La supervivencia de los organismos superiores depende de que sus células se organicen y actúen de manera sincronizada para cumplir funciones específicas, para lo cual es fundamental la comunicación intercelular. Este proceso es básico para la vida de todas las células, pero es la razón de ser en las neuronas que están especializadas en recibir información, procesarla y comunicarla a otras células. En el sistema nervioso, la principal forma de comunicación se realiza a través de la sinapsis química, en la que una neurona libera un mensajero químico, el neurotransmisor, que es reconocido por un receptor presente en otra célula permitiéndole responder al mensaje. La acetilcolina es uno de los principales neurotransmisores utilizados por las neuronas, y sus receptores, tanto metabotrópicos como ionotrópicos, están expresados en muchos tipos celulares. Los receptores ionotrópicos de acetilcolina, llamados receptores nicotínicos, son canales catiónicos pentaméricos que pertenecen a la familia de receptores Cys-loop. El receptor nicotínico de acetilcolina α7 es un homopentámero que exhibe propiedades funcionales particulares fundamentales para su rol neuromodulador, incluyendo la elevada permeabilidad al Ca2+ y la capacidad para transformar respuestas ionotrópicas transitorias en eventos más sostenidos de señalización metabotrópica. Es uno de los receptores nicotínicos más abundantes en el sistema nervioso, aunque también se encuentra presente en otros tejidos. En el sistema nervioso central cumple un rol importante en procesos de cognición, atención y memoria, al regular la liberación de neurotransmisores, mediar la transmisión sináptica rápida y modular la excitabilidad neuronal. Una disminución de su actividad se ha asociado con diversos desórdenes neurológicos y neurodegenerativos, incluyendo esquizofrenia, autismo y enfermedad de Alzheimer. El receptor α7 también se expresa en células no neuronales, tales como -entre otras-, los astrocitos, la microglía, los linfocitos B y T, las células epiteliales, los macrófagos, cumpliendo un rol importante en inmunidad, inflamación y neuroprotección. Las acciones neuromoduladoras, neuroprotectoras y antinflamatorias sistémicas del receptor nicotínico de acetilcolina α7 junto a sus propiedades únicas de activación, desensibilización, permeabilidad al Ca2+ y rol dual ionotrópico-metabotrópico, lo han convertido en un blanco farmacológico emergente muy importante en diversos desórdenes neurológicos, neurodegenerativos e inflamatorios. Este trabajo de tesis se basó en el estudio de los aspectos moleculares relacionados a diferentes tipos de modulación de las funciones ionotrópicas y metabotrópicas del receptor nicotínico de acetilcolina α7 humano. Para ello se utilizaron principalmente técnicas electrofisiológicas a nivel de canal único y de corrientes macroscópicas, en conjunto con análisis de proteínas por western blot y ensayos de movimiento de Ca2+ intracelular. El capítulo I se centró en el estudio de la modulación de las funciones ionotrópicas y metabotrópicas del receptor α7 por eventos de fosforilación/desfosforilación. Se demostró que favorecer el estado desfosforilado de las tirosinas del dominio intracelular de α7 potencia la actividad ionotrópica del receptor. A nivel de corrientes unitarias, el efecto potenciador involucró un aumento en la frecuencia y duración de los episodios de activación, mientras que a nivel de corrientes macroscópicas se manifestó por una disminución en la velocidad de decaimiento de la corriente, y un aumento en la tasa de recuperación desde el estado desensibilizado. Por el contrario, la desfosforilación de las tirosinas tuvo un efecto negativo en la actividad metabotrópica del receptor, estudiada por western blot a partir de la vía de ERK 1/2. Además, a diferencia de lo observado para las tirosinas, las alteraciones en el estado de fosforilación de serinas y treoninas del dominio intracelular no ocasionaron cambios importantes en la actividad ionotrópica de α7 en las condiciones experimentales aquí utilizadas. En síntesis, los resultados presentados en este capítulo ponen en evidencia que la fosforilación de las tirosinas, si bien es absolutamente necesaria para la actividad metabotrópica de α7 mediada por la vía ERK 1/2, actúa como un modulador negativo de la actividad ionotrópica del receptor. El capítulo II abordó el estudio de la asociación funcional entre un fragmento peptídico de la glicoproteína S del SARS-CoV-2 (Y674-R685) y el receptor nicotínico de acetilcolina α7 humano. La asociación entre SARS-CoV-2 y los receptores nicotínicos fue propuesta en forma de hipótesis al comienzo de la pandemia. Más adelante, simulaciones de dinámica molecular mostraron que el fragmento Y674-R685 no solo tiene afinidad por α7, sino que penetra profundamente en el bolsillo de unión a agonista del receptor. En este capítulo, en primer lugar, se demostró que el fragmento Y674-R685 actúa como un agonista silente de α7, ya que es capaz de provocar corrientes unitarias y macroscópicas del receptor, pero solo en presencia de un modulador alostérico positivo. Por otro lado, se demostró que Y674-R685 también ejerce una modulación negativa de α7, que se evidenció por una profunda disminución, dependiente de la concentración, en la duración de los episodios de activación de los canales potenciados y en la amplitud de las respuestas macroscópicas provocadas por la acetilcolina. De esta manera, utilizando distintos enfoques electrofisiológicos, se develó la existencia de una interacción funcional entre el fragmento Y674-R685 de la glicoproteína S del SARS-CoV-2 y el receptor α7 que proporciona las bases moleculares para seguir explorando la participación de los receptores nicotínicos en la fisiopatología de la COVID-19. El capítulo III se basó en el estudio del receptor α7 como blanco del cannabidiol, lo cual resulta de gran interés debido al uso expandido de este fitocannabinoide para tratar diferentes condiciones patológicas gracias a sus propiedades terapéuticas y a la ausencia de efectos psicoactivos. Para ello se exploró el efecto del cannabidiol en las funciones ionotrópicas y metabotrópicas de α7 mediante técnicas electrofisiológicas y ensayos de movimiento de Ca2+ intracelular. En lo que respecta a las funciones ionotrópicas, se demostró que el cannabidiol produce una rápida disminución de la actividad del canal a nivel de corrientes unitarias evidenciada por la reducción en la frecuencia de los episodios de activación. Este efecto fue dependiente de la concentración y se dio con una CI50 en el rango submicromolar, lo que indica una potente modulación negativa. Por otra parte, el cannabidiol también produjo una modulación negativa en la función metabotrópica de α7 que se evidenció por una marcada disminución en las respuestas de Ca2+ intracelular tras la activación del receptor. Estos resultados demuestran que el cannabidiol ejerce una modulación negativa de α7 de relevancia farmacológica que debe tenerse en cuenta a la hora de evaluar los posibles usos terapéuticos del fitocannabinoide. En conjunto, los resultados presentados en esta tesis amplían el entendimiento de los aspectos moleculares relacionados con la modulación de las funciones ionotrópicas y metabotrópicas del receptor nicotínico de acetilcolina α7 en distintas condiciones, a saber, fisiológicas (eventos de fosforilación/desfosforilación), patológicas (fragmento peptídico derivado de la glicoproteína S del SARS-CoV-2) y terapéuticas (cannabidiol). / The survival of higher organisms depends on the ability of their cells to be well organized and to behave in a synchronized manner to fulfill specific functions for which intercellular communication is of pivotal importance. This process is basic for the life of all cells, but it is the raison d'être in neurons that are specialized in receiving information, processing it, and communicating it to other cells. In the nervous system, the main form of communication is carried out via the chemical synapse, in which a neuron releases a chemical messenger, the neurotransmitter, which is identified by a receptor present in another cell, allowing it to respond to the message. Acetylcholine is one of the main neurotransmitters used by neurons, and its receptors, both metabotropic and ionotropic, are expressed in many cell types. Ionotropic acetylcholine receptors, called nicotinic receptors, are pentameric cation channels belonging to the Cys-loop receptor family. The α7 nicotinic acetylcholine receptor is a homopentamer with particular functional properties critical to its neuromodulatory role, including high Ca2+ permeability and the ability to transform transient ionotropic responses into more sustained metabotropic signaling events. It is one of the most abundant nicotinic receptors in the nervous system, although it is also present in other tissues. In the central nervous system, it plays an important role in cognition, attention, and memory, by regulating the release of neurotransmitters, mediating rapid synaptic transmission, and modulating neuronal excitability. A decrease in α7 activity has been associated with various neurological and neurodegenerative disorders, such as schizophrenia, autism, and Alzheimer's disease. The α7 receptor is also expressed in non-neuronal cells; namely, astrocytes, microglia, B and T lymphocytes, epithelial cells, and macrophages, and plays an important role in immunity, inflammation, and neuroprotection. The neuromodulatory, neuroprotective, and systemic anti-inflammatory actions of α7, together with its unique activating, desensitizing, Ca2+ permeability, and dual ionotropic-metabotropic properties, have made the receptor a very important emerging drug target in various neurological, neurodegenerative, and inflammatory disorders. This P.D. thesis work was based on the study of molecular aspects related to different types of modulation of the ionotropic and metabotropic functions of the human α7 nicotinic acetylcholine receptor. To this end, electrophysiological techniques at the single channel and macroscopic current levels were mainly used, as well as protein analysis by western blot and intracellular Ca2+ movement assays. Chapter I focused on the study of α7 receptor ionotropic and metabotropic function modulation by phosphorylation/dephosphorylation events. It was shown that favoring the dephosphorylated state of α7 intracellular domain tyrosine residues potentiates its ionotropic activity. At the single-channel level, this potentiating effect involved an increase in the frequency and duration of activation episodes, while at the macroscopic level it was manifested by a decrease in the rate of current decay and by an increase in the rate of recovery from the desensitized state. In contrast, tyrosine dephosphorylation had a negative effect on receptor metabotropic activity, studied by western blot from ERK 1/2 pathway. In addition, unlike what was observed for tyrosine residues, alterations in the phosphorylation status of serine and threonine residues present in the intracellular domain did not cause any significant changes in α7 ionotropic activity under the experimental conditions used. Summing up, the results collected in this chapter show that tyrosine phosphorylation, although it is absolutely necessary for α7 metabotropic activity mediated by ERK 1/2 pathway, acts as a negative modulator of receptor ionotropic activity. Chapter II focused on the study of the functional association between a peptide fragment of SARS-CoV-2 S glycoprotein (Y674-R685) and human α7 nicotinic acetylcholine receptor. The association between SARS-CoV-2 and nicotinic receptors was hypothesized at the beginning of the pandemic. Later, molecular dynamics simulations showed that the Y674-R685 fragment not only has affinity for α7 but also penetrates deep into its agonist-binding pocket. In this chapter, it was firstly stated that the Y674-R685 fragment acts as a silent α7 agonist, since it is capable of triggering single-channel and macroscopic currents, but only in the presence of a positive allosteric modulator. On the other hand, it was shown that Y674-R685 also exerts α7 negative modulation, which was evidenced by a profound concentration-dependent decrease in the duration of acetylcholine-induced activation episodes from potentiated channels and macroscopic responses. In this way, using different electrophysiological approaches, the existence of functional interaction between SARS-CoV-2 S glycoprotein Y674-R685 fragment and α7 receptor was revealed, which provides the molecular bases to further explore nicotinic receptor participation in COVID-19 pathophysiology. Chapter III was based on the study of the α7 receptor as a target of cannabidiol, which is of great interest due to the expanded use of this phytocannabinoid to treat different pathological conditions thanks to its therapeutic properties and the absence of psychoactive effects. To this end, the effect of cannabidiol on α7 ionotropic and metabotropic functions was explored using electrophysiological techniques and intracellular Ca2+ movement assays. Regarding ionotropic functions, it was shown that cannabidiol produces a rapid decrease in single-channel activity evidenced by the reduction in activation episodes frequency. This concentration-dependent effect occurred with an IC50 in the submicromolar range, indicating a potent negative modulation. On the other hand, cannabidiol also produced a negative modulation in α7 metabotropic function that was evidenced by a marked decrease in intracellular Ca2+ responses after receptor activation. These results demonstrate that cannabidiol exerts α7 negative modulation of pharmacological relevance that must be taken into account when evaluating possible therapeutic uses of the phytocannabinoid. Taken together, the results presented in this thesis broaden the understanding of molecular aspects related to the modulation of α7 nicotinic acetylcholine receptor ionotropic and metabotropic functions under different conditions, namely physiological (phosphorylation/dephosphorylation events), pathological (SARS-CoV-2 S glycoprotein fragment) and therapeutic (cannabidiol).

Anticorpos monoclonais (AcMo) anti-β2GPI foram obtidos de hibridomas produzidos pela fusão de linfócitos de camundongos com células SP2-O, de mieloma murino. A imunização foi realizada com proteína purificada de plasma humano, por cromatografia de afinidade em resina Sepharose-Heparina 6 Fast Flow (GE Healthcare). Os AcMo produzidos pelos hibridomas K257, K2II-3, K233, K22, K237 e K2124 foram estudados quanto à sua capacidade de reconhecer o antígeno adsorvido em suporte sólido (dot-blot, imunoblot, ELISA direto) e em solução (ELISA indireto). Todos os clones foram cultivados e expandidos in vivo (ascite) e in vitro (cultura convencional). Pretende-se a substituição da expansão in vivo pela produção em biorreator. Os AcMo produzidos reconheceram a β2GPI em imunoblot com sensibilidade e especificidade variáveis. O desempenho dos AcMo K22 e K2124 no reconhecimento da proteína adsorvida em placas de ELISA (Maxisorp, NUNC), mostrou-se promissor para o desenvolvimento de um teste ELISA direto (sanduíche), em substituição ao ELISA indireto (competição) atualmente utilizado. O AcMo K22 mostrou reatividade semelhante à do anticorpo comercial 5F7 (ICN) em todos os testes realizados. Tanto o anticorpo produzido pelo clone K22 quanto seus fragmentos Fab, obtidos através de digestão enzimática, foram utilizados para identificação e quantificação da proteína em plasma e tecidos de ratos submetidos a um modelo de sepse e translocação bacteriana. Os resultados obtidos demonstram que a modulação das concentrações plasmáticas de β2GPI e sua distribuição hepática dependem da intensidade e da via de infecção, e sugerem a presença de imunocomplexos da proteína in vivo. / β2-glycoprotein I (β2GPI) detection is important for the accurate diagnostic of autoimmune and chronic inflammatory disease. This project was designed in order to obtain specific monoclonal antibodies (MoAb) that could replace or add to the commercially available 5F7. It is intended to achieve a convenient in vitro production, in the near future. The β2GPI antigen was purified from human plasma through Heparin-Sepharose 6 FF (GE Healthcare) affinity chromatography. Six different hybridomas were generated after the fusion of immunized mouse lymphocytes with SP2-O murine myeloma cells. The anti-β2 GPI MoAb K257, K2II-3, K233, K22, K237, and K2124 were purified after clone expansion from ascites (in vivo) and conventional cellular culture (in vitro). MoAb reactivity was evaluated towards the β2GPI antigen either adsorbed to solid phase support (Dot-Blot, imunoblot, direct ELISA), or in solution (indirect ELISA). All clones were positive in immunoblot. MoAb K237, K257 e K2124 recognized cleaved forms of the protein. The K22, K2124 and K257 MoAb were promising for the development of direct ELISA. Best sensibility was obtained with K22 AcMo in comparison to commercial reference 5F7 (ICN) in all tests. Both AcMo K22 and its digestion product K22Fab, could be applied in assays for β2GPI on plasma and tissues of rats with good performance.

Foram submetidos à análise molecular, 15 isolados do vírus da bronquite infecciosa (VBI) obtidos durante o período de 1988 a 2000, de surtos à campo da Bronquite Infecciosa (BI), em aves de corte ou de postura das regiões Sul e Sudeste do Brasil. Os resultados obtidos da análise filogenética das sequências parciais dos genes da glicoproteína de espícula (S1) e da nucleoproteína (N) evidenciaram que a maior parte dos isolados estão distribuídos em dois grandes grupos; o primeiro deles mais estreitamente relacionado às estirpes do genótipo Massachusetts e o segundo constituído apenas por isolados brasileiros autóctones com uma grande diversidade em relação às estirpes ou isolados do grupo Massachusetts e de outros países ou continentes. Os sítios polimórficos mais importantes formaram-se em locais específicos e de maneira agrupada nas sequências dos genes S1 ou N e predominam em regiões codificadoras das cadeias polipeptídicas S1 e N que configuram sítios estruturais e antigênicos importantes envolvidos, na expressão de propriedades biológicas relevantes. / Fifteen Brazilian field isolates of infectious bronchitis virus (IBV); were recovered, between 1988 and 2000, from commercial broiler or layer flocks located in South and Southeast Brazilian regions. Molecular and phylogenetic analysis of partial sequences of 5\'-proximal of S1 gene and 3\'-terminus of N gene from these IBV isolates, identified two main groups; the Massachusetts group and a Brazilian indigenous group, which presenting a high diversity regarding the first group or other IBV strains from different countries and continents. The major polymorphic sites are arranged in clusters and predominate in the regions of S1 and N genes which code for relevant structural and antigenic sites responsible for the expression of important biological properties.

As formas tripomastigotas do Trypanosoma cruzi expressam as Tc-85, glicoproteínas de superficie. A Tc85-11, um dos membros da família da Tc-85, foi caracterizado como uma proteína de adesão, com os sítios de ligação a laminina e citoqueratina 18 localizados, respectivamente, nos domínios amino e carboxiterminal. Utilizando-se primers consensos, um produto de cerca de 2000 pb foi amplificado do cDNA de formas tripomastigotas de T cruzi da cepa Y. Uma biblioteca enriquecida em membros da família da Tc-85 foi construída utilizando-se esses primers e o plasmídeo pCR T7/NT Topo Cloning (Invitrogen). O sequenciamento de cerca de 60 clones resultou em 30 ORFs completas. O sequenciamento de DNA foi realizado com o método dideoxi de terminação de cadeia e as seqüências foram analisadas. Por análise comparativa, identidades de 40-90% entres os clones sequenciados e 30-70% com membros da superfamília de proteínas das gp85/trans-sialidases foram encontradas. Os dados foram compilados nas seguintes ferramentas: ORF finder (NCBI), Cap3, Smith-Waterman, ClustalW, BioEdit e BLASTX/BLASTN (NCBI). Para a análise filogenética, foi utilizado o programa Paup empregando máxima parsimônia (MP), \"neighbor joining\" (NJ) e máxima probabilidade (MP). A árvore possuia dois grupos e foi submetida a análise de bootstrapping, com busca heurística completa e com 100 e 500 repetições. Os mesmos dois grupos apareceram quando a comparação de seqüências e análise filogenética foram correlacionadas. Em experimentos utilizando-se elementos de matriz extracelular - laminina e fibronectina- foi testada a ligação de proteínas recombinantes purificadas. A proteína codificada pelo inserto de cDNA Tc85-45 foi capaz de se ligar de maneira saturável a laminina e a fibronectina, mas não a albumina e gelatina. Os dados sugerem fortemente que, apesar da família da Tc-85- e por conseqüência a superfamília das gp85/trans-sialidases- codificarem proteínas com graus variáveis de seqüências similares, as seqüências específicas de peptídeos para a ligação a diferentes moléculas de matriz e receptores celulares variam entre membros da família, constituindo, assim, uma família multiadesiva de glicoproteínas que capacita o parasita a ultrapassar as barreiras impostas pelas membranas celulares, matrizes extracelulares e lâminas basais. / Trypomastigote forms of Trypanosoma cruzi express Tc-85 surface glycoproteins. Tc85-11, one member of the Tc-85 family, was characterized as an adhesion protein, with laminin and cytokeratin-18 binding sites localized, respectively, on the amino and carboxy terminal domains. Using consensus primers, a 2000 bp product was amplified from cDNA of trypomastigote forms of T. cruzi of the Y strain. A library enriched in Tc-85 cDNA was constructed using these primers and pCR T7/NT Topo Cloning (Invitrogen) plasmid. Sequencing of about 60 clones gave 30 complete ORFs. DNA sequencing was performed by the dideoxi-chain termination method and the sequences have been analyzed. By comparative analysis, identity of 40-90% was found among the sequenced clones and 30-70%, with members of the gp85/trans-sialidase superfamily proteins. The data were compiled in the following tools: ORF finder (NCBI), Cap3, Smith-Waterman algorithm, ClustalW, BioEdit and BLASTX/BLASTN (NCBI). For phylogenetic analysis, the Paup program was employed using maximum parsimony (MP), neighbor joining (NJ), and maximum likelihood (ML). The inferred tree had two groups and was submitted to full heuristic bootstrapping with 100 and 500 repetitions. The same two groups appeared when comparative sequence and phylogenetic analyses were correlated. In experiments in which extracellular matrix elements - laminin and fibronectin- were tested for binding to purified recombinant proteins, the protein coded by the cDNA insert Tc85-45 was able to bind in a saturable manner to laminin and fibronectin, but not to albumin and gelatin. The data strongly suggest that although the Tc-85 family, and by extension the gp85/glycoprotein superfamily, encode glycoproteins with variable degrees of similar sequences, the peptide sequences specific for the binding to different matrix molecules and cell receptors varies among the family members, thus, constituting a multi-adhesion family of glycoproteins that enables the parasite to overcome the barriers imposed by cell membranes, extracellular matrices and basal laminae.

Vários laboratórios descreveram moléculas que estão envolvidas na invasão do Trypanosoma cruzi à célula hospedeira. Nosso laboratório foi o primeiro a descrever moléculas de 85 kDa pertencentes a uma família de glicoproteínas (Tc-85) que possuem graus diferentes de homologia de seqüência com os membros da superfamília das gp85/transialidases. Um componente acídico (Tc85-11) da família Tc-85 que se liga à laminina e a receptores da célula hospedeira foi clonado e expresso (Giordano et al., JBC 274, 3461,1999). Nós levantamos a hipótese de que o polimorfismo dos diferentes membros da família Tc-85 poderiam determinar diferentes propriedades da adesão à célula hospedeira. Para provar tal hipótese, uma biblioteca genômica de Tc-85 utilizando o vetor pTEX e os seguintes primers: R-1 (5\') ATGTCCCGGCGTGTGTTTACTTCC e GPI-2(3\') TCACAAAGTCGCAAAGCCCCACAGTCC, foi digerida com enzimas de restrição resultando em fragmentos de tamanho esperado (~2-2,5 kb) em 91% dos clones selecionados. Treze clones foram seqüenciados em suas extremidades 5\' e 3\'. Nenhum era idêntico entre si apesar da variabilidade da homologia de seqüência (40-70%). No entanto, quando comparadas as regiões codantes para o peptídeo sinal foi encontrada uma homologia de 90%. Para assegurar a clonagem de genes funcionais, uma biblioteca de cDNA foi construída com primers degenerados (5\'-ATTTTTGTTCCGCAGAAGACGCAGGTG, 3\'ATTCAGTGGGCGGTTGTACAGAAAGAC) por transcrição reversa de seqüências conservadas da superfamília das gp85/transialidases, excluindo a seqüência codante para o peptídeo sinal e a seqüência codante para âncora de GPI (presença de aminoácidos hidrofóbicos). Os cDNAs foram amplificados e clonados no vetor de expressão pCR®T7/NT-TOPO. Foram selecionados 60 clones que foram submetidos à análise de restrição e 90% deles mostraram fragmentos com tamanho esperado. As proteínas de fusão de 4 destes clones foram reconhecidas em Western blot por um anticorpo policlonal feito contra um fragmento da Tc85-11 (H3.3). As seqüências obtidas da extremidade 5\' revelou que os quatro clones pertencem à superfamília das gp85/transialidase (GenBank). O alinhamento destas seqüências com a Tc85-11 mostrou uma homologia de 60-80% e uma identidade de 40-70% na seqüência de aminoácidos. Estes dados confirmam a heterogeneidade da família da Tc-85 que é expressa pelo parasita. Ademais, a expressão de elevadas quantidades das proteínas correspondentes permitirá a identificação dos ligantes respectivos para estas proteínas de superfície específicas de tripomastigotas. / Several laboratories described molecules that are involved in Trypanosoma cruzi invasion of host-cells. Our laboratory was the first to describe molecules of 85 kDa belonging to a glycoprotein family (Tc-85) having different degrees of sequence homology with the members of the gp85/trans-sialidase supergene family. An acidic component (Tc85-11) of the Tc-85 family that binds to laminin and to host-cell receptors was cloned and expressed (Giordano et al., JBC 274, 3461, 1999). We raised the hypothesis that the polymorphism of different members of the Tc-85 family could specify different adhesion properties to host proteins. In order to prove the hypothesis, a genomic Iibrary of Tc-85 using the pTEX vector and primers R-1 (5\') ATGTCCCGGCGTGTGTTTACTTCC and GPI-2 (3\') TCACAAAGTCGCAAAGCCCCACAGTCC was cut with restriction enzymes resulting in fragments of the expected size (~2-2.5 kb) in 91% of the clones. Thirteen clones were sequenced from their 5\' and 3\' terminal ends. None were identical in spite of a variable sequence homology (40-70%), as opposed to 90% of homology when the signal peptide coding regions were compared. In order to assure the cloning of functional genes, a cDNA Iibrary was constructed with degenerated primers ((5\') ATTTTTGTTCCGCAGAAGACGCAGGTG / (3\') ATTCAGTGGGCGGTTGTACAGAAAGAC) for reverse transcription of conserved sequences from the gp85/trans-sialidase supergene family excluding the hydrophobic sequences from both extremities. The cDNAs were amplified by PCR and cloned into pCR ®T7/NT-TOPO expression vector. 60 clones were selected and were subjected to restriction analysis and 90% of the clones showed fragments with the expected size. The expressed fusion proteins of 4 of these clones were recognized in Western blots by a polyclonal antibody raised against a fragment of Tc85-11 (H3.3). The sequences obtained from the 5\' termini revealed that all four clones belong to the gp85/trans-sialidase supergene family (GenBank TM). The alignment of these sequences with Tc85-11 showed a homology of 60-80% and an identity of 40-70% in aminoacid sequence. These data confirm the heterogeneity of the Tc-85 family that is expressed by the parasite. Additionally, the expression of high amounts of the corresponding proteins will allow the identification of putative Iigands for these trypomastigote specific surface proteins.

A leishmaniose é considerada como uma das seis endemias prioritárias no mundo. Sua gravidade vai depender da espécie contaminante, podendo variar de uma lesão cutânea relativamente branda a uma infecção visceral que pode ser fatal na ausência de tratamento. Atualmente, um dos grandes desafios encontrados nos estudos acerca da crescente urbanização da leishmaniose visceral (LV), é o desenvolvimento de vacinas com elevada eficácia para induzir proteção contra infecção por Leishmania. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo avaliar a resposta imune humoral e celular de uma nova formulação vacinal contra a leishmaniose visceral (VL) usando hamster (Mesocricetus auratus) como modelo experimental. A formulação vacinal foi constituída por dois peptídeos sintéticos da protease gp63 na Leishmania major com alta predição de MHC-I e II. A preparação dos peptídeos teve início com a sua predição, utilizando o software SYFPEITHI, seguida da sintetize química destes, usando a metodologia de fase sólida, segundo o protocolo padrão de Merrifield (1963). A purificação e identificação dos peptídeos foi realizada por meio de cromatografia liquida sob condições de baixa pressão. Nove animais com idade de 4-8 semanas foram selecionados de forma aleatória e dividos em três grupos experimentais: o grupo controle, o grupo imunizado com o adjuvante montanide (ISA) e o grupo imunizado com a associação dos peptideos + ajuvante Montanide (Pep+ISA), cada grupo contendo três animais. Os inóculos dos diferentes grupos experimentais foram administrados via subcutânea em três doses vacinais em intervalos de 14 dias. O grupo controle recebeu 100 μL de solução salina estéril a 0,85%, o grupo ISA recebeu 30 μL do adjuvante oleoso Montanide ISA-61VG diluído em 70 μL de solução salina 0,85% e o grupo Pep+ISA recebeu 30 μL do peptídeo MHC-I + 30 μL do peptídeo MHC-II, emulsionados em 30 μL do adjuvante Montanide ISA-61VG e diluídos em 10 μL de solução salina 0,85%. Seis dias após a última dose da vacina, os animais foram sedados com Clortamina® (50 mg/mL) por via intraperitoneal e o sangue coletado para prosseguir com as análises hematológicas, bioquímicas e sorológica. Após 205 dias da última dose vacinal, os animais foram eutanasiados e seus baços coletados para avaliação da resposta linfoproliferativa. Os resultados bioquímicos demostraram que a composição vacinal não teve ação tóxica, apresentando níveis séricos de ureia, creatinina e das enzimas hepatocelulares dentro das taxas normalidade do funcionamento renal e hepático. A formulação vacinal também exibiu níveis significativos de anticorpos e a existência de memória imunológica, evidenciada pelo aumento da atividade linfoproliferativa nas culturas de esplenócitos, quando comparado o grupo que recebeu a vacina com os demais grupos experimentais. / Leishmaniasis is considered one of the six endemics priority in the world. Its severity will depend on the contaminating species, and may range from a relatively mild cutaneous lesion to a visceral infection that can be fatal in the absence of treatment. Now a days, one of the major challenges encountered in studies of the increasing urbanization of visceral leishmaniasis (VL) is the development of highly effective vaccines to induce protection against Leishmania infection. In this context, the present study aimed to evaluate the humoral and cellular immune response of a new vaccine formulation against visceral leishmaniasis (VL) using hamster (Mesocricetus auratus) as an experimental model. The vaccine formulation consists of two synthetic peptides of the gp63 protease in Leishmania major with high prediction of MHC-I and II. The preparation of the peptides started with their prediction, using SYFPEITHI software, followed by their chemical synthesis, using the solid phase methodology, according to the standard protocol of Merrifield (1963). The peptides’ purification and identification of th was performed by liquid chromatography under low pressure conditions. Nine animals aged 4-8 weeks were randomly selected and divided into three experimental groups: the control group, the group immunized with the adjuvant montanide (ISA) and the group immunized with peptide + adjuvant montanide association (Pep + ISA), each group containing three animals. Inoculations of the different experimental groups were administered subcutaneously at three vaccine doses at 14 day intervals. The control group received 100 μL of 0.85% sterile saline, the ISA group received 30 μL of the Montanide ISA-61VG oily adjuvant diluted in 70 μL of 0.85% saline and the Pep + ISA group received 30 μL of the MHC-I peptide + 30 μL of the MHC-II peptide, emulsified in 30 μL of the Montanide ISA-61VG adjuvant and diluted in 10 μL of 0.85% saline solution. Six days after the last vaccine dose, the animals were sedated with Chlortamine® (50 mg / mL) intraperitoneally and the blood collected to proceed with hematological, biochemical and serological analyzes. After 205 days of the last vaccine dose, the animals were euthanized and their spleens collected for evaluation of the lymphoproliferative response. The biochemical results showed that the vaccine composition had no toxic action, presenting serum levels of urea, creatinine and hepatocellular enzymes within the normal range for renal and hepatic functioning. The vaccine formulation also showed significant levels of antibodies and the existence of immunological memory evidenced by the increase in lymphoproliferative activity in splenocyte cultures, when compared to the group that received the vaccine with the other experimental groups.

O presente projeto propõe a avaliação de respostas imunológicas induzidas por uma vacina de DNA bivalente para o controle de infecções por HIV e HSV. A vacina genética codifica a proteína gD do vírus HSV-1 geneticamente fusionada à proteína Gag (p24) do HIV, rica em epítopos reconhecidos por células T CD8+. A vacina de DNA pRE4p24 codifica a proteína p24 inserida em região próxima à porção C-terminal da proteína gD-1, permitindo que a proteína recombinante seja expressa na superfície da célula transfectada. A localização da proteína recombinante foi confirmada na superfície das células HEK-293T transfectadas por ensaios de imunofluorescência. Camundongos imunizados com a vacina foram capazes de gerar respostas de anticorpos específicos após três doses administradas pelas vias intramuscular (i.m.), intradérmica com seringa (i.d.) ou intradérmico por biobalística (gg). Foram analisadas as respostas imunológicas mediadas por linfócitos T CD8+ p24-específicas e, em função dos resultados obtidos, sendo a via i.m. escolhida como a mais promissora para os ensaios subsequentes. Na tentativa de aumentar a imunogenicidade da vacina, particularmente, para respostas celulares, foi avaliado o efeito da co-administração da formulação vacinal com outros plasmídeos que expressam citocinas (pIL-2, pIL-12 ou pGM-CSF), o teste de um vetor vacinal baseado no plasmídeo multicópia pVAX (pgDp24) e o emprego de um gene sintético para promover o aumento da expressão da proteína gD em células de mamíferos (pgDhp24). Por fim, desenvolvemos um modelo murino para a avaliação funcional de respostas citotóxicas antígeno-específicas a partir de uma linhagem tumoral capaz de expressar a proteína p24 do HIV. Camundongos Balb/c imunizados com o pgDp24 apresentaram um retardo no crescimento tumoral em relação aos animais não imunizados além de proteção parcial a desafios letais com HSV-1. / The present thesis aims to evaluate the immunological responses induced by a bivalent DNA vaccine to the control HIV and HSV infectious. This genetic vaccine codes the gD protein from the HSV-1 virus envelope genetically fused with HIV Gag (p24) protein, which has various epitopes recognized by human and murine T CD8+ cells. The DNA vaccine, named pRE4p24, codes for p24 protein, inserted close to the C-terminal region of gD-1 protein, leading to the expression of the recombinant protein on the surface of the transfected cells. The location of the recombinant protein was confirmed with transfected HEK-293 cellsby immunofluorescence assays. Mice immunized with the vaccine generated antigen-specific antibody responses after three doses administered intramuscularly (i.m), intradermally with a syringe (i.d) or intradermally by gene gun (bioballistic) (gg). The immunological responses mediated by specific-T CD8+ p24 lymphocytes were evaluated and, according to the data obtained, the i.m administration was chosen for the next assays. Aiming the improvement of the vaccine immunogenicity, particularly for cellular responses, the effect of co-administration with other plasmids was assessed with: plasmids that express cytokines (pIL-2, pIL-12 or pGM-CSF); a vaccine vector based on pVAX (pgDp24); and a vector encoding a synthetic gene capable to increase the expression of gD protein in mammalian cells (pgDhp24). Finally, we developed a murine model for the functional evaluation of antigen-specific cytotoxic responses using a tumor cell line which expresses the p24 protein. Balb/c mice, immunized with pgDp24 had a reduced tumor growth when compared to non-immunized mice. In addition, vaccinated mice showed partial protection to a lethal challenge with HSV-1.

Apesar do excelente prognóstico dos tumores de Wilms (TW) localizados (estádios I e II) e de histologia favorável (HF), 10% deles recidivam. Em 122 pacientes com TW com essas características, diagnosticados de 1976 e 2001, analisamos alguns fatores clínicos, como a idade por ocasião do diagnóstico e peso do tumor, em todos os pacientes; fatores biológicos, como o TP53 e a glicoproteína-p, em 40 deles; e variáveis histológicas de microestadiamento (invasão de seio renal, cápsula tumoral, vasos intra-renais e pseudocápsula inflamatória) em 28 com TW em estádio I. Correlacionando todos esses fatores com a presença de recidiva, observamos que a chance maior de recidiva estatisticamente significativa somente foi verificada em pacientes com duas ou mais variáveis de microestadiamento e/ou peso tumoral maior que 550 g / In spite of the excellent prognosis of localized favorable histology (FH) of Wilms' tumor (WT), 10% of them will relapse. In 122 TW patients with these characteristics, diagnosed between 1976 and 2001, some clinical factors have been analyzed, such as age at diagnosis and tumor weight in all patients; biological factors, like TP53 and p-glycoprotein, in 40 of them; and microsubstaging histological variables (invasion of renal sinus, tumor capsule, intrarenal vessels, and inflammatory pseudocapsule). Correlating all of those factors with relapse, we have observed that only patients with the association of two or more microsubstaging variables and/or tumor weight over 550 g showed a statistically significant higher chance of relapse

Infectious bronchitis virus (IBV) is the causative agent of an economically important disease of poultry. In Brazil this disease causes respiratory, renal and reproductive problems in birds of all ages, despite constant vaccination with the Massachusetts strain H120. This lack of immunological protection is known to be due the genetic variation in the spike glycoprotein of IBV, which is involved in host cell attachment, neutralization and the induction of protective immunity. Brazilian IBV variants resulting of this genetic variation are present since the 80s and this study aimed to epidemiologicaly analyze and molecularly characterize the existing variants during 2010-2015 and perform a bioinformatics analysis of the available sequences of IBV variants in a 40 year period. Of the 453 samples tested, 61.4% were positive for IBV and 75.9% of them were considered variants and were detected in birds of all ages, distributed in all five Brazilian regions. A fragment of 559-566 bp was obtained from 12 isolates, where BR-I was the predominant variant while only one isolate belonged to the BR-II genotype. Bioinformatics analysis of the sequences of 40 years of Brazilian IBV variants was performed and the ratio of non-synonymous substitutions per non-synonymous site (dn) to synonymous substitutions per synonymous site (ds) dN/dS was calculated. It revealed a predominance of codons with non-synonymous substitutions in the first third of the S1 gene and a dN/dS ratio of 0.6757, indicating that this portion of the gene was under negative selection. Additionally prediction of N-glycosilation sites showed that most of the BR-I variants (from 2003 to early 2014) present an extra site at animoacid position 20, while the newest ones lack this feature.Together these results suggest that IBV Brazilian variants had probably suffered drastic mutations in some points between the years 1983 to 2003 and after achieving an antigenic structure effective enough for invasion and replication in their hosts, the selection processes became silent. / O vírus da bronquite infecciosa das galinhas (IBV) é o agente causador de uma doença aviária economicamente importante. No Brasil, esta doença ocasiona problemas respiratórios, renais e reprodutivos em aves de todas as idades, apesar da vacinação constante com a cepa Massachusetts H120. Esta falha na proteção conferida pela vacina é ocasionada por mutações nos nucleotídeos do gene da glicoproteína da espícula, a qual está envolvida no processo de interação comas células do hospedeiro, a neutralização e a indução de imunidade protetora. As variantes brasileiras resultantes dessa mutação genética estão presentes desde os anos 80 e este estudo teve como objetivo analisar epidemiologicamente e caracterizar molecularmente os vírus variantes existentes durante 2010-2015 e realizar uma análise bioinformática das sequências disponíveis no GenBank em um período de 40 anos. Das 453 amostras analisadas, 61,4% foram positivas para IBV e 75,9% delas foram consideradas variantes e foram detectados em aves de todas as idades, distribuídos em todas as 5 regiões do Brasil. Um fragmento de 559-566 pb foi obtido a partir de 12 isolados, onde BR-I foi a variante predominante ao contrario que apenas um isolado pertencia ao genótipo BR-II. Análise bioinformática de 40 anos de variantes do IBV brasileiros revelou uma predominância de codões com as substituições não sinónimos no primeiro terço do gene S1 e uma relação dN / dS de 0,6757, indicando que esta porção do gene estava sob selecção negativa. Além disso a previsão de pontos de de N-glicosilação mostrou que a maioria das amostras variantes BR-I (entre o 2003 e início de 2014) apresentam um ponto adicional na posição 20, enquanto as variantes mais novas não apresentam esse ponto de nglicosilação. Estes resultados sugerem que as variantes brasileiras teriam sofrido mutações provavelmente drásticas em alguns pontos do genoma, entre os anos de 1983 a 2003 e depois de atingir uma estrutura antigênica eficaz o suficiente para a invasão e replicação em seus hospedeiros, o processo de seleção mudou para seleção negativa.

Apesar do excelente prognóstico dos tumores de Wilms (TW) localizados (estádios I e II) e de histologia favorável (HF), 10% deles recidivam. Em 122 pacientes com TW com essas características, diagnosticados de 1976 e 2001, analisamos alguns fatores clínicos, como a idade por ocasião do diagnóstico e peso do tumor, em todos os pacientes; fatores biológicos, como o TP53 e a glicoproteína-p, em 40 deles; e variáveis histológicas de microestadiamento (invasão de seio renal, cápsula tumoral, vasos intra-renais e pseudocápsula inflamatória) em 28 com TW em estádio I. Correlacionando todos esses fatores com a presença de recidiva, observamos que a chance maior de recidiva estatisticamente significativa somente foi verificada em pacientes com duas ou mais variáveis de microestadiamento e/ou peso tumoral maior que 550 g / In spite of the excellent prognosis of localized favorable histology (FH) of Wilms' tumor (WT), 10% of them will relapse. In 122 TW patients with these characteristics, diagnosed between 1976 and 2001, some clinical factors have been analyzed, such as age at diagnosis and tumor weight in all patients; biological factors, like TP53 and p-glycoprotein, in 40 of them; and microsubstaging histological variables (invasion of renal sinus, tumor capsule, intrarenal vessels, and inflammatory pseudocapsule). Correlating all of those factors with relapse, we have observed that only patients with the association of two or more microsubstaging variables and/or tumor weight over 550 g showed a statistically significant higher chance of relapse