanescentes foram obtidos com alto excesso enantiomérico (ee >99%). Além da resolução cinética enzimática, foi avaliado também o processo de resolução cinética dinâmica quimio-enzimática, empregando complexos de rutênio como agentes de racemização. Após estabelecer as condições adequadas para a reação, foi possível obter o produto acetilado de configuração-(R) com 83% de conversão, mantendo a enantiosseletividade observada na reação de resolução cinética enzimática. Como extensão ao trabalho realizado com os álcoois contendo boro, foi estudada a resolução cinética de aminas primárias quirais contendo boro. Foram avaliadas diversas condições reacionais para alcançar a máxima resolução cinética destas aminas via acilação enantiosseletiva catalisada pela lipase CALB. Excelente enantiosseletividade (E >200) e altos excessos enantioméricos (até >99%) foram obtidos utilizando acetato de etila tanto como reagente doador de acila como solvente da reação. Adicionalmente, foi investigada a reação de biorredução de cetonas pró-quirais contendo boro. Os melhores resultados foram obtidos com as enzimas álcool desidrogenases (ADHs) purificadas dos microorganismos Rhodococcus ruber e Lactobacillus brevis. A ADH de R. ruber (ADH-A) promoveu a biorredução das cetonas aos respectivos álcoois de configuração-(R) com excelente enantiosseletividade (ee >99%), enquanto a ADH de L. brevis (ADH-LB) catalisou a redução de alguns exemplos de cetonas aos respectivos álcoois de configuração-(S), também com excelente enantiosseletividade. / In this work, was evaluated the reactivity of boron-containing organic compounds in enzyme-catalyzed reactions. Different examples of boron-containing chiral secondary alcohols were resolved by enantioselective acetylation mediated by lipase from Candida. antarctica (CALB). All reactions showed excellent enantioselectivities (E >200) and both remaining substrates and acetylated product were obtained in high enantiomeric excesses (up to >99%). Besides the enzymatic kinetic resolution, the chemoenzymatic dynamic kinetic resolution was also evaluated, using ruthenium complexes as racemization agents. After establishing the best conditions, the acetylated (R)-product was obtained with 83% conversion, maintaining the high enantioselectivity observed in the enzymatic kinetic resolution. As an expansion of work with boron-containing alcohols, the kinetic resolution of boron-containing chiral amines was studied. Several reaction conditions were studied to achieve the kinetic resolution of boron-containing amines via enantioselective acylation mediated by CAL-B. Excellent enantioselectivity (E >200) and high enantiomeric excess (up to >99%) of both the remaining amines and amides were obtained using ethyl acetate as both acyl donor and the reaction solvent. Additionally, the bioreduction of pro-chiral boron-containing ketones was investigated. The best results were obtained with purified alcohol dehydrogenases (ADH) from Rhodococcus ruber and Lactobacillus brevis. The ADH from R. ruber (ADH-A) mediated the bioreduction of ketones to their respective (R)-alcohols with excellent enantioselectivity (ee >99%), while the ADH from L. brevis (ADH-LB) catalyzed the reduction of some ketones to their respective (S)-alcohols, also with excellent enantioselectivity (ee >99%).

Base teórica: As fluoropirimidinas possuem significativa variabilidade na resposta terapêutica e na ocorrência de toxicidade, o que tem sido relacionado à deficiência na depuração metabólica mediada pela enzima diidropirimidina desidrogenase (DPD). Mutações nos genes codificadores da enzima, bem como fatores ambientais podem levar à baixa ou nula expressão enzimática, provocando efeitos adversos graves devido ao acúmulo destes fármacos. Até o presente, nenhum teste reconhecidamente valido para a identificação de indivíduos em risco de toxicidade severa está estabelecido na prática oncológica. A genotipagem para o gene DPYD apresenta poder preditivo limitado, pois é capaz de rastrear somente as mutações já conhecidas, que apresentam baixa frequência populacional. Por esta razão, ensaios funcionais baseados na avaliação da redução fisiológica do uracil (U) para diidrouracil (UH2), igualmente medidada pela DPD, têm sido propostos na identificação de pacientes predispostos à toxicidade. Nesta abordagem são estimadas as razões plasmáticas [UH2]/[U] em níveis basais ou após uma dose oral do U. Recentemente, foi sugerida a realização do teste funcional em saliva como amostra alternativa ao plasma, com maior estabilidade dos analitos. Entretanto, a associação entre as razões metabólicas nesta matriz e a toxicidade não foi validada em amostras clínicas. Objetivos: Avaliar a efetividade dos métodos de determinação da razão metabólica [UH2]/[U] em plasma e saliva e a genotipagem para o gene DPYD como preditores de toxicidade por fluoropirimidinas em pacientes com neoplasias gastrointestinais. Adicionalmente, o trabalho propôs o desenvolvimento de um método bioanalítico para a determinação de U e UH2 por cromatografia líquida de alta eficiência. Métodos: Foram obtidas amostras pareadas de plasma e saliva de 60 pacientes diagnosticados com neoplasia gastrointestinal e com indicação de tratamento com fluoropirimidinas. As concentrações de U e UH2 foram determinadas nas duas matrizes através de LC-MS/MS. Os efeitos adversos do primeiro ciclo de quimioterapia foram classificados de acordo com o NCI-CTCAE versão 4. A genotipagem da DYDP foi realizada por PCR tempo real e incluiu os alelos *2A; *13, Y186C; I560S, *7 Y186C. Resultados: 35% dos pacientes apresentaram toxicidade severa (graus 3/4), sendo a neutropenia a mais frequente (n=11). A genotipagem da DYDP não foi capaz de identificar pacientes em risco de toxicidade, uma vez que não foram encontrados portadores de alelos variáveis. As razões [UH2]/[U] variaram amplamente entre os pacientes, de 0,09 a 26,73 no plasma e de 0,08 a 24 na saliva. As razões [UH2]/[U] no plasma e na saliva demonstraram correlação elevada (rs=-0,575; P<0,01), porém, a saliva demonstrou maior correlação com o grau de toxicidade quando comparada ao plasma (rs=-0,515; P<0,01 vs rs=-0,282 P<0,05). Pacientes com grau de toxicidade 3/4 (n=21) apresentaram menor razão metabólica em comparação a pacientes com grau 1/2 (n=26) ou com ausência de toxicidade (n=13) (média 0.59 vs 2.22 e 2.83 no plasma e 1.62 vs 6.88 e 6.75 na saliva, P<0.01). A partir de curva ROC foi determinado o valor de corte de 1,16 para a razão em saliva com 86% de sensibilidade e 77% de especificidade para a identificação de pacientes com toxicidade severa. Nas amostras de plasma o valor de corte foi 4.0 com 71% de sensibilidade e 76% de especificidade. Adicionalmente, foi desenvolvido e validado um método bioanalítico para a dosagem de U e UH2 com exatidão (98.4–105.3%) e precisão precisão intra-ensaio (5.1–12.1%) e inter-ensaios (5.3–10.1%) satisfatórios. Conclusão: Neste grupo de pacientes a genotipagem dos alelos *2A; Y186C; I560S, Y186C e *7 da DPYD não mostrou-se útil na identificação de indivíduos com deficiência severa da DPD. Entretanto, as razões metabólicas [UH2]/[U] demonstraram ser um promissor teste para avaliar a funcionalidade da enzima e identificar a maioria dos casos de pacientes com sujeitos a toxicidade grave à fluoropirimidinas, com sensibilidade superior da saliva. / Background: Variation on therapeutic response to fluoropirimidines and toxicity have been related to impaired dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) mediated metabolism. Mutations in genes encoding the enzyme as well as environmental factors can lead to reduced or absent enzyme expression, causing serious adverse effects due to the accumulation of these drugs. To date, there is no clinically recognized valid assay, for the identification of individuals at risk of severe toxicity in oncological practice. DPYD genotyping has a limited prediction power, since it is able to identify only the already known mutations, which have low frequency in population. Therefore, functional DPD assays based on the assessment of uracil (U) to dihydrouracil (UH2) metabolism, which is also dependent on DPD, have been proposed to identify patients prone to toxicity. Thus, endogenous metabolic ratios of [UH2]/[U] or after an oral dose of U are determined in plasma. Recently, the use of saliva has been suggested as alternative matrix to plasma, with higher stability of analytes. However, the association between salivary metabolic ratios and toxicity has not been validated in clinical samples. Objective: To evaluate the use of plasma and saliva uracil (U) to dihydrouracil (UH2) metabolic ratios and DPYD genotyping, as a means to identify patients with dihydropyrimidine dehydrogenase (DPD) deficiency and fluoropyrimidine toxicity. Additionally, the work proposed the development of a bioanalytical method for the determination of U and UH2 by high-performance liquid chromatography. Methods: Paired plasma and saliva samples were obtained from 60 patients with gastrointestinal cancer before fluoropyrimidine treatment. U and UH2 concentrations were measured by LC-MS/MS. DPYD was genotyped for alleles *2A; Y186C; I560S, Y186C and *7. Results: 35% of the patients had severe toxicity. There was no variant allele carrier for DPYD. The [UH2]/[U] metabolic ratios were 0.09-26.73 in plasma and 0.08-24.0 in saliva, with higher correlation with toxicity grade in saliva compared to plasma (rs=-0.515 vs rs=-0.282). Median metabolic ratios were lower in patients with severe toxicity as compared to those with absence of toxicity (0.59 vs 2.83 plasma; 1.62 vs 6.75 saliva, P<0.01). A cut-off of 1.16 for salivary ratio was set with 86% sensitivity and 77% specificity for the identification of patients with severe toxicity. Similarly, a plasma cut-off of 4.0 revealed a 71% sensitivity and 76% specificity. Additionally, a bioanalytical method for the quantification of U and UH2, with adequate accuracy (98.4–105.3%) and precision (intra-assay CV 5.1–12.1% and inter-assay CV 5.3–10.1%) was develop and validated. Conclusions: DPYD genotyping for alleles *2A; Y186C; I560S, Y186C and *7 was not helpful in the identification of patients with severe DPD deficiency in this series of patients. The [UH2]/[U] metabolic ratios, however, proved to be a promising functional test to identify the majority of cases of severe DPD activity, with saliva performing better than plasma.

A neuralgia trigeminal é o tipo de neuropatia orofacial mais prevalente, acometendo principalmente indivíduos idosos. O sintoma mais característico é alodínia mecânica relacionada à sensibilização central. Atualmente, os tratamentos disponíveis para o tratamento da neuralgia trigeminal são o farmacológico, como uso de anticonvulsivantes e antidepressivos, e o cirúrgico, em casos eletivos. Entretanto, nem todos os pacientes obtém remissão sintomática, toleram os fármacos ou podem ser submetidos a procedimento cirúrgico. Mesmo nos casos em que é realizada cirurgia, os sintomas tendem a retornar em alguns anos. Assim, torna-se necessário buscar novas terapias para neuralgia trigeminal. A estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) parece ser uma alternativa promissora no alívio das dores neuropáticas por promover neuroplasticidade de sistemas envolvidos na modulação dos processos nociceptivos. Além disso, é uma técnica segura, não invasiva, indolor e bem tolerada. Devido a sua relevância, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da ETCC em um modelo animal de dor neuropática orofacial (neuralgia trigeminal) na resposta nociceptiva mecânica usando-se o teste de Von Frey de filamentos e em parâmetros bioquímicos (dosagem da enzima lactato desidrogenase (LDH) em soro e fator de necrose tumoral α (TNF- α), fator de crescimento neural (NGF) e interleucina 10 (IL-10) em tronco encefálico). Todos os procedimentos experimentais foram realizados na Unidade de Experimentação Animal (UEA), Unidade de Análises Moleculares e de Proteínas (UAMP) e Unidade de Patologia Experimental (UPE) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). O modelo de dor neuropática utilizado foi o de injúria por constrição crônica do nervo infraorbitário (CCI-ION) proposto por Imamura em 1997 adaptado. O trabalho foi dividido em dois desenhos experimentais. Inicialmente foi realizado o protocolo 1 que com 21 animais divididos em 2 grupos: dor (CCI-ION) e sham dor (acesso cirúrgico sem constrição). Foi realizado o teste de Von Frey nos tempos: basal, 3, 7, 10 e 14 dias pós-cirurgia para determinar a partir de que dia se estabelece dor neuropática. No protocolo 2, os animais foram divididos em 7 grupos: controle, sham dor, sham dor + sham ETCC (tratamento falso), sham dor + ETCC (tratamento ativo), dor, dor + sham ETCC e dor + ETCC. Esta etapa foi realizada em 2 fases. Na primeira fase, os animais foram eutanasiados 24 horas após a última sessão de tratamento, na segunda fase, 7 dias após a última sessão de tratamento. Foi realizado o teste de Von Frey de filamentos nos tempos: basal, 14 dias após a cirurgia, imediatamente a última sessão de tratamento, 24 horas após a última sessão de tratamento. Na segunda fase, foram realizadas avaliações neuroquímicas 7 dias após a última sessão de tratamento. O tratamento consistiu de 8 sessões diárias consecutivas de ETCC anodal com duração de 20 minutos para os grupos ETCC e o mesmo tempo como os eletrodos desligados para os grupos sham ETCC. Observamos que são necessários, pelo menos 14 dias após a cirurgia para o estabelecimento da dor neuropática, ETCC foi capaz de promover o retorno do limiar nociceptivo mecânico ao valor basal 24 horas após o final do tratamento no grupo dor com tratamento ativo. Não foi encontrada diferença entre os grupos imediatamente e 24h após o tratamento provavelmente porque o limiar nociceptivo dos animais foi re-estabelecido. Nas dosagens bioquímicas realizadas observou-se diminuição dos níveis de lactato desidrogenase (LDH) em soro no grupo dor e tratamento ativo, sugerindo segurança na técnica empregada. Os níveis de NGF (fator de crescimento neural) em tronco encefálico mostraram-se menores nos animais submetidos ao modelo de dor tratados com ETCC em relação aos submetidos ao modelo de dor, sem tratamento em 24 horas e, mais acentuadamente, após 7 dias do final do tratamento com ETCC. Os níveis de TNF-α e de IL-10 em tronco encefálico aumentaram nos grupos submetidos ao modelo de dor 7 dias após o final do tratamento, e a ETCC não foi capaz de reverter estes efeitos. A conclusão deste trabalho é de que o modelo de dor neuropática orofacial utilizado pode ser usado em estudos de curta duração (menor que 22 dias), não sendo útil para estudos longos. A ETCC mostrou-se eficaz no aumento do limiar nociceptivo em animais submetidos ao modelo de dor , reduzindo, NGF, TNF-α e IL-10 em tronco encefálico e demonstrando segurança. / Trigeminal neuralgia is the most prevalent type of orofacial neuropathy, it affects mainly elderly individuals. The most characteristic symptom is mechanical allodynia related to central sensitization. Currently, the therapies available for the treatment of trigeminal neuralgia are pharmacological, as anticonvulsants and antidepressants , and surgery in some cases. However, not all patients get remission of symptoms, tolerate the drugs side efects ou may undergo surgery. Even in cases where surgery is performed , the symptoms tend to return in a few years . Thus, it becomes necessary to search for new therapies for trigeminal neuralgia . Transcranial direct current stimulation (tDCS) appears to be a promising alternative for the relief of neuropathic pain by promoting neuroplasticity of the systems involved in the modulation of nociceptive processes. Moreover, it is a safe, non-invasive, painless and well tolerated technique. Because its relevance, the aim of this study was to evaluate the efficacy of tDCS in a neuropathic orofacial pain (trigeminal pain) animal model on nociceptive response using the Von Frey filament testing and biochemical parameters. All experimental procedures were performed in the Unidade de Experimentação Animal (UEA), Unidade de Aanálises Moleculares e de Proteínas (UAMP) and Unidade de Patologia Experimental (UPE) of Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Therefore, were evaluated the mechanical nociceptive response and some neurochemical parameters. Neuropathic pain model used was the chronic constriction injury to the infraorbital nerve (CCI- ION) adapted from Imamura in 1997. Behavioral evaluation was performed by the facial Von Frey filaments test . Biochemical parameters analyzed were: lactate dehydrogenase (LDH) in serum and tumor necrosis factor α (TNF- α) , nerve growth factor (NG ) , and interleukin 10 (IL -10 ) in brainstem. The study was divided into two experimental designs . Initially a pilot project was conducted with 21 animals divided into 2 groups : pain (CCI- ION) and sham pain (surgical access without nerve constriction) . Von Frey test was performed at times: baseline , 3, 7 , 10 and 14 days after surgery to determine the time when neuropathic pain was present. In the second experimental design , animals were divided into 7 groups: control , sham pain, sham pain + sham tDCS (fake treatment) , sham pain + tdcs (active treatment) , pain, + sham tDCS and pain + ETCC . This step was performed in 2 stages. In the first phase , the animals were euthanized 24 hours after the last treatment session, in the second phase , seven days after the last treatment session. In the second phase , neurochemical evaluations were performed 7 days after the last treatment session. Treatment consisted of 8 consecutive sessions of anodal tDCS with 20 minutes duration to tDCS groups and the same time as the electrodes disconnected for sham tDCS groups. It was observed that, at least 14 days after surgery are needed for establishing of neuropathic pain, tDCS was able to promote the return of the mechanical nociceptive threshold to baseline immediately and 24 hours after the end of treatment inside pain with active treatment group. No difference was found between groups immediately and 24 hours after treatment probably because the nociceptive threshold of the animals were re- established. In biochemical assays it was observed decrease in serum lactate dehydrogenase levels (LDH) in group pain and active treatment , suggesting technique’s security. The brainstem levels of NGF (nerve growth factor) were smaller in pain group treated with tDCS animals in comparison to pain model without treatment animals in 24 hours and most markedly after 7 days of tDCS end of treatment. The brainstem levels of TNF- α and IL - 10 were increased in pain groups in 7 days after the end of treatment , and tDCS was not able to reverse these effects . The conclusion is that the neuropathic orofacial pain model adopted can be used in short-term studies (less than 22 days) , not being useful for long studies. The ETCC was effective in reducing the nociceptive threshold in animals subjected to pain model , reducing NGF , TNF- α and IL- 10 in the brainstem with security.

Muitas doenças parasitárias, consideradas negligenciadas devido à falta de investimentos para o desenvolvimento de novas estratégias de prevenção e tratamento por parte dos setores público e privado, constituem um grave problema de saúde pública mundial e um obstáculo ao desenvolvimento sócio-econômico de países pobres e emergentes. A esquistossomose, em especial, é uma parasitose causada por platelmintos trematódeos do gênero Schistosoma que afeta 78 países e aproximadamente 249 milhões de pessoas. No Brasil, o S. mansoni é o agente etiológico causador da esquistossomose, chega a atingir 19 estados e aproximadamente 6 milhões de indivíduos. Embora atualmente o fármaco praziquantel seja utilizado para o tratamento da esquistossomose, há a necessidade de busca por novas opções terapêuticas, uma vez que este possui eficácia restrita ao estágio adulto do parasita, efeitos colaterais que dificultam a adesão do paciente ao tratamento e, dada a massiva administração do medicamento, a resistência do parasita ao medicamento pode se tornar um sério problema de saúde pública. Dentro deste contexto, existe um grande interesse em buscar novos alvos macromoleculares e em particular investigar o potencial da enzima diidroorotato desidrogenase (DHODH) como possível alvo terapêutico para o desenvolvimento de terapias eficazes e seguras para o tratamento da esquistossomose. A enzima DHODH participa da quarta etapa enzimática da via de biossíntese de nucleotídeos pirimidínicos, e estudos recentes demonstram que a inibição específica desta enzima compromete a produção de nucleotídeos, e consequentemente a proliferação celular. Na verdade a enzima DHODH já é alvo validado para o tratamento de doenças como o câncer, a artrite reumatoide e doenças parasitárias como a malária. Como primeira etapa para a avaliação do potencial terapêutico da enzima DHODH no tratamento da esquistossomose, este projeto propõe a caracterização bioquímica e biofísica da DHODH de Schistosoma mansoni, bem como a identificação de inibidores para esta enzima. Os resultados obtidos até o presente momento consistem no desenvolvimento de um protocolo de expressão e purificação que permitiram a obtenção de proteína pura e com rendimento de 40 miligramas de proteína por litro de meio de cultura. Nossos estudos demonstraram que a proteína se mostra mais estável na presença de detergente, alta concentração de sal e glicerol. Ensaios de espalhamento dinâmico de luz realizados a partir de amostras de SmDHODH purificadas a partir da associação de cromatografia por afinidade com cromatografia por exclusão molecular foram utilizados para a caracterização de uma população homogênea de diâmetro aproximado de 90 Å. Ensaios de atividade enzimática e de inibição foram realizados para SmDHODH, como também para a proteína homóloga humana, HsDHODH, de forma a permitir estudos comparativos. Os resultados sugerem que o pH ótimo da reação para ambas as enzimas se encontra na faixa entre 8,0 e 8,5. O protocolo de caracterização cinética desenvolvido para estas enzimas permitiu a obtenção dos parâmetros KM e kcat, assim como dar início à realização de ensaios de inibição na presença de bancos de ligantes de origem sintética e natural. Os resultados cinéticos obtidos sugerem que a SmDHODH e a HsDHODH seguem o mecanismo ii Ping-Pong, de acordo com o que já foi descrito para as outras DHODHs, com os seguintes valores de KM e kcat: KDHO= 174 ± 18 ?M; KQo= 159 ± 18 ?M; e kcat= 27 ± 1 s-1 para a SmDHODH e KDHO= 286 ± 31 ?M; KQo= 354 ± 38 ?M; e kcat= 78 ± 4 s-1 para a HsDHODH. Foram identificados compostos químicos com potencial inibitório na faixa de 794 ? 3 ?M a 19,1 ? 0,1 nM para a SmDHODH e de 33,9 ? 0,1 ?M a 37,2 ? 0,1 nM para a HsDHODH. Os resultados deste trabalho aliado aos estudos estruturais em desenvolvimento pelo nosso laboratório serão utilizados não só para a completa caracterização da enzima, mas também para o futuro planejamento de ligantes específicos baseados na estrutura e função protéica, como uma importante ferramenta no combate à esquistossomose. / Many parasitic diseases, considered neglected due to lack of investment from the public and private sectors in the development of new strategies for prevention and treatment, are a serious global public health problem and a hindrance to the development of poor and emergent countries. Schistosomiasis, in particular, is a parasitic disease caused by trematode plathelmintes of the genus Schistosoma that affects 78 countries and approximately 249 million people. In Brazil, S. mansoni, the endemic etiologic agent of schistosomiasis, is found in 19 states and affects approximately 6 million people. Although the drug praziquantel is currently used for the treatment of schistosomiasis, this drug has limited effectiveness in the adult stage of the parasite, many side effects hamper the adherence to the patient´s treatment and, given the intense drug usage, resistant parasites can, very soon, become a serious public health problem. Thus, there is a real need for the search of new therapeutic options. Within this context, there is a great interest in the search for new macromolecular targets against Schistosoma mansoni and in particular, to investigate the enzyme dihydroorotate dehydrogenase (DHODH) as new therapeutic target for the treatment of schistosomiasis. DHODH catalyzes the conversion of dihydroorotate (DHO) to orotate (ORO) in the fourth step of the pyrimidine nucleotides pathway. Recent studies show that specific inhibition of this enzyme commits nucleotides biosynthesis and, consequently, cell proliferation. DHODH is, in fact, a validated target for the treatment of diseases such as cancer, rheumatoid arthritis and malaria. As a first step towards the evaluation of the therapeutic potential of DHODH from S. mansoni (SmDHODH) for the treatment of schistosomiasis, this project proposed the biochemical and biophysical characterization, as well as the identification of inhibitors for this enzyme. The results obtained so far included the development of an expression and purification protocol that allowed us to obtain pure protein with a good yield. In addition, our findings reveals that for SmDHODH stabilization the enzyme requires a buffer containing detergent, glycerol and high salt concentration. Dynamic light scattering studies performed with SmDHODH protein samples purified by a combination of both affinity chromatography and size exclusion chromatography allowed the characterization of a homogeneous population with approximately 90 Å diameter. In order to allow comparative studies, enzymatic and inhibitory assays were performed for SmDHODH as well as for the human homologous enzyme (HsDHODH). The results suggest that for both enzymes the optimum pH for the enzymatic reaction is found in the range of 8.0 and 8.5. The enzymatic assay developed for this class of enzymes allowed the characterization of the kinetic parameters KM and kcat for both enzymes, as well as the performance of inhibitory assays in the presence of synthetic and natural ligands. The inhibition tests allowed us the identification of chemical compounds that inhibit SmDHODH in the range of 794 ? 3 ?M to 19.1 ? 0.1 nM and HsDHODH in the range of 33.9 ? 0.1 ?M a 37.2 ? 0.1 nM. The results of this work, together with structural studies currently in progress in our laboratory will be exploited for the complete characterization of the iv enzyme, as well as for the development of specific inhibitors of SmDHODH, as an important tool in the fight against schistosomiasis.

As biocélulas a combustível enzimáticas (BFCs) são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica, utilizando enzimas como biocatalisadores. Quando miniaturizada, uma BFC pode ser implantada em animais vertebrados e invertebrados, vislumbrando-se sua utilização na produção de energia elétrica para alimentar microdispositivos biomédicos e microssensores em pequenos insetos. No entanto, ainda é um desafio obter BFCs implantáveis e miniaturizadas, com uma potência suficiente (dezenas de microwatts) para alimentar microcircuitos eletrônicos de maneira estável e em longo prazo. Diante do exposto, esta tese de doutorado apresenta um estudo das propriedades eletroquímicas de eletrodos enzimáticos, visando a aplicação em BFCs de glicose/O2 miniaturizadas e implantáveis. Para isso, utilizaram-se fibras flexíveis de carbono (FCFs) modificadas com as enzimas bilirrubina oxidase (BOx) no cátodo e glicose desidrogenase (GDh) NAD-dependente no ânodo, a fim de se obter a redução de O2 e a oxidação de glicose, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que FCFs previamente submetidas a um tratamento químico de oxidação com permanganato de potássio e com posterior eletrodepolimerização do mediador vermelho neutro produzem bioânodos estáveis e robustos. Estes eletrodos, combinados com biocátodos compostos por FCFs na ausência de mediadores redox, foram utilizados em BFCs miniaturizadas, que foram implantadas em formigas da espécie Atta sexdens rubrupilosa. A potência máxima da BFC operando in vivo foi 13,5 &plusmn; 3,8 &micro;W cm-2 em 190 &plusmn; 58,9 mV, com corrente máxima de 143 &plusmn; 40,2 &micro;A cm-2 e a voltagem de circuito aberto de 260 &plusmn; 99,6 mV. Acredita-se que estes valores ainda possam ser otimizados e este trabalho contribui para mostrar que a flexibilidade das FFC, a presença de um mediador de elétrons polimérico no ânodo, o uso do tratamento químico de oxidação com permanganato de potássio das fibras e a miniaturização dos eletrodos são elementos importantes, e que podem ser considerados no desenvolvimento de biocélulas a combustível implantáveis. / Enzymatic biofuel cells (BFCs) are electrochemical devices that convert chemical energy into electrical energy using enzymes as biocatalysts. When miniaturized, BFCs can be implanted in vertebrate and invertebrate animals and, their use to produce electrical energy to feed biomedical microdevices and micro-sensors in small insects can be observed. However, it is still challenging to obtain implantable and miniaturized BFCs, with sufficient power (tens of microwatts) to power electronic microcircuits in a stable and long-term manner. In view of the above, this PhD thesis presents a study of the electrochemical properties of enzymatic electrodes, aiming to use them in miniaturized and implantable glucose/O2 BFCs. In order to obtain a reduction in O2 and oxidation of glucose, flexible carbon fibers (FCFs) modified with bilirubin oxidase (BOx) enzymes in the cathode and glucose dehydrogenase (GDh) at the anode, respectively, were used. The results show that FCFs previously submitted to a chemical treatment of oxidation with potassium permanganate and, subsequently, electropolymerization of the neutral red mediator produce stable and robust bioanodes. These electrodes, combined with biocathodes consisting of FCFs in the absence of redox mediators, were used in miniaturized BFCs, which were implanted in Atta sexdens rubrupilosa ant species. The BFC maximum power source, operating in vivo, was 13.5 &plusmn; 3.8 &mu;W cm-2 at 190 ± 58.9 mV, with a maximum current of 143 &plusmn; 40.2 &mu;A cm-2 and the open circuit voltage was 260 &plusmn; 99.6 mV. Although these values can be optimized, this research shows that the flexibility of the FCF, the presence of a polymer electron mediator on the anode, using the chemical treatment of oxidation with potassium permanganate of the fibers and electrode miniaturization are important elements, which can be considered in the development of implantable biofuels.

Para a bioeletrocatálise de oxidação de etanol, a alteração da superfície eletródica e a otimização do processo de imobilização enzimática se fazem necessárias. Neste cenário, as fibras flexíveis de carbono (FFC) merecem destaque, pois além de sua superfície ser facilmente modificada devido à presença de carbono sp2, as mesmas possuem alta resistência mecânica e elasticidade, combinadas com a alta condutividade elétrica e térmica. Nesta tese de doutorado, apresenta-se como obter bioeletrodos de FFC modificadas com a enzima álcool desidrogenase (ADH) NAD-dependente, visando também aprimorar a oxidação da coenzima NADH (dinucleotídeo de nicotinamida e adenina). Os resultados mostram que quando as FCF são previamente submetidas a um tratamento oxidativo em meio ácido (KMnO4/H2SO4), obtém-se bioeletrodos estáveis, robustos e com alta área superficial. Além disso, observou-se que esses eletrodos possuem grupos funcionais contendo oxigênio que auxiliam na bioeletrocatálise de oxidação do etanol. Presume-se que presença de grupos quinonas seja responsável por facilitar a regeneração da coenzima, ou seja, estes grupos atuam decisivamente na oxidação do NADH. A alta qualidade dos bioeletrodos possibilitou manter a atividade catalítica da ADH por longo prazo, propriedade essa crucial para o estudo da oxidação do etanol acoplada à espectrometria de massas (DEMS). Devido a este estudo, foi possível observar concomitantemente a regeneração da coenzima (NADH -> NAD+) e a geração de acetaldeído como produto de bioeletroxidação do etanol, ambos em estado estacionário. Em suma, o estudo aqui apresentado introduz uma abordagem que combina não só o desenvolvimento de fibras de carbono tratadas quimicamente para aplicação em bioeletrocatálise, mas também um foco inédito no acoplamento entre a espectrometria de massas e a bioeletroquímica para a resolução de mecanismos enzimáticos. / Regarding the bioelectrocatalysis of the ethanol oxidation, the electrodic surface modification and the optimization of enzymatic immobilization are necessary. In this scenario, the flexible carbon fibers (FCF) are noteworthy, because besides their surface can be modified in an easy way due the presence of carbon sp2, they have high mechanical resistance and elasticity, combined with high electrical and thermal conductivity. In this doctoral thesis, it is presented how to obtain bioelectrodes of FFC modified with the enzyme alcohol dehydrogenase (ADH) NAD-dependent, as well as to improve the oxidation of the coenzyme NADH (nicotinamide adenine dinucleotide). The results show that when FCF is previously submitted to an oxidative treatment in acidic medium (KMnO4/H2SO4), stable, robust and high surface area bioelectrodes are obtained. In addition, it was observed that these electrodes have oxygen-containing functional groups that improve the bioelectrocatalysis of ethanol oxidation. There is proposed that the presence of quinone groups is responsible for facilitating the regeneration of the coenzyme, i. e., these groups act decisively in the oxidation of NADH. The high quality of the bioelectrodes allowed it to maintain the catalytic activity of the ADH for long term, property crucial for the study of the oxidation of ethanol coupled to mass spectrometry (DEMS). By using DEMS, there were possible to observe coenzyme regeneration and the generation of acetaldehyde as a bioelectrooxidation product of ethanol, both at steady state, which were simultaneously observed. In summary, the present study introduces an to an approach that combines not only the development of chemically treated carbon fibers for application in bioelectrocatalysis, but also an unprecedented focus on the coupling between mass spectrometry and bioelectrochemistry for the resolution of enzymatic mechanisms.

Muitas doenças parasitárias, consideradas negligenciadas devido à falta de investimentos para o desenvolvimento de novas estratégias de prevenção e tratamento por parte dos setores público e privado, constituem um grave problema de saúde pública mundial e um obstáculo ao desenvolvimento sócio-econômico de países pobres e emergentes. A esquistossomose, em especial, é uma parasitose causada por platelmintos trematódeos do gênero Schistosoma que afeta 78 países e aproximadamente 249 milhões de pessoas. No Brasil, o S. mansoni é o agente etiológico causador da esquistossomose, chega a atingir 19 estados e aproximadamente 6 milhões de indivíduos. Embora atualmente o fármaco praziquantel seja utilizado para o tratamento da esquistossomose, há a necessidade de busca por novas opções terapêuticas, uma vez que este possui eficácia restrita ao estágio adulto do parasita, efeitos colaterais que dificultam a adesão do paciente ao tratamento e, dada a massiva administração do medicamento, a resistência do parasita ao medicamento pode se tornar um sério problema de saúde pública. Dentro deste contexto, existe um grande interesse em buscar novos alvos macromoleculares e em particular investigar o potencial da enzima diidroorotato desidrogenase (DHODH) como possível alvo terapêutico para o desenvolvimento de terapias eficazes e seguras para o tratamento da esquistossomose. A enzima DHODH participa da quarta etapa enzimática da via de biossíntese de nucleotídeos pirimidínicos, e estudos recentes demonstram que a inibição específica desta enzima compromete a produção de nucleotídeos, e consequentemente a proliferação celular. Na verdade a enzima DHODH já é alvo validado para o tratamento de doenças como o câncer, a artrite reumatoide e doenças parasitárias como a malária. Como primeira etapa para a avaliação do potencial terapêutico da enzima DHODH no tratamento da esquistossomose, este projeto propõe a caracterização bioquímica e biofísica da DHODH de Schistosoma mansoni, bem como a identificação de inibidores para esta enzima. Os resultados obtidos até o presente momento consistem no desenvolvimento de um protocolo de expressão e purificação que permitiram a obtenção de proteína pura e com rendimento de 40 miligramas de proteína por litro de meio de cultura. Nossos estudos demonstraram que a proteína se mostra mais estável na presença de detergente, alta concentração de sal e glicerol. Ensaios de espalhamento dinâmico de luz realizados a partir de amostras de SmDHODH purificadas a partir da associação de cromatografia por afinidade com cromatografia por exclusão molecular foram utilizados para a caracterização de uma população homogênea de diâmetro aproximado de 90 Å. Ensaios de atividade enzimática e de inibição foram realizados para SmDHODH, como também para a proteína homóloga humana, HsDHODH, de forma a permitir estudos comparativos. Os resultados sugerem que o pH ótimo da reação para ambas as enzimas se encontra na faixa entre 8,0 e 8,5. O protocolo de caracterização cinética desenvolvido para estas enzimas permitiu a obtenção dos parâmetros KM e kcat, assim como dar início à realização de ensaios de inibição na presença de bancos de ligantes de origem sintética e natural. Os resultados cinéticos obtidos sugerem que a SmDHODH e a HsDHODH seguem o mecanismo ii Ping-Pong, de acordo com o que já foi descrito para as outras DHODHs, com os seguintes valores de KM e kcat: KDHO= 174 ± 18 ?M; KQo= 159 ± 18 ?M; e kcat= 27 ± 1 s-1 para a SmDHODH e KDHO= 286 ± 31 ?M; KQo= 354 ± 38 ?M; e kcat= 78 ± 4 s-1 para a HsDHODH. Foram identificados compostos químicos com potencial inibitório na faixa de 794 ? 3 ?M a 19,1 ? 0,1 nM para a SmDHODH e de 33,9 ? 0,1 ?M a 37,2 ? 0,1 nM para a HsDHODH. Os resultados deste trabalho aliado aos estudos estruturais em desenvolvimento pelo nosso laboratório serão utilizados não só para a completa caracterização da enzima, mas também para o futuro planejamento de ligantes específicos baseados na estrutura e função protéica, como uma importante ferramenta no combate à esquistossomose. / Many parasitic diseases, considered neglected due to lack of investment from the public and private sectors in the development of new strategies for prevention and treatment, are a serious global public health problem and a hindrance to the development of poor and emergent countries. Schistosomiasis, in particular, is a parasitic disease caused by trematode plathelmintes of the genus Schistosoma that affects 78 countries and approximately 249 million people. In Brazil, S. mansoni, the endemic etiologic agent of schistosomiasis, is found in 19 states and affects approximately 6 million people. Although the drug praziquantel is currently used for the treatment of schistosomiasis, this drug has limited effectiveness in the adult stage of the parasite, many side effects hamper the adherence to the patient´s treatment and, given the intense drug usage, resistant parasites can, very soon, become a serious public health problem. Thus, there is a real need for the search of new therapeutic options. Within this context, there is a great interest in the search for new macromolecular targets against Schistosoma mansoni and in particular, to investigate the enzyme dihydroorotate dehydrogenase (DHODH) as new therapeutic target for the treatment of schistosomiasis. DHODH catalyzes the conversion of dihydroorotate (DHO) to orotate (ORO) in the fourth step of the pyrimidine nucleotides pathway. Recent studies show that specific inhibition of this enzyme commits nucleotides biosynthesis and, consequently, cell proliferation. DHODH is, in fact, a validated target for the treatment of diseases such as cancer, rheumatoid arthritis and malaria. As a first step towards the evaluation of the therapeutic potential of DHODH from S. mansoni (SmDHODH) for the treatment of schistosomiasis, this project proposed the biochemical and biophysical characterization, as well as the identification of inhibitors for this enzyme. The results obtained so far included the development of an expression and purification protocol that allowed us to obtain pure protein with a good yield. In addition, our findings reveals that for SmDHODH stabilization the enzyme requires a buffer containing detergent, glycerol and high salt concentration. Dynamic light scattering studies performed with SmDHODH protein samples purified by a combination of both affinity chromatography and size exclusion chromatography allowed the characterization of a homogeneous population with approximately 90 Å diameter. In order to allow comparative studies, enzymatic and inhibitory assays were performed for SmDHODH as well as for the human homologous enzyme (HsDHODH). The results suggest that for both enzymes the optimum pH for the enzymatic reaction is found in the range of 8.0 and 8.5. The enzymatic assay developed for this class of enzymes allowed the characterization of the kinetic parameters KM and kcat for both enzymes, as well as the performance of inhibitory assays in the presence of synthetic and natural ligands. The inhibition tests allowed us the identification of chemical compounds that inhibit SmDHODH in the range of 794 ? 3 ?M to 19.1 ? 0.1 nM and HsDHODH in the range of 33.9 ? 0.1 ?M a 37.2 ? 0.1 nM. The results of this work, together with structural studies currently in progress in our laboratory will be exploited for the complete characterization of the iv enzyme, as well as for the development of specific inhibitors of SmDHODH, as an important tool in the fight against schistosomiasis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-07-07Bitstream added on 2014-06-13T19:09:26Z : No. of bitstreams: 1 reis_jpz_me_arafcf.pdf: 425057 bytes, checksum: 37bfdbfbb7c3c607942b9445950e32e0 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O presente trabalho descreve e compara duas metodologias enzimáticas de dosagem de etanol (métodos UV e colorimétrico), que utilizam desidrogenase alcoólica (álcool: NAD+: oxidoredutase EC 1.1.1.1) de fermento de panificação (Mauri Brasil Ind. Comp. e Imp. Ltda), adquirida no comércio na forma desidratada. A atividade da álcool desidrogenase (ADH) presente no extrato bruto de levedura de panificação, da ordem de 5,66 U/mL, foi utilizada nos ensaios colorimétricos, enquanto que nos ensaios no ultravioleta (UV), atividades ao redor de 30 U/mL foram obtidas através da otimização das condições de extração e purificação parcial da ADH. A estabilidade da ADH foi mantida durante 2 meses, na forma liofilizada a 4oC (retenção de 96,2% de sua atividade), na presença de 1 mM de azida de sódio. A mesma preparação enzimática, reconstituída em PEG 15% e armazenada durante 12 meses em freezer (-18oC), apresentou retenção de 50% de sua atividade até 2 meses. O método ultravioleta de dosagem de etanol (detecção na faixa de 2,3 x 10-4 g/L a 6,91 x 10-3 g/L ou 5 æM a 150 æM) baseia-se na conversão enzimática do etanol a acetaldeído, através de reação de óxido-redução, tendo o NAD+ como aceptor de elétrons. O NADH formado pela reação é quantificado com leituras espectrofométricas a 340 nm, conforme descrito por Gattás (2002). Uma preparação enzimática parcialmente purificada e diluída foi utilizada na quantificação de etanol em diferentes bebidas, mostrando desvios dos teores alcoólicos de no máximo 2,1% quando comparados às especificações do produtor. O ensaio de etanol em vinho foi realizado com recuperação da ordem de 99,25% em amostra contendo, originalmente, 249,65 g/L de etanol. O método colorimétrico de dosagem de etanol (detecção na faixa de 4,6 x 10-2 g/L a 23,0 x 10-2 g/L ou 1000 æM a 5000 æM)... / The present work describes and compares two enzymatic methodology of ethanol dosage (UV and colorimetric methods), that use alcohol dehydrogenase (alcohol: NAD+: oxidoredutase EC 1.1.1.1) of baker s yeast (Mauri Brasil Ind. Comp. e Imp. Ltda) acquired in the commerce in the dry form. The activity of the alcohol dehydrogenase (ADH) at around 5.66 U/mL present in the crude extract of baker s yeast was used in the colorimetric assay, whereas activities at around of 30 U/mL were obtained through the optimization of the extraction conditions and partial purification of ADH in the ultraviolet assay (UV). The stability of liophilized ADH at 4ºC was maintained for 2 months (retention of 96.2% of activity) in the presence of 1 mM sodium azide. The same enzymatic preparation reconstituted in PEG 15% and stored for 12 months in freezer (-18ºC) presented retention of 50% of your activity up to 2 months. The ultraviolet method of ethanol dosage (detection range of 2.3 x10-4 g/L to 6.91 x 10-3 g/L or 5 æM to 150 æM) is based on the enzymatic conversion of ethanol into acetaldehyde, through oxido-reduction reaction with NAD+ as the aceptor of electrons. The NADH formed by the reaction was quantified spectrophotometrically at 340 nm, as described by Gattás (2002). A partially purified and diluted enzymatic preparation was used for ethanol quantification in different beverages, showing alcoholic contents deviations up to 2.1% when compared to the specifications of the manufacturer. The ethanol assay in wine was accomplished with a recovery at around 99.25% in sample originally containing 249.65 g/L of ethanol. The colorimetric method of ethanol dosage (detection range of 4.6 x 10-2 g/L to 23.0 x 10-2 g/L or 1000 æM to 5000 æM) uses the color reagents system MTT/PMS dissolved in saline phosphate buffer (PBS), determined spectrophotometrically at 570-655 nm... (Complete abstract, click electronic address below)

A neuralgia trigeminal é o tipo de neuropatia orofacial mais prevalente, acometendo principalmente indivíduos idosos. O sintoma mais característico é alodínia mecânica relacionada à sensibilização central. Atualmente, os tratamentos disponíveis para o tratamento da neuralgia trigeminal são o farmacológico, como uso de anticonvulsivantes e antidepressivos, e o cirúrgico, em casos eletivos. Entretanto, nem todos os pacientes obtém remissão sintomática, toleram os fármacos ou podem ser submetidos a procedimento cirúrgico. Mesmo nos casos em que é realizada cirurgia, os sintomas tendem a retornar em alguns anos. Assim, torna-se necessário buscar novas terapias para neuralgia trigeminal. A estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) parece ser uma alternativa promissora no alívio das dores neuropáticas por promover neuroplasticidade de sistemas envolvidos na modulação dos processos nociceptivos. Além disso, é uma técnica segura, não invasiva, indolor e bem tolerada. Devido a sua relevância, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da ETCC em um modelo animal de dor neuropática orofacial (neuralgia trigeminal) na resposta nociceptiva mecânica usando-se o teste de Von Frey de filamentos e em parâmetros bioquímicos (dosagem da enzima lactato desidrogenase (LDH) em soro e fator de necrose tumoral α (TNF- α), fator de crescimento neural (NGF) e interleucina 10 (IL-10) em tronco encefálico). Todos os procedimentos experimentais foram realizados na Unidade de Experimentação Animal (UEA), Unidade de Análises Moleculares e de Proteínas (UAMP) e Unidade de Patologia Experimental (UPE) do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). O modelo de dor neuropática utilizado foi o de injúria por constrição crônica do nervo infraorbitário (CCI-ION) proposto por Imamura em 1997 adaptado. O trabalho foi dividido em dois desenhos experimentais. Inicialmente foi realizado o protocolo 1 que com 21 animais divididos em 2 grupos: dor (CCI-ION) e sham dor (acesso cirúrgico sem constrição). Foi realizado o teste de Von Frey nos tempos: basal, 3, 7, 10 e 14 dias pós-cirurgia para determinar a partir de que dia se estabelece dor neuropática. No protocolo 2, os animais foram divididos em 7 grupos: controle, sham dor, sham dor + sham ETCC (tratamento falso), sham dor + ETCC (tratamento ativo), dor, dor + sham ETCC e dor + ETCC. Esta etapa foi realizada em 2 fases. Na primeira fase, os animais foram eutanasiados 24 horas após a última sessão de tratamento, na segunda fase, 7 dias após a última sessão de tratamento. Foi realizado o teste de Von Frey de filamentos nos tempos: basal, 14 dias após a cirurgia, imediatamente a última sessão de tratamento, 24 horas após a última sessão de tratamento. Na segunda fase, foram realizadas avaliações neuroquímicas 7 dias após a última sessão de tratamento. O tratamento consistiu de 8 sessões diárias consecutivas de ETCC anodal com duração de 20 minutos para os grupos ETCC e o mesmo tempo como os eletrodos desligados para os grupos sham ETCC. Observamos que são necessários, pelo menos 14 dias após a cirurgia para o estabelecimento da dor neuropática, ETCC foi capaz de promover o retorno do limiar nociceptivo mecânico ao valor basal 24 horas após o final do tratamento no grupo dor com tratamento ativo. Não foi encontrada diferença entre os grupos imediatamente e 24h após o tratamento provavelmente porque o limiar nociceptivo dos animais foi re-estabelecido. Nas dosagens bioquímicas realizadas observou-se diminuição dos níveis de lactato desidrogenase (LDH) em soro no grupo dor e tratamento ativo, sugerindo segurança na técnica empregada. Os níveis de NGF (fator de crescimento neural) em tronco encefálico mostraram-se menores nos animais submetidos ao modelo de dor tratados com ETCC em relação aos submetidos ao modelo de dor, sem tratamento em 24 horas e, mais acentuadamente, após 7 dias do final do tratamento com ETCC. Os níveis de TNF-α e de IL-10 em tronco encefálico aumentaram nos grupos submetidos ao modelo de dor 7 dias após o final do tratamento, e a ETCC não foi capaz de reverter estes efeitos. A conclusão deste trabalho é de que o modelo de dor neuropática orofacial utilizado pode ser usado em estudos de curta duração (menor que 22 dias), não sendo útil para estudos longos. A ETCC mostrou-se eficaz no aumento do limiar nociceptivo em animais submetidos ao modelo de dor , reduzindo, NGF, TNF-α e IL-10 em tronco encefálico e demonstrando segurança. / Trigeminal neuralgia is the most prevalent type of orofacial neuropathy, it affects mainly elderly individuals. The most characteristic symptom is mechanical allodynia related to central sensitization. Currently, the therapies available for the treatment of trigeminal neuralgia are pharmacological, as anticonvulsants and antidepressants , and surgery in some cases. However, not all patients get remission of symptoms, tolerate the drugs side efects ou may undergo surgery. Even in cases where surgery is performed , the symptoms tend to return in a few years . Thus, it becomes necessary to search for new therapies for trigeminal neuralgia . Transcranial direct current stimulation (tDCS) appears to be a promising alternative for the relief of neuropathic pain by promoting neuroplasticity of the systems involved in the modulation of nociceptive processes. Moreover, it is a safe, non-invasive, painless and well tolerated technique. Because its relevance, the aim of this study was to evaluate the efficacy of tDCS in a neuropathic orofacial pain (trigeminal pain) animal model on nociceptive response using the Von Frey filament testing and biochemical parameters. All experimental procedures were performed in the Unidade de Experimentação Animal (UEA), Unidade de Aanálises Moleculares e de Proteínas (UAMP) and Unidade de Patologia Experimental (UPE) of Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). Therefore, were evaluated the mechanical nociceptive response and some neurochemical parameters. Neuropathic pain model used was the chronic constriction injury to the infraorbital nerve (CCI- ION) adapted from Imamura in 1997. Behavioral evaluation was performed by the facial Von Frey filaments test . Biochemical parameters analyzed were: lactate dehydrogenase (LDH) in serum and tumor necrosis factor α (TNF- α) , nerve growth factor (NG ) , and interleukin 10 (IL -10 ) in brainstem. The study was divided into two experimental designs . Initially a pilot project was conducted with 21 animals divided into 2 groups : pain (CCI- ION) and sham pain (surgical access without nerve constriction) . Von Frey test was performed at times: baseline , 3, 7 , 10 and 14 days after surgery to determine the time when neuropathic pain was present. In the second experimental design , animals were divided into 7 groups: control , sham pain, sham pain + sham tDCS (fake treatment) , sham pain + tdcs (active treatment) , pain, + sham tDCS and pain + ETCC . This step was performed in 2 stages. In the first phase , the animals were euthanized 24 hours after the last treatment session, in the second phase , seven days after the last treatment session. In the second phase , neurochemical evaluations were performed 7 days after the last treatment session. Treatment consisted of 8 consecutive sessions of anodal tDCS with 20 minutes duration to tDCS groups and the same time as the electrodes disconnected for sham tDCS groups. It was observed that, at least 14 days after surgery are needed for establishing of neuropathic pain, tDCS was able to promote the return of the mechanical nociceptive threshold to baseline immediately and 24 hours after the end of treatment inside pain with active treatment group. No difference was found between groups immediately and 24 hours after treatment probably because the nociceptive threshold of the animals were re- established. In biochemical assays it was observed decrease in serum lactate dehydrogenase levels (LDH) in group pain and active treatment , suggesting technique’s security. The brainstem levels of NGF (nerve growth factor) were smaller in pain group treated with tDCS animals in comparison to pain model without treatment animals in 24 hours and most markedly after 7 days of tDCS end of treatment. The brainstem levels of TNF- α and IL - 10 were increased in pain groups in 7 days after the end of treatment , and tDCS was not able to reverse these effects . The conclusion is that the neuropathic orofacial pain model adopted can be used in short-term studies (less than 22 days) , not being useful for long studies. The ETCC was effective in reducing the nociceptive threshold in animals subjected to pain model , reducing NGF , TNF- α and IL- 10 in the brainstem with security.