Submitted by Karin Goebel (karing@fiocruz.br) on 2014-11-26T11:59:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Sharon Martins_versão biblioteca.pdf: 5639087 bytes, checksum: d97ea2343abfd37c4cdfe4960a4df639 (MD5) / Approved for entry into archive by Karin Goebel (karing@fiocruz.br) on 2014-11-26T11:59:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Sharon Martins_versão biblioteca.pdf: 5639087 bytes, checksum: d97ea2343abfd37c4cdfe4960a4df639 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-26T11:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Sharon Martins_versão biblioteca.pdf: 5639087 bytes, checksum: d97ea2343abfd37c4cdfe4960a4df639 (MD5) Previous issue date: 2012 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Carlos Chagas. Curitiba, PR, Brasil / Trypanosoma cruzi, o agente etiológico da doença de Chagas, é um organismoamplamente estudado devido a sua importância médica e também por possuircaracterísticas peculiares que o tornam um bom modelo de estudo para questõesbiológicas básicas. A repressão de RNAs mensageiros em grânulos citoplasmáticoscompostos de complexos mRNA-proteína (mRNPs) é uma importante via de regulaçãopós transcricional em eucariotos e, recentemente, foi demonstrado que grânulos deRNA estão presentes em T. cruzi. Alguns ortólogos de proteínas humanas envolvidasem mecanismos de regulação foram encontrados nestas estruturas e caracterizados,mas a função e composição de grânulos de mRNA neste modelo experimentalpermanecem desconhecidas. Em humanos e outros eucariotos, condições de estressecomo calor, radiação UV, presença de agentes citotóxicos ou deficiência de glucosepodem induzir a formação de grânulos de estresse, um tipo de estrutura citoplasmáticaenvolvida em repressão, separação e armazenamento de mRNA durante condiçõesadversas. Foram encontradas, em banco de dados de T. cruzi, três sequências deproteínas que possuem certa similaridade estrutural com as proteínas humanas TIA1 eTIAR. Os genes correspondentes foram clonados utilizando-se a tecnologia Gateway®,para a obtenção de proteínas recombinantes. As proteínas purificadas foram utilizadaspara produzir anticorpos policlonais em camundongos, os quais puderam elucidar alocalização celular e padrões de expressão destas proteínas durante o ciclo de vida doparasita. A caracterização destas proteínas pode ajudar a elucidar melhor osmecanismos de regulação pós transcricional em T. cruzi. / Trypanosoma cruzi, the etiological agent of Chagas’ disease, is an organism widely studied due to its medical importance and particular features that make it an alternative model for basic biological studies. Repression of messenger RNAs in cytoplasmic granules composed of mRNA-protein (mRNP) complexes is an important pathway of posttranscriptional regulation in eukaryotes, and recently was shown that mRNA granules are present in T. cruzi. A few orthologs of human proteins involved in mRNA metabolism were found and characterized on these structures, but the function and composition of mRNA granules in this organism remain unknown. In humans and other eukaryotes, stress conditions such as heat, UV radiation, presence of cytotoxic agents or glucose starvation can induce the formation of stress granules, cytoplasmic structures involved in mRNA repression, sorting and storage during adverse conditions. Three protein sequences that have a certain structural similarity with the human TIA1/TIAR proteins were found in the T. cruzi data bank. The genes encoding these three proteins were cloned using the Gateway® technology and the recombinant proteins were obtained. The purified proteins were used to produce polyclonal antibodies in mice and the cellular localization and expression patterns of these proteins during the parasite’s life cycle were performed. The characterization of these proteins can help to elucidate the mechanisms of posttranscriptional regulation in T. cruzi.

GARANTIZADO, F. E. A. Caracterização da família multigênica da proteína desacopladora de plantas (pUCP) e regulação da expressão gênica sob diferentes condições de estresses abióticos em Vigna unguiculata (L.) Walp. 2012. 152 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2015-01-22T20:36:03Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_feagarantizado.pdf: 1868479 bytes, checksum: bd2f77d349cdf7e3f758d725ec4fc1fa (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-02-12T15:58:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_feagarantizado.pdf: 1868479 bytes, checksum: bd2f77d349cdf7e3f758d725ec4fc1fa (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-12T15:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_feagarantizado.pdf: 1868479 bytes, checksum: bd2f77d349cdf7e3f758d725ec4fc1fa (MD5) Previous issue date: 2012 / The plant uncoupling proteins (pUCP) are located in the inner mitochondrial membrane and facilitate the proton translocation across the intermembrane space into the mitochondrial matrix, deflecting the passage of H + by F1-ATPase activity, thus affecting the efficiency of oxidative phosphorylation, i.e decreasing the synthesis of ATP coupled to the operation of the electron transport chain. Therefore, these proteins are responsible for dissipating the electrochemical gradient of H+, generated by respiration, releasing heat to the environment. These proteins belong to family of carriers Mitochondrial Anion (FCAM) and are encoded by multigene families. Their function is not yet fully elucidated, but the literature suggests involvement in adapting to biotic and abiotic stresses and cell protection by avoiding the production of reactive oxygen species (ROS). Their participation in adaptive thermogenesis is unclear. The aim of this work was to characterize the multigene family of pUCP in Vigna unguiculata (L.) Walp and your regulation through gene expression in response to different abiotic stresses. Vigna unguiculata seeds were germinated on paper imbibed water in the dark. Three days after germination the seedlings were transferred to Hoagland solution for 3 days before application of stress. Roots and leaves were collected at 0, 6, 12 and 24 hours after addition of the respective 100 mM NaCl, 200.67 g / L PEG, 10 mM H2O2 and 5 mM salicylic acid to characterize the profile of multigene family expression of genes for pUCP by semiquantitative RT-PCR and real-time PCR (qPCR). Specific primers were designed based on the sequences of cDNA / gene identified in pUCPs Vigna unguiculata using the PerlPrimer tool. Amplification of cDNA of actin was used to normalize the data for RT-PCR semi-quantitative and three constitutive genes were used to normalize the data of qPCR: 2 to actin gene (actin 4 and 5) and a gene for factor alogament 1-α (EF1α). In silico analysis revealed that in Fabales order pUCP is encoded by at least six pUCPs genes presenting a duplication of the gene type 1 (1a, 1b) and a pUCP6 gene deletion. The multigene family of pUCP, consisting of six genes was then identified in Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 and VuUCP5). The alignment of amino acid and nucleotide sequences of the species of Fabales order including Vigna unguiculata, revealed three xv. conserved sequences called signal Energy Transfer Protein (SPTE), and four domains (or regions or sites) existence of specific true pUCPs in Vigna unguiculata. VuUCP1a gene was constitutively expressed in leaves and roots, contrasting with VuUCP1b, whose expression was modulated in a stress and tissue-dependent manner. The VuUCP1b expression increased in response to all treatments (PEG, NaCl, H2O2 and salicylic acid) in roots, whereas the expression in leaves did not increase in response to NaCl. VuUCP2 expression was inhibited in response to PEG in leaves. VuUCP4 showed constitutive expression in response to stresses in both tissues, while VuUCP3 and VuUCP5 showed induction of expression by various stresses depending on the tissue type. The identification of the multigene family of pUCPs in Vigna unguiculata and its gene expression profile in different tissues and stress conditions highlights a possible role of this protein in the adjustment of plants to environmental stresses. / As proteínas desacopladoras de planta (pUCP) estão localizadas na membrana mitocondrial interna e facilitam o transporte de prótons do espaço intermembranar para a matriz mitocondrial, desviando a passagem de H+ através da F1-ATPase, afetando assim a eficiência da fosforilação oxidativa, isto é, diminuindo a síntese de ATP acoplada ao funcionamento da cadeia transportadora de elétrons. Portanto, essas proteínas são responsáveis pela dissipação do gradiente eletroquímico de H+, gerado pela respiração, liberando calor para o ambiente. Tais proteínas pertencem a Família de Carreadores de Ânions Mitocondriais (FCAM) e são codificadas por famílias multigênicas. Sua função ainda não está completamente elucidada, mas a literatura sugere participação na adaptação a situações de estresses bióticos e abióticos e na proteção da célula evitando a produção de espécies reativas do oxigênio (EROs). Sua participação na termogênese adaptativa é questionável. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a família multigênica da pUCP em Vigna unguiculata (L.) Walp bem como sua regulação através da expressão gênica em resposta a diferentes estresses abióticos. Sementes de Vigna unguiculata foram germinadas em papel umedecido com água, no escuro e após 3 dias as plântulas foram transferidas para solução de Hoagland durante 3 dias antes da aplicação dos estresses. As raizes e as folhas foram coletadas com 0, 6, 12 e 24 horas, após respectivas adições de NaCl 100 mM, PEG 200,67 g/L, H2O2 10 mM e ácido salicílico 5 mM, para caracterizar a família multigênica e o perfil de expressão dos genes da pUCP por RT- PCR semiquantitativa e por PCR em tempo real (qPCR). Primers específicos foram desenhados com base nas sequências de cDNAs/genes de pUCPs identificadas em Vigna unguiculata usando a ferramenta PerlPrimer. A amplificação do cDNA da actina foi usada para a normalização dos dados de RT-PCR semi-quantitativa e três genes constitutivos foram usados na normalização dos dados da qPCR: 2 genes para actina (actinas 4 e 5) e 1 gene para o fator de alogamento 1-α (EF1α). Análise in silico revelou que a pUCP na ordem Fabales é codificada por pelo menos seis genes com duplicação do gene pUCP do tipo 1 (1a e 1b) e deleção do gene pUCP6. A família multigênica da pUCP, constituída de 6 genes, então foi identificada em Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 e VuUCP5 ). O alinhamento de sequências nucleotídicas e de aminoácidos das xiii. espécies da ordem Fabales incluindo as de Vigna unguiculata, revelou 3 sequências conservadas denominadas Sinal Protéico de Transferência de Energia (SPTE), além de 4 domínios específicos que caracterizam existência de pUCPs verdadeiras em Vigna unguiculata. O gene VuUCP1a foi expresso constitutivamente em folhas e raízes, contrastando com VuUCP1b, cuja expressão foi modulada em função dos estresses e de tecidos. Em raízes a expressão do VuUCP1b aumentou em resposta a todos os tratamentos (PEG, NaCl, H2O2 e ácido salicílico) enquanto que em folhas a expressão não aumentou em reposta ao NaCl. VuUCP2 teve a expressão inibida em resposta ao PEG em folhas. VuUCP4 apresentou expressão constitutiva em resposta aos estresses em ambos os tecidos, enquanto que VuUCP3 e VuUCP5 apresentaram indução de expressão por vários estresses dependente do tecido. A identificação da família multigênica das pUCPs em Vigna unguiculata e seu perfil de expressão gênica diferencial, em função do estresse aplicado e do tecido estudado, põe em evidência um possível papel dessa proteína nos mecanismos de ajustamento das plantas aos estresses ambientais.

NEVES, Maria Rosalba Moreira das. Caracterização fenotípica e resposta imune de caprinos naturalmente infectados por nematoides gastrintestinais. 2014. 79 f. Tese (doutorado em zootecnia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-04-22T17:32:51Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_mrmneves.pdf: 1424697 bytes, checksum: 48849ed684234f036cd33f0ce794f96c (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T17:45:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_mrmneves.pdf: 1424697 bytes, checksum: 48849ed684234f036cd33f0ce794f96c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T17:45:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_mrmneves.pdf: 1424697 bytes, checksum: 48849ed684234f036cd33f0ce794f96c (MD5) Previous issue date: 2014 / The aim of this study was to evaluate phenotypic, histologic, immunologic and molecular tools to characterize goat crossbred in resistant and susceptibily to gastrointestinal nematodes. For this purpose, we used 231 F2 animals of both genders, of ages between five and ten months, from four different kidding seasons. Stool and blood samples were collected weekly for eggs per gram of feces (EPG) determinations, fecal culture, packed cell volume (PCV), total plasma protein (TPP), blood eosinophils (EOS) and immunological tests. Famacha scores were obtained on the same sample collection days. The animals were ranked according to EPG values and the 12 animals with lowest means were considered resistant while the 12 animals with the highest means were considered susceptible. The animals in the experimental lot 4, presented the best phenotypic characterization and were chosen for, recovery of gastrointestinal nematodes and tissue samples for histological and gene expression determinations. EPG, PCV and TPP were effective in the identification of resistant and susceptible. In the other lots, the PCV, TPP, eosinophil count and Famacha were not as effective as EPG. IgG and IgA levels, particularly for Haemonchus contortus infection in both challenges, showed significant differences in some of the studied timepoints. Resistant animals presented higher eosinophil counts in the abomasum, indicating that these cells participate in the control of gastrointestinal infections. IL-5 and IL-10 gene expression levels were significantly higher in the susceptible group, showing that the expression of these cytokines in the fifth week of infection may have a role in mechanisms of susceptibility to gastrointestinal nematodes. / O objetivo deste estudo foi avaliar ferramentas fenotípicas, histológicas, imunológicas e moleculares para caracterizar caprinos mestiços quanto à resistência e susceptibilidade aos nematoides gastrintestinais. Para isso, foram utilizados 231 animais F2, de ambos os sexos, com idade variando de cinco a dez meses, provenientes de quatro lotes experimentais. Semanalmente, foram coletadas amostras de fezes e sangue para realização dos exames: contagem de ovos por grama de fezes (OPG), coprocultura, volume globular (VG), proteína plasmática total (PPT), eosinófilos sanguíneos (EOS) e determinação dos níveis de imunoglobulinas. Nos mesmos dias das coletas, também foi realizado o método Famacha. Os animais foram ordenados de acordo com os valores de OPG, os 12 animais que apresentaram as menores médias foram caracterizados como resistentes e os 12 animais que apresentaram as maiores médias foram caracterizados como susceptíveis. Os animais do lote experimental 4, como apresentaram a melhor caracterização fenotípica, foram necropsiados para a recuperação dos nematoides gastrintestinais e amostras de tecidos para análises histológicas e de expressão gênica. O OPG foi eficaz, nos quatro lotes, para a caracterização de caprinos resistentes e susceptíveis as parasitoses gastrintestinais nos dois desafios de infecção (P<0,05). No quarto lote, as variáveis: OPG, VG e PPT foram eficazes na identificação dos animais quanto a diferentes níveis de resistência. Nos demais lotes, o VG, a PPT, a contagem de eosinófilos e o Famacha não foram tão eficazes como o OPG, para diferenciar caprinos resistentes e susceptíveis às parasitoses gastrintestinais. Os níveis de IgA e IgG, em especial para Haemonchus contortus, nos dois desafios de infecção, e a contagem de eosinófilos no abomaso foram parâmetros eficazes na resposta imune, indicando que essas células de defesa apresentam um papel efetor no controle das infecções gastrintestinais. Na expressão gênica, a IL-5 e IL-10 apresentaram níveis superiores significativos no grupo susceptível, mostrando que a expressão destas citocinas na quinta semana de infecção pode ter papel em mecanismos de susceptibilidade a nematoides gastrintestinais.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-11-14T03:21:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348744.pdf: 2197516 bytes, checksum: 31e87183b524275798bb8e4777c7375c (MD5) Previous issue date: 2017 / Os ácidos graxos poli-insaturados de cadeia longa (PUFA), especialmente os ácidos Eicosapentaenoico (EPA) e Docosahexaenoico (DHA) da família ?-3 são reconhecidos como nutracêuticos e desempenham papéis importantes na sanidade animal e humana. Entretanto, existe uma crescente preocupação tanto em relação à possível contaminação, quanto à sustentabilidade no fornecimento da matéria-prima fonte desses ácidos graxos. Nesse cenário, as microalgas (produtoras naturais de PUFA) podem se tornar uma fonte alternativa à produção de ácidos graxos poli-insaturados. Uma espécie, Phaeodactylum tricornutum, naturalmente acumula elevadas concentrações de EPA, o que faz dessa diatomácea uma espécie promissora como fonte de PUFA ?-3. Contudo, ainda não é bem compreendido qual é a possível interação ambiental na biossíntese de EPA em um nível molecular. Em um primeiro estudo, foi avaliada a possível modulação nos níveis de transcrição de seis genes envolvidos na biossíntese de EPA ? as desaturases PTD15, PTD6, PTD5 alfa e beta e as elongases ELO6 b1 e b2 ? em diferentes razões N/P (21/1, 14/1 e 7/1) e em diferentes fases de cultivo. Todos os níveis de transcrição foram dependentes da fase de cultivo, enquanto somente dois genes (PTD6 e PTD5 alfa) foram modulados por uma razão N/P. O perfil de expressão gênica (PTD5 alfa) pode estar associado aos níveis de EPA em pelo menos em uma razão N/P (21/1). Com os dados dos níveis de transcritos, concentrações de EPA e a falta de alguns intermediários da via poderiam indicar algum tipo de regulação entre a transcrição gênica e a biossíntese de EPA. Já em um segundo trabalho, foi verificada a influência de três diferentes fotoperíodos (24:0, 16:8 e 12:12) na transcrição dos mesmos seis genes da via de síntese de EPA. Os níveis de transcrição foram distintos entre os três regimes de iluminação empregados, com um padrão de sobre-expressão no fotoperíodo 12:12 em relação aos outros dois tratamentos. No fotoperíodo 16:8, os perfis dos transcritos atingiram um pico de expressão ao final do período escuro. Já as culturas iluminadas continuamente não apresentaram mudanças nos perfis de expressão relativa dos genes associados. Por último, os genes PTD5 alfa e PTD6 apresentaram um padrão de coexpressão em todos o tratamentos, possivelmente indicando a importância de ambos na biossíntese de EPA. / Abstract : The long chain polyunsaturated fatty acids (PUFA), notably the Eicosapentaenoic (EPA) and Docosahexaenoic (DHA) acids of the ?-3 family are acknowledged as nutraceuticals and play important roles in human and animal health. However, there is a crescent concern in a possible contamination, as well as the sustainability in the fatty acids natural sources supply. In this scenario, microalgae (natural PUFA producers) could become an alternative source at PUFA production and supply. One species, Phaeodactylum tricornutum, naturally accumulates high EPA contents, which makes this diatom a promising species as a ?-3 PUFA source. Nevertheless, it is still not well understood the possible environment interaction on EPA biosynthesis on a molecular level. In the first study, it was evaluated the possible modulation of six gene transcript levels involved in EPA biosynthesis ? desaturases PTD15, PTD6, PTD5 alfa, beta and elongases ELO6 b1, b2 ? in different N/P ratios (21/1, 14/1 and 7/1) and in different cultivation phases. All gene transcription levels were growth phase dependent, while only two genes (PTD6 and PTD5 alpha) were modulated by N/P ratios. At least in one N/P ratio (21/1), one gene expression profile (PTD5 alpha) might be associated with the EPA levels. Data from gene transcripts, EPA concentration, and the lack of some EPA intermediates might indicate some type of regulatory step between gene transcription and actual EPA biosynthesis. In the second work, it was verified the influence of three different photoperiods (24:0, 16:8 and 12:12) in the transcription levels of the same six genes involved in EPA biosynthesis. The transcription levels were distinct among the three illumination regimes employed, with a 12:12 photoperiod upregulation pattern in relation to the other two treatments. In the 16:8 photoperiod, the transcript profiles presented an upregulated expression peak at the end of the dark period. While the cultures with continuous illumination did not present changes at the relative associated gene expression levels. Lastly, the PTD5 alpha and PTD6 genes showed a co-expression pattern in all treatments, which possibly indicates the importance of both expression products in the EPA biosynthesis.

Salmonella é um dos principais agentes de Doenças Transmitidas por Alimentos (DTA) em todo o mundo. No Rio Grande do Sul, uma cepa de Salmonella Enteritidis vem sendo identificada como o principal agente causador de DTA na última década, a qual foi nominada SE86. Quando comparada com outros sorovares de Salmonella, a SE86 demonstrou maior capacidade de adaptação ácida e térmica, além de maior resistência contra diferentes sanificantes. O presente estudo teve como objetivo investigar o envolvimento dos genes rpoS e dps na resistência ao hipoclorito de sódio e do gene ompR na adaptação ácida e resistência térmica da cepa S. Enteritidis SE86. Os genes avaliados foram atenuados pela técnica de Knockout e a expressão dos mesmos foi investigada pela técnica Epitope Tagging - 3 x FLAG. Os resultados demonstraram que a cepa mutante SE86, sem a presença do gene dps ( dps), demonstrou uma maior sensibilidade em relação à cepa SE86 Wild Type (WT), após a exposição ao hipoclorito de sódio a 200 ppm. As proteínas Rpos e Dps foram ativamente expressas nas mesmas condições de exposição ao hipoclorito de sódio, demonstrando assim a relação destes genes com o estresse oxidativo provocado por hipoclorito de sódio na SE86. O envolvimento do gene ompR na resistência térmica foi investigado após a adaptação ácida de SE86 WT e do mutante ompR. As células ácido adaptadas do mutante ompR foram completamente inativadas após 240 minutos de exposição a temperatura de 52º C, enquanto que as células WT resistiram até 300 minutos de exposição. A expressão da proteína OmpR foi observada por Western blotting e confirmou a relação da adaptação ácida com a maior resistência térmica da SE86. / Salmonella is one of the main agents of foodborne diseases worldwide. In Rio Grande do Sul, a clone of Salmonella Enteritidis has been identified as the main cause of foodborne diseases in the last decade, which was named SE86. The the present study aimed to investigate the involvement of rpoS and dps genes in resistance to sodium hypochlorite and ompR gene in acid adaptation and thermal resistance of the strain S. Enteritidis SE86. The genes evaluated were attenuated by knockout technique and their expression was determined by tagged (3XFLAG) strains. The results demonstrated that strain S. Enteritidis SE86 without the presence of dps gene ( dps) showed a higher sensitivity to the wild type strain SE86 (WT) when exposed to sodium hypochlorite at 200 ppm. Furthermore, RpoS and Dps proteins were actively expressed in these experimental conditions, thus demonstrating the relationship of these genes with oxidative stress in S. Enteritidis SE86 caused by sodium hypochlorite. The involvement of ompR gene in thermal resistance was observed after the acid adaptation of S. Enteritidis SE86 WT and ompR since cells adapted acid without the presence of ompR have been completely inactivated when exposed to 240 min at temperature of 52 °C, while WT cells resisted until 300 min of exposure. The expression of the OmpR protein by western blotting confirmed the necessity of the acid adaptation for that S. Enteritidis SE86 resists to high temperatures.

O conhecimento sobre o Genoma está crescendo rapidamente, assim como a quantidade de técnicas de medida da expressão gênica. É sabido que decodificar o DNA não é suficiente para entender o metabolismo celular e suas alterações, para isso, precisamos entender a expressão dos genes. Existem técnicas de medida de expressão de genoma completo, mas estas possuem ruído muito elevado, dificultando a análise dos seus resultados. Devido a isto, foram desenvolvidas técnicas para analisar estes resultados e aumentar a razão sinal-ruído; entre estas, temos o Transcriptograma. O Transcriptograma é dividido em duas etapas: o ordenamento de redes e o cálculo de médias. O ordenamento é feito por minimização de função custo, trata o Proteoma como uma rede simples e a ordena em uma lista utilizando o método de Monte Carlo para aproximar proteínas associadas. A partir da rede ordenada é possível analisar as propriedades desta, como a sua distribuição de módulos e de processos biológicos, e calcular o Transcriptograma através do cálculo das médias dos valores de expressão das proteínas dentro de uma vizinhança. Este método reduz o ruído das medidas de expressão gênica e possibilita a análise de performance celular, descrevendo o estado das células no momento da medida. Nesta dissertação, aprimoramos o método original de ordenamento alterando profundamente seu algoritmo. As modificações efetuadas reduziram em mais de mil vezes o tempo de execução do programa. As alterações obtidas abriram a possibilidade de ordenar a rede em uma dimensão qualquer, então produzimos um novo programa para obter o ordenamento da rede de proteínas em duas dimensões. Analisamos os novos resultados observando a distribuição dos módulos e de funções biológicas. A generalização do transcriptograma para duas dimensões mostra resultados melhores que os obtidos a partir do ordenamento em uma lista. Também propomos um método de seleção de amostras em duas classes e o aplicamos ao diagnóstico de Psoríase. Esse método separou claramente as amostras saudáveis das doentes. Com a rede ordenada,é possível analisar as regiões que mostram alterações no Transcriptograma e observar quais funções biológicas estão alteradas, obtendo mais informações sobre o estado celular e possibilitando a descoberta de novos alvos para fármacos. / Knowledge about the Genome is growing rapidly, as well as the number of techniques for measuring gene expression. It is known that decoding the DNA is not sufficient to understand cell metabolism and its alterations, for that we need to understand the expression of the genes. There are techniques for measuring expression of the complete genome, but these have very high noise, making it hard to analyze the results. Because of that, techniques were developed to analyze these results and increase the signal to noise ratio. Among these techniques there is the Transcriptogram. The Transcriptogram is divided into two stages: the ordering of networks and the calculation of the average of Transcriptomes. The ordering is made by minimizing a cost function, it treats the Proteome as a simple network and orders it in a list using the Monte Carlo method to make closer proteins that are associated. From the ordered network it is possible to analyze its properties, such as its modules and biological processes distribution, and calculate the Transcriptogram by calculating the mean value of protein expression in a neighborhood. This method reduces the noise of the measurements of gene expression and enables the analysis of cell performance, describing the state of the cells at the time of measurement. In this dissertation we improved the original ordering method making deep changes in its algorithm. These changes reduced the program execution time in more than one thousand times. These alterations openned the possibility of ordering the network in any dimension, then we produced a new programm to obtain the network ordering in two dimensions. We analyzed the new results by observing the modules and biological functions distribution. The generalization of the Transcriptogram to two dimensions shows better results than those obtained from the ordering in a list. We also propose a method for selecting samples into two classes and apply it to the diagnosis of Psoriasis. It clearly separated the samples from healthy patients. With the network ordered, we can analyze the regions that show alterations in the Transcriptogram and observe which biological functions are altered, obtaining more information about cell state and enabling the discovery of new targets for drugs.

Este trabalho foi dividido em duas seções, a primeira teve o objetivo de avaliar a ação da metformina sobre a expressão proteica e gênica dos receptores de insulina (IR) e IGF-1 (IGF-1R), como também proteínas da via de sinalização destes receptores, Akt/PKB, ERK, PI3K e GLUT4, em cultura primária de células estromais endometriais hiperandrogênicas e hiperinsulinêmicas, simulando características da Síndrome dos Ovários Policísticos (SOP). A segunda seção verificou a expressão de semaforina da classe 3 (SEMA3A-F) nas fases do ciclo menstrual e a ação da metformina, em diferentes concentrações, na expressão desta semaforina em cultura primária de células estromais endometriais. No primeiro estudo foram realizadas culturas primárias de células estromais endometriais em diferentes grupos estimulados com estrogênio, progesterona, insulina e androgênios (características da SOP), e tratados com metformina por 10 min, 24 e 48 h. Após 14 dias foram extraídos RNA e proteína para realização das técnicas de qRT-PCR, para avaliar IR e IGF-1R, e Western blot, para avaliar IR, IGF-1R, Akt/PKB, ERK, PI3K e GLUT4. Houve aumento da expressão gênica de IR nos grupos tratados com insulina, e uma potencialização deste efeito quando a metformina foi associada. Enquanto que o androgênio diminuiu a expressão de IGF-1R e a metformina reverteu este efeito. Quanto à expressão proteica, observou-se que a interação da metformina com a insulina aumentou a expressão do IR em relação aos outros grupos. O IGF-1R sofreu efeito principalmente da insulina, que causou o aumento da expressão deste receptor, e a metformina não influenciou em sua expressão. PI3K e GLUT4 apresentaram uma maior expressão nos grupos estimulados com insulina, e ainda maior quando tratados com insulina e metformina. A proteína ERK não sofreu influência da metformina, enquanto a fosforilação da Akt/PKB foi diminuída significativamente pela ação da metformina. No segundo estudo foram coletadas biópsias endometriais nas fases proliferativa e secretória do ciclo menstrual e por qRT-PCR e ELISA foi quantificada a expressão de SEMA3A-F comparando estas fases do ciclo menstrual. Também em culturas primárias de células estromais endometriais foi observado o efeito da metformina, em diferentes concentrações, sobre a expressão desta classe de semaforina. Foi observado uma maior expressão das semaforinas 3A, 3C, 3D e 3E na fase proliferativa do ciclo menstrual comparado com a fase secretória. Em cultura de células, altas doses de metformina inibiram a expressão das semaforinas 3A, 3D e 3E. Como conclusão, a metformina tem efeito sobre células estromais endometriais atuando sobre fatores de crescimento e proteínas de suas vias de sinalização, normalmente aumentando sua expressão, quando associada à insulina. A fosforilação da Akt/PKB foi inibida pela metformina possivelmente por sua ação antiproliferativa. A semaforina de classe 3 está relacionada com a proliferação de células endometriais, e a metformina, em altas doses, diminui sua expressão. / This study has two sections, the first aimed to evaluate the effect of metformin on gene and protein expression of insulin receptor (IR) and IGF-1 receptor (IGF-1R), as well as proteins of the pathway signaling of growth factors; Akt/PKB, ERK, PI3K and Glut4 in primary cultures hyperinsulinemic and hyperandrogenism of endometrial stromal cells, simulating polycystic ovary syndrome (PCOS). The second section to evaluate the expression of the class 3 semaphorin (SEMA3A-F) on phases of the menstrual cycle, and the effect of metformin on expression of this semaphorin in endometrial stromal cells. Method: At first, primary cultures of endometrial stromal cells were performed in different groups stimulated with estrogen, progesterone, insulin and androgens (PCOS characteristics) and metformin for 10 minutes, 24 and 48 hours. After 14 days were extracted RNA and protein for qRT-PCR to evaluate IR and IGF-1R, and Western blot to assess IR, IGF-1R, Akt/PKB, ERK, PI3K, and Glut4. In the second, were collected endometrial biopsies in proliferative and secretory phases of the cycle, and by qRT-PCR and ELISA observed the expression of SEMA3A-F comparing these phases of the menstrual cycle. Also in primary cultures of endometrial stromal cells was observed effects of metformin on the expression of semaphorin class. Results: In the first section, the gene expression of IR showed an increase in the groups treated with insulin, and a more effect when metformin was associated, whereas androgen decreased expression of IGF-1R and metformin reversed this state. Regarding protein expression, it was observed that the interaction of metformin with insulin increased the expression of IR; and of IGF-1R, insulin affected mainly by increasing expression of this receptor, and metformin did not affect expression. Glut4 and PI3K showed higher expression in insulin-stimulated groups, and even greater when treated with insulin and metformin. The protein ERK was not affected by metformin, while the phosphorylation of Akt/PKB was significantly decreased by metformin action. In the second section, we observed a higher expression of semaphorin 3A, 3C, 3D and 3E in the proliferative phase of the menstrual cycle compared with the secretory phase. In cell culture, high doses of metformin inhibited the expression of semaphorin 3A, 3D, and 3E. Conclusions: Metformin has an effect on endometrial stromal cell acting on growth factors and their proteins signaling pathways, usually increasing expressions when combined with insulin. Phosphorylation of Akt/PKB was inhibited by metformin possibly for its antiproliferative action. The semaphorin class 3 is related to the proliferation of endometrial cells, and metformin (high doses), decreases its expression.

O desenvolvimento de doenças que acometem a próstata está associado ao eixo de sinalização androgênica, o qual é altamente dependente do receptor de androgênios (AR) e dos níveis de androgênios circulantes. O AR atua como fator de transcrição, mediando a ativação ou repressão da transcrição de inúmeros genes. Deste modo, o AR apresenta um importante papel na regulação da proliferação e diferenciação de células prostáticas. Nesse estudo, buscamos identificar a expressão gênica de diversos genes associados à via de sinalização androgênica em amostras microdissecadas de tecido epitelial de hiperplasia prostática benigna (HPB) (n=3) e câncer de próstata (CaP) (n=3) através do ensaio TaqManArrayHumanAndrogens pela técnica de RT-qPCR, além da expressão proteica de alguns genes diferentemente expressos. A expressão gênica mostrou que 17 genes (AIG1, APPL1, BRCA1, BRCA2, CDC25B, ESR2, HSD17B3, HSD17B8, IL8, MED17, MED24, PAK6, PIM1, POR, SHH, SOAT1 e WDR19) apresentaram expressão somente no grupo CaP, 7 genes (MED13, SPDEF, RDH11, CALR, NKX3-1, KLK4 e PMEPA1) apresentaram expressão aumentada no grupo CaP em relação ao grupo HPB, 40 genes (HSD11B1, TGFB1I1, BCL2, UGT2B17, SRY, UGT2B15, MED1, RCHY1, PA2G4, KAT2B, FOXO3, MED14, SUMO1, PIAS2, CALCOCO1, HSD17B6, DAXX, MED4, PARK7, PATZ1, NR2C1, TMPRSS2, PIAS1, AR, MED12, SCARB1, PART1, PIAS3, NSD1, MED16, AOF2, ZMIZ1, NCOA1, MYST2, IGFBP5, SART3, CREBBP, TGIF1, CLDN3 e FKBP4) apresentaram expressão diminuída no grupo CaP em relação ao grupo HPB, 21 genes (AKR1C4, BMX, CRISP1, CYP11A1, CYP11B1, CYP19A1, CYP21A1, DHRS9, FGF8, GPX5, GRP, HSD3B1, IL4, INFG, SHBG, STS, SPAG11B, TGM4, UGT1A8, UGT2A1 e UGT2B7) não apresentaram expressão em nenhum dos grupos e 7 genes (ESR1, IL6, NCOA2, NCOA4, PDS5B, SRD5A1 e SRD5A2) apresentaram expressão em ambos os grupos, mas não foi possível analisá-los. Na expressão proteica do AR encontramos que este está mais expresso no núcleo de células hiperplásicas e no citoplasma em células tumorais. O BRCA1 predomina no citoplasma de células tumorais, enquanto uma pequena fração de células hiperplásicas apresenta positividade no núcleo e o NKX3-1 apresenta maior expressão citoplasmática no CaP e semelhante expressão no núcleo de ambos os grupos. Assim, este trabalho mostra a grande heterogeneidade tumoral através da variação na expressão gênica e proteica tanto de genes que favorecem como que os que impedem a permanência tumoral no tecido tumoral específico, e, acredita-se que por se tratar de um CaP primário, ainda estejam ativadas vias regulatórias que tendem a contensão tumoral. / The development of diseases affecting the prostate is associated with the androgenic signaling axis, which is highly dependent on the androgen receptor (AR) and circulating levels of androgens. The AR acts as a transcription factor, mediating the activation or repression of the transcription of innumerable genes. Thus, AR plays an important role in the regulation of prostate cell proliferation and differentiation. In this study, we sought to identify the gene expression of several genes associated with the androgenic signaling pathway in microdissected samples of benign prostatic hyperplasia (BPH) (n = 3) and prostate cancer (PC) (n = 3) by RT-qPCR , as also the protein expression of some differentially expressed genes. Gene expression showed that 17 genes (AIG1, APPL1, BRCA1, BRCA2, CDC25B, ESR2, HSD17B3, HSD17B8, IL8, MED17, MED24, PAK6, PIM1, POR, SHH, SOAT1 and WDR19) Presented expression only in the CaP group Seven genes (MED13, SPDEF, RDH11, CALR, NKX3-1, KLK4 and PMEPA1) presented increased expression in the CaP group compared to the HPB group; 40 genes (HSD11B1, TGFB1I1, BCL2, UGT2B17, SRY, UGT2B15, MED1, RCHY1, PA2G4, KAT2B, FOXO3, MED14, SUMO1, PIAS2, CALCOCO1, HSD17B6, DAXX, MED4, PARK7, PATZ1, NR2C1, TMPRSS2, PIAS1, AR, MED12 , SCARB1, PART1, PIAS3, NSD1, MED16, AOF2, ZMIZ1, NCOA1, MYST2, IGFBP5, SART3, CREBBP, TGIF1, CLDN3 and FKBP4) had decreased expression in the CaP group compared to the HPB group; 21 genes (AKR1C4, BMX, CRISP1, CYP11B1, CYP19A1, CYP21A1, DHRS9, FGF8, GPX5, GRP, HSD3B1, IL4, INFG, SHBG, STS, SPAG11B, TGM4, UGT1A8, UGT2A1 and UGT2B7) did not show expression in any of the groups and 7 genes (ESR1, IL6, NCOA2, NCOA4, PDS5B, SRD5A1 and SRD5A2) presented expression in both groups, but it was not possible to analyze them. In the protein expression of AR we find that it is more expressed in the nucleus of hyperplastic cells and in the cytoplasm in tumor cells. BRCA1 predominates in the cytoplasm of tumor cells, whereas a small fraction of hyperplastic cells is positive in the nucleus, and NKX3-1 shows greater cytoplasmic expression in CaP and similar expression in the nucleus of both groups. Thus, this work shows the great tumor heterogeneity through the variation in the gene and protein expression of both genes that favor as well as those that prevent tumor permanence in the specific tumor tissue, and it is believed to be the primary CaP, regulatory pathways that tend to contain tumor are activated.

Glioblastoma (GB) é o tumor cerebral humano mais frequente e maligno. O prognóstico dos pacientes com GB permanece alarmante, principalmente devido à baixa eficácia das estratégias terapêuticas atuais além da natureza invasiva desse tipo de câncer. Uma característica de tumores sólidos é apresentar áreas hipóxicas. Microambientes hipóxicos contribuem para a progressão do câncer, resistência ao tratamento e ao prognóstico ruim da doença. Dessa forma, neste trabalho, desenvolvemos um modelo in vitro que se aproxima ao microambiente hipóxico tumoral in vivo. Nossos resultados sugerem que a privação de oxigênio (PO) em combinação com ausência de soro forneceu um ambiente favorável à desdiferenciação das células C6 em células tronco tumorais (CTT). A doxazosina (DOX), um antihipertensivo utilizado na clínica, apresenta efeitos antitumorais em diversos tipos de câncer. Assim, avaliamos o efeito antitumoral da doxazosina em linhagens de glioma de rato (C6) e humano (U138-MG) e a toxicidade do fármaco em culturas primárias de astrócitos e culturas organotípicas de hipocampo. A doxazosina induziu morte celular nas linhagens de glioma e apresentou baixa neurotoxicidade. Além disso, o fármaco inibiu a via da PI3K/Akt e ativou GSK-3β e p53, resultando em indução de apoptose e parada no ciclo celular na fase G0/G1. Considerando a importância da mitocôndria na plasticidade de células tumorais e a resistência ao tratamento apresentada pelos GB, nós analisamos os efeitos da DOX nas interações entre núcleo e mitocôndrias. A DOX induziu biogênese mitocondrial e apoptose nas células C6 e diminuiu secreção de TNF-α. Ao analisar a estrutura química da DOX, encontramos diversas características que indicam que ela possui autofluorescência. Dessa forma, caracterizamos a autofluorescência da DOX em diversos meios. Observamos que há um padrão de distribuição do fármaco nas células C6: ele se encontra ao redor do núcleo e parece estar vesiculado. A superexpressão do receptor do fator de crescimento epidermal (EGFR) está relacionada às formas mais malignas e resistentes de GBs. Portanto, analisamos se a ação antiglioma da DOX está envolvida com EGFR. O tratamento com DOX foi capaz de diminuir os níveis de p-EGFR. O co-tratamento de DOX e AG1478 (inibidor de receptores de tirosina cinase) diminuiu a fosforilação de EGFR e causou necrose. Em vista disso, nossos resultados sugerem que o mecanismo de ação da DOX envolve sinalização de EGFR. Por fim, nós avaliamos os efeitos da DOX livre e nanoencapsulada (DOX-NC) em modelos in vitro e in vivo de glioma. Demonstramos que a DOX-NC induziu morte celular em linhagem de glioma em concentrações 100 vezes menores do que as que utilizamos para a DOX na sua forma livre. Além disso, analisamos o efeito da DOX-NC em culturas organotípicas de hipocampo e, da mesma maneira que o observado com a DOX, a DOX-NC demonstrou baixa toxicidade e diminuiu a área tumoral in vivo, sendo seletiva para células cancerosas. Nesta tese, alteramos o microambiente in vitro de células de glioma, avaliamos os efeitos antitumorais da doxazosina em sua forma livre e nanoencapsulada. Além disso, utilizamos modelos de glioma in vitro e in vivo e em diversos parâmetros celulares, descrevemos a autofluorescência do fármaco e também utilizamos essa característica para avaliar a captação e a distribuição da doxazosina em células de glioma. Nossos resultados contribuíram para aproximar os modelos de estudo com o que ocorre em gliomas in vivo e para evidenciar o potencial terapêutico da doxazosina como um agente antiglioma com baixa toxicidade neural e sistêmica. / Glioblastoma (GB) is the most frequent and malignant human brain tumor. The prognosis of patients with GB remains dismal, mainly due to the low effectiveness of current therapeutic strategies and the invasive nature of this type of cancer. A characteristic of solid tumors is the presence of hypoxic areas. Hypoxic microenvironments contribute to cancer progression, resistance to treatment, and poor prognosis of the disease. Thus, we developed an in vitro model that approximates the hypoxic tumor microenvironment found in vivo. Our results suggest that OD in combination with absence of serum provided an environment favorable to the dedifferentiation of C6 cells in cancer stem cells. Doxazosin (DOX), an antihypertensive used in the clinic, has antitumor effects in several types of cancer. Thus, we evaluated the antitumor effect of DOX on rat (C6) and human (U138-MG) glioma cell lines and drug toxicity in primary astrocyte cultures and organotypic hippocampal cultures. DOX induced cell death in glioma lines and showed low neurotoxicity. In addition, the drug inhibited the PI3K/Akt pathway and activated GSK-3β and p53, resulting in induction of apoptosis and cell cycle arrest in the G0/G1 phase. Considering the importance of mitochondria in the plasticity of tumor cells and the resistance to treatment presented by glioblastomas, we analyzed the effects of DOX the interactions between nucleus and mitochondria. DOX induced mitochondrial biogenesis and apoptosis in C6 cells, and decreased TNF-α secretion. When analyzing the chemical structure doxazosin, we find several characteristics that indicate that it has autofluorescence. Thus, we characterized the autofluorescence of DOX in several media. We observed that there is a pattern of distribution of the drug in the cell: it is around the nucleus and appears to be vesiculated. Overexpression of the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) is related to the more malignant and resistant forms of GBs. Therefore, we analyzed whether the antiglioma action of DOX is involved with EGFR. DOX treatment was able to decrease p-EGFR levels. Co-treatment of DOX and AG1478 (a receptor tyrosine kinase inhibitor) decreased EGFR phosphorylation and caused necrosis. Thus, our results suggest that the mechanism of action of doxazosin involves EGFR signaling. We evaluated the effects of free and nanoencapsulated doxazosin (DOX-NC) in in vitro and in vivo models of glioma. We demonstrated that nanoencapsulated doxazosin (DOX-NC) induced cell death in a glioma line at concentrations 100 times lower than those used for doxazosin in its free form. In addition, we analyzed the effect of DOX-NC on organotypic hippocampal cultures and, in the same way as observed with DOX, DOX-NC demonstrated low toxicity and decreased tumor area in vivo, being selective for cancer cells. In this dissertation, we altered the in vitro microenvironment of glioma cells, we evaluated the antitumor effects of doxazosin in its free and nanoencapsulated form. In addition, we used glioma models in vitro and in vivo and analyzed several cellular parameters, we described the autofluorescence of the drug and also used this characteristic to evaluate the uptake and distribution of doxazosin in glioma cells. Our results have contributed to approximate the study models with what occurs in gliomas in vivo and to evidence the therapeutic potential of doxazosin as an antiglioma agent with low neural and systemic toxicity.

A prática de exercício físico de mulheres nos períodos de preconcepção e gestação causa uma série de efeitos benéficos no desenvolvimento da prole. Pouco se sabe, no entanto, sobre a influência do exercício físico masculino sobre seus descendentes. Como a espermatogênese é um processo contínuo, as experiências de vida dos pais poderiam reprogramar o genoma dos espermatozoides por meio de processos epigenéticos, por exemplo, que poderiam interferir no desenvolvimento da prole. A presente dissertação tem como objetivo estudar essa hipótese. Examinamos os efeitos do exercício físico paterno sobre os seguintes parâmetros de desenvolvimento da prole: maturação corporal, desempenho cognitivo, expressão do BDNF muscular, no hipocampo e córtex frontal; e metilação global do DNA no hipocampo. Para tanto, ratos Wistar machos foram divididos em dois grupos: sedentários e exercitados. O protocolo de exercício físico consistiu de corrida na esteira por um período de 8 semanas. Após, os animais foram expostos às fêmeas em período fértil e não-treinadas. Os filhotes de ambos os grupos de pais foram submetidos a testes para avaliação do ganho de peso e medidas de crescimento, do primeiro dia pós-natal (P1) até o P21 A partir do P46, foram realizadas a medida indireta do consumo máximo de oxigênio e a avaliação da aprendizagem espacial e memória, até o P52. Os animais foram submetidos à eutanásia; os músculos dos membros posteriores, os testículos, as glândulas adrenais e a gordura gonadal foram pesados. Os resultados mostram que a prole de pais treinados e de não-treinados não diferem quanto às medidas físicas, desempenho físico, avaliação cognitiva e expressão do fator trófico. No entanto, houve uma diminuição significativa no peso dos testículos e da gordura gonadal na prole de pais treinados. O nível de metilação do DNA no hipocampo de filhos de pais exercitados apresentou uma diminuição, comparada ao grupo de filhos de pais sedentários. Esse resultado aponta para uma maior expressão gênica no grupo exercitado. Embora no presente estudo os mecanismos pelos quais o exercício paterno influencia o desenvolvimento da prole não tenham sido estabelecidos, reforça-se o papel essencial que a atividade física tem em um estilo de vida saudável e na prevenção de doenças, além de não gerar prejuízos ao desenvolvimento dos descendentes. / The physical exercise of women in the pre-conception and gestation periods causes a series of beneficial effects on offspring development. Little is known, however, about the influence of male physical exercise on their offspring. As spermatogenesis is a continuous process, the life experiences of the fathers could reprogram the sperm genome by means of epigenetic processes, for example, which could interfere in the development of the offspring. The present dissertation aims to study this hypothesis. We examined the effects of paternal physical exercise on the following parameters of offspring development: body maturation, cognitive performance, hippocampus, cortex and muscle BDNF expression, and global DNA methylation in the hippocampus. Thus, male Wistar rats were divided into two groups: sedentary and exercised. The physical exercise protocol consisted of running on the treadmill for a period of 8 weeks. Afterwards, the animals were exposed to females at a fertile and untrained. The pups of both groups of parents were submitted to tests to evaluate the weight gain and growth measures from the first postnatal day (P1) to P21. From P46, the indirect measurement of maximum oxygen consumption and the evaluation of spatial learning and memory were made until P52 The animals were submitted to euthanasia; the muscles of the hindlimbs, the testicles, the adrenal glands and the gonadal fat were weighed. The results showed that the offspring of trained and untrained fathers did not differ in physical measures, physical performance, cognitive evaluation and trophic factor expression. However, there was a significant decrease in testicles weight and gonadal fat in the offspring of trained parents. The level of DNA methylation in the hippocampus of pups of exercised fathers presented a decrease, compared to the group of pups of sedentary fathers. This result points to a greater gene expression in the exercised group. Although in the present study the mechanisms by which paternal exercise influences the development of the offspring have not been established, the essential role that physical activity has in a healthy lifestyle and in the prevention of diseases is reinforced, and it does not cause the offspring development any harm as well.