Orientador: Marco Antonio Zanini / Resumo: Introdução: meningiomas são os tumores intracranianos mais comuns, correspondendo a 36% dos casos. A Organização Mundial de Saúde (OMS) classifica estes tumores em três graus histológicos: benigno (grau I), atípico (grau II) e anaplásico ou maligno (grau III), sendo que quanto maior o grau, maior a agressividade. Apesar da maior parte das lesões serem benignas, o comprometimento de estruturas na base de crânio e do parênquima cerebral, com taxas de recidiva mais altas em tumores grau II e III, tornam desafiador o tratamento de meningiomas ainda nos dias atuais. A compreensão das alterações moleculares em meningiomas podem contribuir para a identificação de marcadores de agressividade e possíveis novos alvos terapêuticos. A técnica Nanostring é realizada através de contagem digital e atualmente considerada a técnica de larga escala mais sensível. Até o momento, não foram identificados trabalhos em meningiomas utilizando Nanostring. Objetivo: avaliar o perfil de expressão gênica e suas principais vias de meningiomas através da técnica de Nanostring. Pacientes e métodos: foram avaliadas as expressões de aproximadamente 800 genes, através do Kit PanCancer Nanostring, em 17 meningiomas (6 benignos, 6 atípicos e 5 malignos) e 6 aracnóides controle. Os resultados obtidos foram analisados através de ferramentas de bioinformática (R Statistics, Cytoscape e bases de dados online DAVID e COSMIC). Os resultados obtidos foram tabulados em forma de heatmaps e analisados através de plataf... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Introduction: Meningiomas are the most common intracranial tumors and corresponding to 36% of all cases. The World Health Organization (WHO) classifies these tumors into three histological grades: benign (grade I), atypical (grade II) and anaplastic or malignant (grade III), and the higher the degree, the greater the aggressiveness. Although most lesions are benign, compromised structures at the skull base and cerebral parenchyma, with higher relapse rates in grade II and III tumors, make the treatment of meningiomas challenging, even in these days. The understanding of the molecular alterations in meningiomas can contribute to the identification of aggressive markers and possible new therapeutic targets. The Nanostring technique is performed through digital counting and is currently considered the most sensitive large-scale technique. To date, no work on meningiomas has been identified using Nanostring. Objetive: to evaluate the gene expression profile and its main pathways in meningiomas by Nanostring technique. Patients and methods: Approximately 800 genes were evaluated by the PanCancer Nanostring Kit in 17 meningiomas (6 benign, 6 atypical and 5 malignant) and 6 control arachnoids. The results were analyzed through bioinformatics tools (R Statistics, Cytoscape and DAVID and COSMIC online databases). The results were tabulated in heatmaps and analyzed through online database platforms for identification of pathways and networks between different tumor degrees. Results an... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Fausto Foresti / Resumo: Cerca de 15% dos organismos eucariotos possuem elementos genômicos adicionais dispensáveis chamados cromossomos B. Na maioria dos casos a composição e os efeitos da presença destes cromossomos é desconhecida. Estes elementos estão presentes em diversas espécies de peixes do gênero Astyanax. Assim, os objetivos do presente trabalho foram caracterizar a composição do cromossomo B de A. paranae, bem como os efeitos da presença deste cromossomo nesta espécie e sua relação com cromossomos B de espécies próximas. Foram identificados sete genes codificadores de proteínas no cromossomo B de A. paranae, dos quais quatro mostraram expressão diferencial nos ovários de fêmeas 0B e 1B. Além disto, quatro destes genes estão presentes nos cromossomos B de A. fasciatus e de A. bockmanni. Desta forma, nós concluímos que o cromossomo B de A. paranae interfere na expressão dos genes que carrega em seu próprio benefício e possui uma origem comum com cromossomos B encontrados em outras espécies de Astyanax. Além deste objetivo principal do trabalho, também foi realizada uma análise do DNA mitocondrial de A. paranae e, por extensão, dos vertebrados em geral. Esta análise revelou inicialmente que o conteúdo de bases do DNA mitocondrial dos vertebrados tende a um padrão comum. Adicionalmente, foi possível distinguir grupos entre as classes de vertebrados com conteúdos semelhantes na composição de bases do DNA mitocondrial, indicando que a evolução do DNA destas organelas poderia estar relacionada às... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: About 15% of eukaryotic organisms have additional and dispensable genomic elements called B chromosomes. In most cases the composition and effects of the presence of these chromosomes is unknown. These elements are present in several species of fish of the genus Astyanax. Thus, the objectives of the present work were to characterize the composition of the B chromosome of A. paranae, as well as the effects of the presence of this chromosome in this species and its relation with B chromosomes of nearby species. Seven protein-coding genes were identified on the B chromosome of A. paranae, of which four showed differential expression in the ovaries of females 0B and 1B. In addition, five of these genes are present on the B chromosomes of A. fasciatus and A. bockmanni. Thus, we conclude that the B chromosome of A. paranae interferes with the expression of the genes it carries for its own benefit and has a common origin with B chromosomes found in other species of Astyanax. In addition to this main objective of the work, an analysis of the mitochondrial DNA of A. paranae and, by extension, of the vertebrates in general was also performed. This analysis initially revealed that the base content of vertebrate mitochondrial DNA tends to a common pattern, and it was possible to distinguish groups among vertebrate classes with similar contents in mitochondrial DNA bases, indicating that the DNA evolution of these organelles could be related to the biological characteristics of each group... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A transferência de material genético para dentro das células de um indivíduo com o objetivo de conferir um benefício terapêutico ao corrigir uma anormalidade ou proporcionar às células uma nova função constitui a essência da terapia gênica. Seu princípio baseia-se no entendimento de que algumas doenças são causadas por defeitos em um ou mais genes, levando à produção descontrolada ou à supressão de uma proteína essencial para o funcionamento das células. Doenças monogênicas (como os erros inatos do metabolismo), câncer, doenças cardiovasculares, desordens neurodegenerativas e doenças adquiridas (infecciosas, por exemplo) são alvos da terapia gênica. Na terapia gênica, o agente terapêutico em questão é o material genético de interesse. Tanto os elementos regulatórios quanto o gene de interesse são clonados em um plasmídio de expressão, que é, então, utilizado para a construção de vetores de transferência virais e não virais. Bicamadas lipídicas microscópicas denominadas lipossomos são vetores não virais comumente utilizados. Este trabalho teve como objetivo iniciar uma adaptação das abordagens da farmacologia ao estudo de vetores não virais em terapia gênica e padronizar a detecção da green fluorescent protein (GFP) por espectrofotometria de fluorescência, determinando o tempo de expressão máxima dessa proteína em cultura de células HepG2 e obtendo-se, assim, um método quantitativo para avaliação da eficiência de transfecção de vetores e parâmetros de tempo para futura detecção da GFP in vivo. É possível traçar paralelos entre a farmacoterapia e a terapia gênica. A comparação entre as composições de formulações farmacêuticas e de vetores de transferência leva-nos a pensar que o gene de interesse corresponderia à pró-droga, enquanto a proteína expressa equivaleria à droga, uma vez que se constitui no componente terapeuticamente ativo. Os demais elementos presentes nos plasmídios, como os promotores e sítios de poliadenilação, corresponderiam aos excipientes e o vetor de transferência como um todo equivaleria à formulação farmacêutica. A detecção da GFP expressa por células HepG2 transfectadas pelo plasmídio pTracer associado a LipofectamineTM2000 mostrou-se semi-quantitativamente possível por espectrofotometria de fluorescência. O tempo de expressão máxima desta proteína neste estudo foi 48 horas, sendo este também o tempo máximo de análise. É necessário, portanto, que os tempos de análise da expressão protéica sejam expandidos. A adaptação de abordagens farmacológicas pode contribuir para o aprimoramento técnico necessário para que a terapia gênica torne-se uma forma de tratamento amplamente difundida.

Uma abordagem alternativa para a terapia gênica somática é a entrega da proteína terapêutica através da implantação de células geneticamente modificadas com capacidade de superexpressar o gene de interesse. Os mecanismos de encapsulação foram projetados para proteger as células da rejeição do organismo hospedeiro e para prevenir que as células modificadas se espalhassem, ao mesmo tempo em que permite a secreção protéica. As esferas de alginato formam uma estrutura semi-permeável conveniente para a injeção in vivo. Neste estudo, um protocolo laboratorial eficaz foi otimizado para gerar micro cápsulas de alginato de cálcio com forma e tamanho uniformes, contendo células viáveis. A encapsulação de células baby hamster kidney (BHK) em esferas de alginato foi executada utilizando um dispositivo simples montado com um cilindro de ar comprimido e uma bomba peristáltica. O fluxo de 100 mL/h da solução contendo as células e o fluxo de 10 L/min de ar comprimido geraram as melhores cápsulas em relação ao tamanho e a uniformidade das esferas. As células se mantiveram viáveis em cultura por quatro semanas, sem apresentar sinais de necrose, e a difusão protéica foi observada durante estas quatro semanas. Os resultados destes estudos in vitro demonstram claramente que o micro isolamento de células BHK em alginato, utilizando este dispositivo simples, pode prover um ambiente capaz de preservar as células vivas e viáveis. Além disso, as células encapsuladas sob as condições descritas nesse trabalho, possibilitam a difusão de β-gal mesmo após quatro semanas de tratamento, tornando-se assim potencialmente compatíveis com a entrega de proteína terapêutica. / An alternative approach to somatic gene therapy is to deliver the therapeutic protein by implanting genetically modified cells that could overexpress the gene of interest. Microencapsulation devices were designed to protect cells from host rejection and prevent the foreign cells from spreading while allowing protein secretion. Alginate beads form a semi-permeable structure that is suitable for in vivo injection. In this study we report an effective laboratory protocol to generate calcium alginate microcapsules, following optimization of uniformly shaped and sized particles that contain viable cells. Encapsulation of baby hamster kidney (BHK) cells in alginate beads was performed using a simple device assembled with a cylinder of compressed air and a peristaltic pump. Cell suspension flow of 100 mL/h and air jet flow of 10 L/min allowed best size and shape uniformity of beads. Cells were maintained viable in culture for 4 weeks, with no signs of necrosis, and protein diffusion was observed during these weeks. Results of these in vitro studies clearly demonstrated that microisolation of BHK cells in alginate using a simple assembly device could provide an environment that is capable of preserving live and viable cells. In addition, encapsulated cells under the conditions described were able to secrete β- galactosidase even after four weeks of treatment, thus becoming potentially compatible with therapeutic protein delivery.

O retinol (vitamina A) exerce papéis fundamentais na regulação de processos celulares, tais como crescimento, divisão e apoptose. Os efeitos do retinol em nível celular são classicamente atribuídos à ativação de receptores nucleares da família dos receptores esteróides, conhecidos como RAR e RXR. Esses receptores são ativados por diferentes isômeros do ácido retinóico, que é considerado o produto mais biologicamente ativo da metabolização do retinol. No entanto, trabalhos recentes vêm identificando que o retinol também exerce funções biológicas por mecanismos independentes da transcrição gênica pela ativação desses receptores. Esta ação não clássica vem sendo chamada como ação não-genômica da vitamina A, e o mecanismo pelo qual isto acontece ainda é desconhecido. Neste trabalho, nós propomos que o mecanismo de ação não-genômica da vitamina A é mediado pela ativação redox dependente de rotas de sinalização citoplasmáticas, tais como ERK1/2, c-Src e PKC. Este efeito redox dependente está associado à modulação do cálcio extracelular e afeta a regulação do ciclo celular e ativação enzimática pós-transcricional. / Retinol (vitamin A) exerts fundamental roles in the regulation of cell processes such as growth, cell division and apoptosis. The effects of retinol at cellular level are classically ascribed to gene transcription mediated by nuclear receptors from the family of the steroid receptors, known as RAR and RXR. These receptors are activated by different isomeric forms of retinoic acid, the main metabolite of retinol. However, recent works have identified non-classical actions by retinol, involving mechanisms independent of the RAR/RXRmediated gene transcription. These actions have been referred to as non-genomic actins of vitamin A, and the exact mechanism of these actions is still unknown. In the present work, we propose that the mechanism of non-genomic action by retinol involves the redoxdependent activation of cytoplasmic signaling pathways. This redox-dependent effect is associated to modulation of extracellular calcium and affects cell cycle regulation and posttranscriptional enzyme activation.

A mucopolissacaridose tipo I (MPS I) é uma doença lisossomal. A enzima envolvida com essa doença é a a-L-iduronidase (IDUA), e suas alterações levam a depósitos dos glicosaminoglicanos heparan e dermatan sulfato. As características fenotípicas da doença compreendem entre outras características malformações ósseas, hepatoesplenomegalia, problemas cardíacos, opacidade da córnea e retardo mental. O tratamento de MPS I atualmente se baseia em reposição enzimática e transplante de medula óssea. Levando em conta que esses tratamentos ainda não levam a uma correção dos danos ao sistema nervoso central (SNC), há necessidade do desenvolvimento de novos tratamentos para MPS I. Ainda outro problema da MPS I é a falta de estudos sobre os danos fisiológicos resultantes, principalmente no SNC. Visando contribuir com estes pontos, nosso trabalho teve como objetivo (a) o desenvolvimento de três vetores virais para posteriores ensaios pré-clínicos de terapia gênica e (b) o detalhamento da caracterização fisiopatológica de camundongos representando um modelo para MPS I, enfocando alguns aspectos do SNC. Foram produzidos três vetores virais com o cDNA da IDUA humana. O vetor baseado no vírus da imunodeficiência humana (HIV), apesar de baixos títulos virais, foi capaz de aumentar em até 60 vezes a atividade da IDUA nas células transduzidas. Um segundo vetor, baseado no vírus da leucemia murina de Moloney (MoMLV) foi capaz de transduzir células-tronco mesenquimais derivadas de medula óssea do modelo murino de MPS I, sendo assim ótima ferramenta para terapia gênica ex vivo. O terceiro vetor, baseado no vírus da imunodeficiência felina (FIV) mostrou funcionalidade inferior quando comparado aos outros sistemas virais, e deve ser aperfeiçoado para utilização terapêutica. A caracterização do modelo foi feita através do estudo da fosforilação de proteínas de neurofilamentos em diferentes estruturas do cérebro de camundongos MPS I. Os resultados mostraram, além de alterações na fosforilação direta das proteínas analisadas, uma hiperfosforilação na ERK1/2 de córtex e hipocampo. Depósitos de gangliosídeos foram investigados de forma individual no cerebelo, córtex, hipocampo e hipotálamo, sendo detectadas diferenças específicas para cada estrutura. Ainda foram realizados estudos da neurotransmissão glutamatérgica e com isso foi identificada uma diminuição na captação de glutamato em hipocampo e córtex nos camundongos MPS I, além de uma diminuição no binding para glutamato no hipocampo. Como conclusão desses estudos, foram desenvolvidos vetores eficientes para transferência do gene terapêutico e, adicionalmente, os danos fisiológicos causados pela doença no SNC foram melhor elucidados no modelo murino de MPS I. As informações obtidas aqui serão de grande importância principalmente quando associadas a ensaios de terapia gênica, pois as características encontradas no SNC podem ser usadas para acompanhamentos de ensaios préclínicos usando os vetores desenvolvidos no trabalho. / Mucopolysaccharidosis type I (MPS I) is a monogenic disease resulting from a defect in the gene that encodes the lysosomal hydrolase a-L-iduronidase (IDUA) and characterized by accumulation of glycosaminoglycans (GAGs) heparan and dermatan sulfate. Phenotypic characteristics involve bone malformations, hepatosplenomegaly, heart problems, corneal opacity and mental retardation. Treatment of MPS I is currently based on enzymatic replacement and bone marrow transplantation. Since these treatments are not capable of correcting central nervous system (CNS) effects of the disease, new therapeutic approaches are needed. One of the problems in the investigation of MPS I is the paucity of studies about resulting physiological consequences, particularly those related to the CNS. Aiming to contribute to these aspects of MPS I, this study proposes (a) the development of three viral vectors to be used in gene therapy preclinical studies, and (b) the further investigation of physiopathological alterations in the CNS of a murine model of MPS I (MPS I mice). Three viral vectors, carrying the human IDUA gene, were produced. The vector based on the human immunodeficiency virus (HIV) was produced in low titers, but induced a 60-fold increase in the baseline activity of IDUA in transduced cells. A second vector, based on the Moloney murine leukemia virus (MoMLV), was capable to transduce mesenchymal stem cells isolated from the bone marrow of MPS I mice, representing an interesting tools for ex vivo gene therapy protocols. The third vector, was based on the feline immunodeficiency virus (FIV), was functionally inferior to the other two systems and needs optimization to be therapeutically useful. The model was characterized by the investigation of phosphorylation patterns of neurofilament proteins in different regions of the brain of MPS I mice. The results showed that, besides alterations in the direct phosphorylation profile of the proteins analyzed, ERK1/2 was hyperphosphorylated in the cortex and hippocampus. Ganglioside storage was individually investigated in the cortex, cerebellum, hippocampus and hypothalamus, and specific differences were observed for each structure. An analysis of glutamatergic neurotransmission was also performed. MPS I animals showed a decrease in the glutamate uptake in the cortex and hippocampus. In addition, glutamate binding was decreased in the hippocampus. In conclusion, the present work resulted in the development of efficient viral vectors for the transfer of the therapeutic gene, and CNS physiological damages due to the disease were characterized in the murine model of MPS I. These results will be of great importance particularly when associated to gene therapy trials, since the CNS characteristics described in this work may be used for the follow-up of preclinical assays with the viral vectors developed.

Um dos principais avanços da era pós-genômica consiste na possibilidade da análise da expressão global de genes pela tecnologia de microarranjos de DNA, a qual permite a investigação simultânea do perfil de transcrição de milhares de genes. Com os microarranjos, tornou-se possível comparar os padrões de expressão entre indivíduos de diferentes espécies, de diferentes órgãos/tecidos dentro de uma mesma espécie ou diferentes tecidos submetidos a várias situações e tratamentos e, ainda, analisar os genes de proteínas potencialmente reguladoras da transcrição, os fatores de transcrição. Uma etapa fundamental após a análise dos resultados dos microarranjos consiste na validação experimental dos dados de expressão gênica. Esta validação é realizada pela utilização da técnica de qRT-PCR (“Real Time Quantitative RT-PCR”) um método que, atualmente, apresenta maior sensibilidade e especificidade na análise de transcritos. A qRT-PCR necessita, entretanto, de normalização para uma leitura adequada dos dados. Essa normalização tornou-se bastante específica já que depende da disponibilidade de genes que apresentem transcritos com expressão uniforme em todas as células do organismo ou entre as espécies que estão sendo analisadas, bem como durante várias fases do desenvolvimento e sob diferentes condições ambientais. São os chamados genes-referência ou housekeeping. Entretanto, alguns trabalhos vêm constatando que os genes-referência utilizados na era prégenômica não apresentam expressão estável entre tecidos e genótipos e, por este motivo, não são adequados como controles em qRT-PCR. O objetivo desse trabalho foi investigar a estabilidade de expressão de genes constitutivos freqüentemente utilizados como controles internos em estudos de expressão gênica e selecionar novos genes-referência para Eucalyptus por meio de experimentos de qRT-PCR para a sua utilização na validação de experimentos de microarranjos do Projeto Genolyptus. Como resultados das análises de qRT-PCR, foi possível observar que para xilemas de E. globulus e xilemas e folhas maduras de E. grandis, os genes EuC12, At2g28390, EuC10, Histona H2B, Gliceraldeído- 3-fosfato-desidrogenase (GAPDH), EuC06 e EuC09 foram os que demonstraram, respectivamente, menor variação em suas expressões, caracterizando-se como constitutivos para estes tecidos. De acordo com os resultados encontrados nas análises com cDNAs derivados de folhas e xilemas de E. grandis, somente EuC12 e At2g28390 demonstraram invariabilidade de expressões entre os tecidos. Dois tradicionais genes constitutivos, Histona H2B e GAPDH, apresentaram uma variação considerável nas suas expressões entre os tecidos. Os genes selecionados, servirão como controles internos em todas as qRTPCRs subseqüentes nas avaliações de dados gerados pelos microarranjos de DNA para todos os demais genes sob análise no Projeto Genolyptus, e demais linhas de investigação de Eucalyptus. Paralelamente realizou-se, ainda, a seleção e análise de treze genes com expressão diferencial significativa entre tecidos vasculares das espécies de E. grandis e E. globulus. Estes foram selecionados com base nos resultados de microarranjos do Genolyptus e terão seus padrões de expressão analisados por qRT-PCR. / One of the most important advances of post-genomic era is the possibility of global gene expression analysis by DNA microarray technology, which allow verifying transcription profile for thousand genes simultaneously. Microarray allows comparing expression patterns among individuals from distinct species, from distinct organs/tissues within of the same specie or distinct tissues submitted across a wide range of developmental and environmental conditions, beyond genes of proteins mighty involved in transcriptional regulation, the transcription factors. A basic stage of microarray analysis is the experimental validation from gene expression data. This validation is carried out by the use of qRT-PCR (“Real Time Quantitative RT-PCR”) technique witch is the method that currently presents greater sensitivity and specificity in transcript analysis. However, qRTPCR needs normalization for an accurate data interpretation. This data normalization is specific since it depends on the availability of a gene which displays highly uniform expression in all organism cells, between species under analysis, during various phases of development and under different environmental conditions. They are known as reference or housekeeping genes. However, some studies come evidencing that reference genes normally used in pre-genomic era doesn’t show steady expression between tissues and genotypes and, for this reason, are not suitable as controls in qRT-PCR. The objective of this work was to investigate the expression stability of housekeeping genes often used as internal controls in genetic expression studies and select novel genes for Eucalyptus by qRT-PCR for its use in the validation of Genolyptus Project microarray experiments. As results it was possible to identified histone, EuC06, EuC09, EuC10, EuC12, At2g28390 and GAPDH as the most stably expressed genes between E. globulus xylems and E. grandis xylems and mature leafs, as well pointing them out as control genes for these tissues. In accordance with the results found in the analysis with cDNAs derived from E. grandis leaves and xylems, only EuC12 and At2g28390 had demonstrated expression invariability between tissues. We found out that two traditional housekeeping genes, Histone and GAPDH, shown a considerable expression variation between those tissues. According to our analysis the selected genes will serve as internal controls in all subsequent qRT-PCRs, in microarray data evaluation to other genes under investigation in Genolyptus Project as well as another research lines in Eucalyptus. At the same time, we selected and analyzed thirteen genes with significant differential expression between E. grandis and E. globulus vascular tissues. These had been selected on the basis of the results of Genolyptus microarrays. Their expression patterns will be analyzed by qRTPCR.

SARAIVA, K. D. C. Caracterização, análise filogenética e perfil de expressão da família multigênica do fator de elongação 1 alfa (EF1α) de soja [Glycine max (L.) MERR.]: detecção de genes normalizadores para qPCR. 2013. 120 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-05T20:57:29Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_kdcsaraiva.pdf: 1726885 bytes, checksum: 9626cb2c1d880ba0b49d5a301d627d93 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-11-24T20:45:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_kdcsaraiva.pdf: 1726885 bytes, checksum: 9626cb2c1d880ba0b49d5a301d627d93 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-24T20:45:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_kdcsaraiva.pdf: 1726885 bytes, checksum: 9626cb2c1d880ba0b49d5a301d627d93 (MD5) Previous issue date: 2013 / The elongation factor 1alpha (EF1α) is responsible for binding of aminoacyl-tRNA to the A site of the ribosome, acting thus the elongation phase of protein synthesis. The EF1α in plants is encoded by a multigene family with variable number of genes among species. The aim of this study was to characterize, analyze phylogenetic and elucidate the expression profile of EF1α genes in soybean during development, as well as select (s) gene (s) of the most stable reference for qRT-PCR assays in the development and conditions stress. In silico analyses in the genomes of soybean and other leguminous plants available in databases revealed gene families 3-6 members with conserved structure of 2 exons and 2 introns. Among the analyzed species (Glycine max, Cajanus cajan, Vigna unguiculata, Phaseolus vulgaris and Medicago truncatula) G. max was the one with the largest number of genes classified as EF1α 1a, 1b, 1c, 2a, 2b and 3 after phylogenetic analysis. The EF1α gene expression was studied in different tissues (flowers, pods, seeds, cotyledons, trifoliate and unifolioladas leaves, roots, hypocotyls and epicotyls) during the development of soybean. Expression analyses by qPCR revealed that the EF1α genes are functional and expressed in all tissues, however exhibit differential expression dependent on the tissue and developmental stage. Relative expression between genes members showed predominance of expression for 5 of the 6 genes analyzed: EF1α 1a: no predominance of expression; EF1α 1b: Germination and development hypocotyl; EF1α 1c: pods development; EF1α 2a: pods development, unifoliate and trifoliate leaves; EF1α 2b: pods development, unifoliate leaves; EF1α 3: Germination, flowers, roots, early stages development (hypocotyl and epicotyl). These data, together with the leaves and roots subjected to stress conditions (PEG and AS) were used to assess the stability of expression of different EF1α genes soybean through the programs GeNorm and NormFinder. For the analyses during development, four stable genes (UKN1, SKIP16, EF1β and MTP) were also used. EF1α genes were more stable in cotyledons (EF1α 3 and EF1α 1c); epicotyls (EF1α 1b, 2b and 1a), hypocotyls (EF1α 1a, EF1β and EF1α 1c); pods (EF1α 2a and EF1α 2b) and roots (EF1α 2b and UKN1) and less stable in trifoliate/unifoliolate leaves (UKN1 and SKIP16) and germinating seeds (EF1β and SKIP16). In leaves under stress conditions, through GeNorm analyses revealed that four genes (EF1α 2a> 1b> 2b> 1a) showed similar stability in the classification of stress for AS and PEG. Already in roots, distinct pattern of stability was found: EF1α 2a> 1c> 2b> 1b> 1a> 3 for PEG and EF1α 1c> 3> 2a> 1a> 2b> 1b to AS. These results were confirmed using the program NormFinder. In spite of changes in gene expression in different tissues in development and stress conditions were determined EF1α genes that can be used to normalize the qPCR assays in soybean and others leguminous plants (Phaseoleae tribe) seeing that EF1α genes orthologous were identified between these different species. / O fator de elongação 1alfa (EF1α) é responsável pela ligação do aminoacil-tRNA ao sítio A do ribossomo, atuando, assim, na fase de alongamento da síntese proteica. O EF1α em plantas é codificado por uma família multigênica com número de genes variável entre espécies. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar, analisar filogeneticamente e elucidar o perfil de expressão dos genes EF1α em soja durante o desenvolvimento, bem como selecionar o(s) gene(s) de referência mais estáveis para ensaios de qRT-PCR no desenvolvimento e condições de estresse. Análises in silico nos genomas de soja e de outras leguminosas disponíveis em bancos de dados revelaram famílias gênicas de 3 a 6 membros com estrutura conservada de 2 éxons e 2 íntrons. Dentre as espécies analisadas (Glycine max, Cajanus cajan, Vigna unguiculata, Medicago truncatula e Phaseolus vulgaris) G. max foi a que apresentou o maior número de genes, classificados como EF1α 1a; 1b; 1c; 2a; 2b e 3 após análise filogenética. A expressão dos genes EF1α foi estudada em diferentes tecidos (flores, vagens, sementes, cotilédones, folhas unifolioladas e trifolioladas, raízes, hipocótilos e epicótilos) durante o desenvolvimento da soja. A análise de expressão por qPCR revelou que os genes EF1α são funcionais, sendo expressos em todos os tecidos, contudo apresentam expressão diferencial dependente do tecido e do estádio de desenvolvimento. A expressão relativa entre os genes membros mostrou predomínio de expressão para 5 dos 6 genes analisados: EF1α 1a: sem predomínio de expressão; EF1α 1b: Germinação e desenvolvimento do hipocótilo; EF1α 1c: Desenvolvimento da vagem; EF1α 2a: Desenvolvimento da vagem, folhas unifoliolada e trifoliolada; EF1α 2b: Desenvolvimento da vagem, folhas unifolioladas; EF1α 3: Germinação, flores, raízes, fases iniciais do desenvolvimento do hipocótilo e epicótilo. Esses dados, juntamente com os de folhas e de raízes submetidas a condições de estresse (PEG e AS) foram usados para avaliar a estabilidade de expressão dos diferentes genes EF1α de soja através dos programas GeNorm e NormFinder. Para as análises durante o desenvolvimento, quatro genes de expressão estável (UKN1, SKIP16, EF1β e MTP) foram também utilizados. Os genes EF1α foram mais estáveis em cotilédones (EF1α 3 e EF1α 1c); epicótilos (EF1α 1b, EF1α 2b e EF1α 1a); hipocótilos (EF1α 1a e EF1β); vagens (EF1α 2a e EF1α 2b) e raízes (EF1α 2a e UKN1) e menos estáveis em folhas trifolioladas/unifolioladas (UKN1 e SKIP16) e sementes em germinação (EF1β e SKIP16). Em folhas sob condições de estresse, análises através do GeNorm revelaram que quatro genes (EF1α 2a >1b >2b >1a) apresentaram classificação de estabilidade semelhante nos estresses por AS e PEG. Já em raízes, distinto padrão de estabilidade foi encontrado: EF1α 2a > 1c >2b >1b > 1a >3 para PEG e EF1α 1c > 3 > 2a > 1a > 2b > 1b para AS. Tais resultados foram confirmados usando o programa NormFinder. A despeito das variações de expressão gênica em diferentes tecidos em desenvolvimento e condições de estresse, foram determinados genes EF1α que podem ser usados para normalizar ensaios de PCR em tempo real em soja e leguminosas (tribo Phaseoleae) vez que genes EF1α ortólogos foram identificados entre essas diferentes espécies.

Em uma tentativa de definir uma bioassinatura especifíca para diagnóstico da tuberculose (TB) pulmonar, esse estudo avaliou os níveis de expressão gênica em pacientes com TB, pneumonia e asma (OPD), e também em pacientes infectados latentemente com M. tuberculosis, e em pacientes não infectados com o bacilo. Foram analisados genes alvos específicos previamente testados por Maertzrdorf el at. (2011) como uma bioassinatura que sugere a diferenciação de casos de TB pulmonar a casos de TB latente: CD64, FCGR1B, GZMA, GBP5 and LTF. Nesse estudo foram realizadas análises estatísticas randomForest para calcular a especificidade e a sensibilidade de cada combinação feita entre os genes CD64, GZMA e GBP5, visando discriminar a diferença de expressão gênica entre individuos com TB e OPD. Essa bioassinatura nos proporcionou uma especificidade de 92,6% e uma sensibilidade de 95,5% para TB (o reverso para OPD). Os genes GZMA e GBP5 mostraram um poder de discriminação entre os grupos com fator de importância de 18,5 e 26,3, respectivamente para TB, e de 19,2 e 17,4, respectivamente para OPD. O gene CD64 teve seu fator de importância para TB de 8,5 e para OPD de 3,3. Nosso estudo sugere que a criação de uma ferramenta diagnóstica utilizando a bioassinatura estudada pode ser uma forma de ajudar a área clínica a diferenciar TB de OPD, apoiando a possibilidade de começar a trabalhar em níveis protéicos, com a intenção de criar ferramentas de diagnóstico mais rápidas, acessíveis e precisas, seguindo as recomendações da OMS de reduzir a incidência da TB no mundo. / In this study, in an attempt to define a TB-specific biosignature for diagnostics, we evaluated gene expression in TB, pneumonia and asthma patients, as well as healthy donors with latent M. tuberculosis infection (LTBI) and healthy non-infected donors (NIDs). We decided to pursue a targeted approach utilizing a specific set of genes previously validated by Maertzdorf et al. 2011 as a biosignature to discriminate TB patients and LTBI subjects: CD64, FCGR1B, GZMA, GBP5 and LTF. Random forest analysis was applied to calculate the specificity and sensitivity of each gene combination of CD64, GZMA and GBP5 to discriminate between TB and OPD. The combination of the 3 genes gave the highest accuracy in identifying TB and OPD patients. This biosignature gave a specificity of 92.6% and a sensitivity of 95.5% for TB (reverse for OPD). GZMA and GBP5 showed the highest discriminating power with an importance factor of 18.5 and 26.3, respectively for TB, of 19.2 and 17.4, respectively for OPD, versus CD64 importance of 8.5 for TB and 3.3 for OPD. Our study suggest that the creation of a diagnostic tool using the studied biosignature may be a way to help physician’s to differentiate TB from OPD and support the possibility to start to work at protein levels, using this to create faster, cheaper and accurate tools to diagnosis TB and to follow WHO recommendations to reduce global burden of TB incidence worldwide.

Uma abordagem alternativa para a terapia gênica somática é a entrega da proteína terapêutica através da implantação de células geneticamente modificadas com capacidade de superexpressar o gene de interesse. Os mecanismos de encapsulação foram projetados para proteger as células da rejeição do organismo hospedeiro e para prevenir que as células modificadas se espalhassem, ao mesmo tempo em que permite a secreção protéica. As esferas de alginato formam uma estrutura semi-permeável conveniente para a injeção in vivo. Neste estudo, um protocolo laboratorial eficaz foi otimizado para gerar micro cápsulas de alginato de cálcio com forma e tamanho uniformes, contendo células viáveis. A encapsulação de células baby hamster kidney (BHK) em esferas de alginato foi executada utilizando um dispositivo simples montado com um cilindro de ar comprimido e uma bomba peristáltica. O fluxo de 100 mL/h da solução contendo as células e o fluxo de 10 L/min de ar comprimido geraram as melhores cápsulas em relação ao tamanho e a uniformidade das esferas. As células se mantiveram viáveis em cultura por quatro semanas, sem apresentar sinais de necrose, e a difusão protéica foi observada durante estas quatro semanas. Os resultados destes estudos in vitro demonstram claramente que o micro isolamento de células BHK em alginato, utilizando este dispositivo simples, pode prover um ambiente capaz de preservar as células vivas e viáveis. Além disso, as células encapsuladas sob as condições descritas nesse trabalho, possibilitam a difusão de β-gal mesmo após quatro semanas de tratamento, tornando-se assim potencialmente compatíveis com a entrega de proteína terapêutica. / An alternative approach to somatic gene therapy is to deliver the therapeutic protein by implanting genetically modified cells that could overexpress the gene of interest. Microencapsulation devices were designed to protect cells from host rejection and prevent the foreign cells from spreading while allowing protein secretion. Alginate beads form a semi-permeable structure that is suitable for in vivo injection. In this study we report an effective laboratory protocol to generate calcium alginate microcapsules, following optimization of uniformly shaped and sized particles that contain viable cells. Encapsulation of baby hamster kidney (BHK) cells in alginate beads was performed using a simple device assembled with a cylinder of compressed air and a peristaltic pump. Cell suspension flow of 100 mL/h and air jet flow of 10 L/min allowed best size and shape uniformity of beads. Cells were maintained viable in culture for 4 weeks, with no signs of necrosis, and protein diffusion was observed during these weeks. Results of these in vitro studies clearly demonstrated that microisolation of BHK cells in alginate using a simple assembly device could provide an environment that is capable of preserving live and viable cells. In addition, encapsulated cells under the conditions described were able to secrete β- galactosidase even after four weeks of treatment, thus becoming potentially compatible with therapeutic protein delivery.