A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) é caracterizada por inflamação crônica e alterações estruturais que levam a obstrução das pequenas vias aéreas e destruição do parênquima alveolar. A composição da matriz extracelular (MEC) nos pulmões tem um importante papel em prover e sustentar a arquitetura pulmonar. No entanto, não há uma descrição abrangente da composição da matriz extracelular no trato respiratório de indivíduos portadores de DPOC. No presente estudo investigou-se a composição da MEC das vias aéreas grandes (VAG), pequenas (VAP) e do parênquima pulmonar de pacientes com DPOC. Utilizando imunohistoquímica e análise de imagem analisou-se a área fracionada de fibras elásticas, colágenos I, III e IV, versicam, decorina, biglicano, lumicam, fibronectina e tenascina nas VAG, VAP e no parênquima peribrônquico e distal de 26 indivíduos com DPOC e comparou-se à área fracionada nos pulmões de 26 fumantes sem DPOC e 16 indivíduos não fumantes. A área fracionada de fibras elásticas foi significante maior no grupo de fumantes não obstruídos em comparação com os demais grupos, em todos os compartimentos analisados. Houve menor expressão de colágeno I na camada interna das VAG e nas camadas interna, muscular e externa das VAP dos indivíduos com DPOC e na camada externa das VAP dos fumantes não obstruídos quando comparados ao grupo controle. A área fracionada de versicam mostrou-se menor apenas no parênquima distal do grupo DPOC comparado ao grupo controle. O estudo da matriz de glicoproteínas mostrou maior área fracionada de fibronectina nas camadas interna, muscular e externa das VAP dos indivíduos com DPOC comparados aos demais grupos, assim como maior área fracionada de tenascina foi observado na membrana basal das VAG e na camada interna das VAP do grupo DPOC comparados aos controles. Além disso, a composição da MEC correlacionou-se com valores funcionais, como o VEF1 (% predito). A partir desses resultados, concluímos que a DPOC é caracterizada por complexas alterações nas principais proteínas estruturais nas pequenas e grandes vias aéreas. Tais alterações podem contribuir para a lesão tecidual persistente e com a obstrução ao fluxo aéreo observado na DPOC / COPD is characterized by chronic inflammation and structural alterations leading to small airway obstruction and to destruction of the lung parenchyma. The extracellular matrix (ECM) composition of the lungs has an important role in determining airway structure. However, there are no comprehensive descriptions of the ECM composition along the respiratory tract in COPD patients. We postulated that the ECM composition in large and small airways and in lung parenchyma of COPD patients differs from that observed in smoking and non-smoking controls. Using immunohistochemistry and image analysis, fractional areas of elastic fibers, type-I, -III and IV collagen, the proteoglycans versican, decorin, biglycan and lumican; fibronectin and tenascin were quantified in the large (LA) and small airways (SA), in peribronchiolar (PP) and distal parenchyma (DP) of 26 COPD patients and compared to 26 smokers without COPD and 16 non-smoking controls. The fractional area of elastic fibers was higher in non-obstructed smokers than in COPD and non-smoking controls subjects, in all lung compartments. Type-I collagen fractional area was lower in the inner layer of LA and in the inner, muscle and outer layer (OL) of SA of COPD patients and in the OL of SA of non-obstructed smokers when compared to non-smoking controls. The versican fractional area was lower in DP of COPD patients than non-smokers. Fibronectin fractional área was higher in the inner, muscle and outer layer of SA of COPD patients compared to non-smokers. Tenascin fractional area was higher in the subepithelial area of LA and inner layer of SA of COPD when compared to non-smoking controls. Furthermore, ECM composition correlated with FEV1% predicted. Architectural alterations due to an altered ECM composition in COPD are likely to contribute to the persistent tissue injury and to the airflow obstruction characteristic of this disease

A invertase comercial (Bioinvert®) foi imobilizada por adsorção em resinas aniônicas do tipo Dowex® [1x8:50-400, 1x4:50-400 e 1x2:100-400, todos copolímeros estireno-divinilbenzênicos, porém de granulometria (50-400 mesh) e quantidades de ligações cruzadas diferentes (2-8%)] em meio aquoso. A melhor percentagem de adsorção da invertase nas resinas foi observada em pH 5,5 a 32°C, tendo o complexo Dowex®1x4-200/lnvertase apresentado índice de adsorção e coeficiente de imobilização iguais a 100%. Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos foram determinados para a invertase solúvel e insolúvel de Bioinvert® e também para a invertase purificada (Fluka®). O complexo Dowex®1 x4-200/Bioinvert® apresentou-se estável durante as reações sem desprendimento da enzima do suporte. Os parâmetros termodinâmicos da forma solúvel e insolúvel da Fluka® foram idênticos aos do Bioinvert®, no entanto, após a imobilização apresentou uma redução de 28% na sua atividade. O estudo da atividade transferásica de ambas as formas de Bioinvert® em diferentes concentrações de sacarose foram analisadas através da cromatografia de camada delgada. A estabilidade operacional e de estocagem foi também determinada para o complexo Dowex®1x4-200/Bioinvert®. / The invertase (trademarked as Bioinvert®) solubilized in deionized water was immobilized by adsorption on anion exchange resins, collectively named Dowex®, [1x8:50-400, 1x4:50-400 and 1x2:100-400, styrene-divinylbenzene copolymers, with different granulometry (50-400mesh) and different degrees of cross-linking (2-8%)]. The best percentage of adsorption of invertase on resins was observed in pH 5.5 at 32°C and the complex Dowex®1x4-200/invertase has shown a coupling yield and an immobilization coefficient equal to 100%. The thermodynamic and kinetic parameters for sucrosehydrolysis for both soluble and insoluble enzyme were evaluated to Bioinvert® and purified invertase purchased from Fluka®. The complex Dowex®/Bioinvert® was stable without any desorption of enzyme from the support during the reaction and having the thermodynamic parameters equal to the soluble formo However, the loss of activity for immobilized Fluka® was found to be 28% when compared to the soluble one. The transfructosylating activity of Bioinvert® in both forms in different concentrations of sucrose was investigated through TLC. In regard to insoluble Bioinvert® its storage and operational stability were also determined.

A sépsis e o choque séptico representam uma síndrome complexa de intensa resposta inflamatória sistêmica, com múltiplas anormalidades fisiológicas e imunológicas, comumente causadas por infecção bacteriana. A principal conseqüência dessa resposta é o comprometimento de muitos órgãos e tecidos. A disfunção cardíaca, decorrente de um prejuízo na contratilidade miocárdica, tem sido reconhecida como um fator importante que contribui para os altos índices de mortalidade observados na sépsis. Dados recentes do nosso laboratório indicam que alterações estruturais no miocárdio podem ser responsáveis pela disfunção cardíaca observada na sépsis. Considerando que a maquinaria contrátil interna das miofibras deve permanecer intimamente conectada com a membrana e a matriz extracelular, o presente estudo foi proposto para avaliar alterações nas comunicações intercelulares e acoplagem mecânica entre os cardiomiócitos vizinhos e avaliar a expressão de proteínas do arcabouço celular e da matriz extracelular (especificamente a laminina-?2) durante a sépsis grave. Nossos resultados mostraram que há uma diminuição na expressão das proteínas envolvidas na formação das gap junctions (conexina43) e junções aderentes (N-caderina), o que resultaria na perda da integridade estrutural dos discos intercalares, alterando o acoplamento mecânico e eletro-químico entre os cardiomiócitos vizinhos. Além disso, demonstramos que há redução na expressão de distrofina e das proteínas que constituem o complexo de glicoproteínas associadas a distrofina (CGD) durante a sépsis experimental. A redução ou perda da expressão de distrofina é o evento primário que ocorre seguido pela degeneração miofilamentar, caracterizada pela lise dos filamentos de actina e miosina. A diminuição na expressão das glicoproteínas associadas à distrofina: -distroglicana e laminina foram considerados eventos secundários. Os resultados sugerem que durante a sépsis induzida por ligação e perfuração do ceco (CLP), há perda de proteínas importantes envolvidas tanto no remodelamento do disco intercalar quanto na expressão de glicoproteínas envolvidas na ligação mecânica entre o citoesqueleto intracelular e a matriz extracelular. Embora estudos funcionais sejam necessários para determinar o efeito direto dessas alterações sobre o miocárdio podemos sugerir que as alterações estruturais são parcialmente responsáveis pela depressão miocárdica observada na sépsis. / Sepsis and septic shock represent a complex syndrome of systemic inflammatory response, with multiple physiological and immunological abnormalities, commonly caused by bacterial infection. The most important consequence of the response is the involvement of many organs and tissues. Cardiac dysfunction, caused by impairment in myocardial contractility, has been recognized as an important factor that contributes to the high mortality observed in sepsis. Evidence from our laboratory indicates that myocardial structural changes could be responsible for sepsis-induced myocardial dysfunction. Taking into account that the contractile machinery inside the myofibers must remain intimately connected with the membrane and extracellular matrix, the present investigation sought to evaluate changes in intercellular communications and mechanical coupling between the neighbor cardiomyocytes and the expression of the cell scaffold protein and extracellular matrix (specifically merosin laminin-2 chain) during the severe sepsis. Our results showed a decrease in the expression of proteins involved in formation of gap junctions (connexin-43) and adherens junctions (N-cadherin). These alterations may result in the loss of intercalated disc structural integrity, changing the mechanical and electrical-chemical coupling between neighboring cardiomyocytes. Additionally, we demonstrated the decrease of dystrophin and dystrophin-glycoprotein complex (DGC) components resulting from severe septic injury. The reduction or loss of dystrophin is the primary event that occurs followed by miofilamentar degeneration characterized by actin and myosin lysis. The decrease of glycoproteins associated with dystrophin: -dystroglican and laminin were considered secondary events. The results suggest that during experimental severe sepsis induced by cecal ligation and puncture (CLP), there is loss of important proteins involved in both the remodeling of the intercalated disc and the glycoproteins expression implicated in the mechanical link between the intracellular cytoskeleton and extracellular matrix. Although the functional studies are needed to determine the direct effect of these alterations on myocardium, we can suggest that myocardial structural changes may be partly responsible for sepsis-induced cardiac depression.

A doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) é caracterizada por inflamação crônica e alterações estruturais que levam a obstrução das pequenas vias aéreas e destruição do parênquima alveolar. A composição da matriz extracelular (MEC) nos pulmões tem um importante papel em prover e sustentar a arquitetura pulmonar. No entanto, não há uma descrição abrangente da composição da matriz extracelular no trato respiratório de indivíduos portadores de DPOC. No presente estudo investigou-se a composição da MEC das vias aéreas grandes (VAG), pequenas (VAP) e do parênquima pulmonar de pacientes com DPOC. Utilizando imunohistoquímica e análise de imagem analisou-se a área fracionada de fibras elásticas, colágenos I, III e IV, versicam, decorina, biglicano, lumicam, fibronectina e tenascina nas VAG, VAP e no parênquima peribrônquico e distal de 26 indivíduos com DPOC e comparou-se à área fracionada nos pulmões de 26 fumantes sem DPOC e 16 indivíduos não fumantes. A área fracionada de fibras elásticas foi significante maior no grupo de fumantes não obstruídos em comparação com os demais grupos, em todos os compartimentos analisados. Houve menor expressão de colágeno I na camada interna das VAG e nas camadas interna, muscular e externa das VAP dos indivíduos com DPOC e na camada externa das VAP dos fumantes não obstruídos quando comparados ao grupo controle. A área fracionada de versicam mostrou-se menor apenas no parênquima distal do grupo DPOC comparado ao grupo controle. O estudo da matriz de glicoproteínas mostrou maior área fracionada de fibronectina nas camadas interna, muscular e externa das VAP dos indivíduos com DPOC comparados aos demais grupos, assim como maior área fracionada de tenascina foi observado na membrana basal das VAG e na camada interna das VAP do grupo DPOC comparados aos controles. Além disso, a composição da MEC correlacionou-se com valores funcionais, como o VEF1 (% predito). A partir desses resultados, concluímos que a DPOC é caracterizada por complexas alterações nas principais proteínas estruturais nas pequenas e grandes vias aéreas. Tais alterações podem contribuir para a lesão tecidual persistente e com a obstrução ao fluxo aéreo observado na DPOC / COPD is characterized by chronic inflammation and structural alterations leading to small airway obstruction and to destruction of the lung parenchyma. The extracellular matrix (ECM) composition of the lungs has an important role in determining airway structure. However, there are no comprehensive descriptions of the ECM composition along the respiratory tract in COPD patients. We postulated that the ECM composition in large and small airways and in lung parenchyma of COPD patients differs from that observed in smoking and non-smoking controls. Using immunohistochemistry and image analysis, fractional areas of elastic fibers, type-I, -III and IV collagen, the proteoglycans versican, decorin, biglycan and lumican; fibronectin and tenascin were quantified in the large (LA) and small airways (SA), in peribronchiolar (PP) and distal parenchyma (DP) of 26 COPD patients and compared to 26 smokers without COPD and 16 non-smoking controls. The fractional area of elastic fibers was higher in non-obstructed smokers than in COPD and non-smoking controls subjects, in all lung compartments. Type-I collagen fractional area was lower in the inner layer of LA and in the inner, muscle and outer layer (OL) of SA of COPD patients and in the OL of SA of non-obstructed smokers when compared to non-smoking controls. The versican fractional area was lower in DP of COPD patients than non-smokers. Fibronectin fractional área was higher in the inner, muscle and outer layer of SA of COPD patients compared to non-smokers. Tenascin fractional area was higher in the subepithelial area of LA and inner layer of SA of COPD when compared to non-smoking controls. Furthermore, ECM composition correlated with FEV1% predicted. Architectural alterations due to an altered ECM composition in COPD are likely to contribute to the persistent tissue injury and to the airflow obstruction characteristic of this disease

A epidemia causada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV) é a mais importante das ultimas décadas. A despeito dos avanços no conhecimento da patogenia do vírus e da resposta imune à infecção, até o momento não existe uma vacina eficaz contra a aquisição do HIV. Diversas linhas de evidência indicam que anticorpos neutralizantes ou ligadores, linfócitos T CD4+ e T CD8+ desempenham um papel importante na imunidade contra o HIV. Os anticorpos que são capazes de neutralizar o HIV são direcionados principalmente à glicoproteína do envelope do vírus (env), mas os candidatos vacinais baseados na proteína de envelope gp120 monomérica testados até hoje falharam em induzir proteção nos ensaios de eficácia. Avanços no entendimento da estrutura e função da glicoproteína env tem facilitado o desenvolvimento de uma nova geração de imunógenos baseada em trímeros mais estáveis e solúveis da glicoproteína gp140. Em uma formulação vacinal além da escolha do antígeno, os adjuvantes desempenham um papel fundamental. Os adjuvantes são conhecidos por aumentar a imunogenicidade das vacinas, e nos últimos anos vários compostos, incluindo agonistas de receptores do tipo Toll (TLR) e NOD (NLR) têm demonstrado eficácia em ensaios clínicos. Em estudos prévios, nosso grupo demonstrou que a imunização de camundongos com uma vacina de DNA codificando 18 epítopos para linfócitos T CD4+ do HIV-1 (HIVBr18), foi capaz de induzir resposta específica e ampla de linfócitos T CD4+ e T CD8+. Devido ao importante papel do efeito auxiliar de linfócitos T CD4+ na resposta humoral nas imunizações assistidas por diversos adjuvantes, o objetivo central do trabalho foi verificar se a imunização inicial com a vacina de DNA HIVBr18 seria capaz de aumentar a magnitude/qualidade de resposta imune humoral e celular induzida pelo trímero de gp140 na presença de diferentes adjuvantes. Para tal, camundongos BALB/c foram imunizados inicialmente com a vacina HIVBr18 ou com o vetor vazio e posteriormente com a proteína gp140 na presença dos adjuvantes: completo de Freund (ACF), poly IC, CpG ODN 1826, Monofosforil lipídeo A (MPL), Muramildipeptídeo (MDP), Imiquimod (R837), e Resiquimod (R848). Observamos que a imunização inicial com HIVBr18 foi capaz de fornecer um auxílio cognato para a proliferação específica de linfócitos T CD4+ e T CD8+ e também para a produção da citocina IFNy. A análise da xx resposta humoral mostrou que a imunização inicial com a vacina HIVBr18, foi capaz de influenciar a produção das subclasses de imunoglobulinas, independente do adjuvante testado. No presente trabalho, também analisamos a influência dos adjuvantes na imunogenicidade da gp140. Os animais que receberam os adjuvantes MPL, poly IC e CpG ODN 1826 apresentaram títulos de anticorpos estatisticamente superiores quando comparados aos animais que receberam os adjuvantes Alum, MDP, R837 e R848. Observamos que os animais imunizados com a gp140 na presença dos diferentes adjuvantes desenvolveram células B do centro germinativo e células TCD4+ auxiliar foliculares. Estes resultados nos permitem concluir que a imunização inicial com HIVBr18 é capaz de alterar a qualidade da resposta humoral e celular gp140- específica. Assim, essa formulação poderia ser utilizada para auxiliar e/ou direcionar a resposta imune induzida por outros imunógenos como por exemplo o trímero de gp140. Podemos concluir também que diferentes formulações de adjuvantes que se encontram em ensaios clínicos como poly IC, CpG ODN e MPL podem ser capazes de induzir um resposta imune humoral e celular tão ou mais potente que aquela induzida pelo ACF / The epidemic caused by the human immunodeficiency virus (HIV) is the most important in the last decades. Despite advances in the knowledge about virus pathogenesis and immune response to infection, until now there is not an effective vaccine against HIV acquisition. Several evidences indicate that neutralizing or binding antibodies, CD4+ and CD8+ T lymphocytes play an important role in immunity against HIV. The antibodies that are able to neutralize HIV are primarily directed against the virus envelope glycoprotein (env), but the vaccine candidates based on monomeric gp120 envelope protein tested so far failed to induce protection in efficacy trials. Advances in understanding the structure and function of the env glycoprotein have facilitated the development of a new generation of immunogens based on trimers, a more stable and soluble form of gp140 glycoprotein. In a vaccine formulation, in addition to the antigen, adjuvants play a pivotal role. Adjuvants are known to increase the immunogenicity of vaccines and, in the last years, several compounds, including agonists of Toll-like receptors (TLR) and NOD (NLR), have presented efficacy in clinical trials. In previous work, our group demonstrated that immunization of mice with a DNA vaccine (HIVBr18) encoding 18 CD4+ T cells epitopes from HIV-1 was able to induce a broad CD4+ T and CD8+ T cells specific response.. Given the important role of CD4+ T cells in the humoral response after adjuvant-assisted immunization, the aim of the study was to verify whether an initial immunization with the DNA vaccine HIVBr18 could increase the magnitude/quality of humoral and cellular immune response induced by gp140 trimer in the presence of different adjuvants. Therefore, BALB/c mice were initially immunized with the vaccine HIVBr18 or empty vector and then with gp140 in the presence of the following adjuvants: Freund\'s complete (CFA), poly IC, CpG ODN 1826, monophosphoryl lipid A (MPL), Muramyl dipeptide (MDP), Imiquimod (R837), and Resiquimod (R848). We observed that initial immunization with HIVBr18 was able to provide cognate help for specific CD4+ and CD8+ T cells proliferation and also for IFN-y production. Analysis of humoral response showed that initial immunization with the HIVBr18 vaccine was able to alter the production of immunoglobulin subclasses independent of the adjuvant tested. This work also analyzed the influence of adjuvants on the immunogenicity of gp140. Mice that received the adjuvant MPL, poly IC and CpG ODN 1826 presented higher antibody titers when compared to animals that received Alum, MDP, R837 and R848. We observed that mice immunized with gp140 in the presence of all adjuvants tested developed germinal center B cells and follicular helper T cells (TFH). We conclude that initial immunization with HIVBr18 is able to alter the quality of specific humoral and cellular immune responses.. Therefore, this formulation could be used in combination with other immunogens, such as gp140, to help/redirect the immune response. We also conclude that the adjuvants that are in clinical trials such as poly IC, MPL and CpG ODN 1826 may be able to induce stronger humoral and cellular response than CFA

Deficiência na enzima lisossomal glucocerebrosidase (GCR) resulta na doença de Gaucher. O tratamento atual consiste na administração da enzima exógena, produzida em células CHO. Porém, o medicamento disponível no mercado é extremamente custoso. Neste trabalho, propusemos a clonagem e a expressão da GCR humana em células CHO, visando a obtenção de um clone celular produtor para viabilizar a produção futura da enzima, a um custo menor, no Instituto Butantan. A expressão estável da GCR recombinante foi obtida a partir da transfecção de células CHO-dhfr- com o plasmídeo pED de expressão em células de mamíferos contendo o cDNA da GCR, seguido de amplificação gênica por MTX. A GCR foi detectada no extrato celular (~ 64 kDa) e secretada para o sobrenadante (63-69 kDa) em ensaios de western blotting, usando o anticorpo policlonal anti-GCR gerado neste trabalho. A enzima secretada hidrolisou o substrato 4-MUG e a sua produtividade foi estimada em 5,14 pg/célula/dia para o melhor subclone produtor, selecionado para a produção futura da GCR em larga escala. / Deficiency of the lysosomal glucocerebrosidase (GCR) enzyme results in Gaucher\'s disease. Current treatment consists on enzyme replacement therapy by the administration of recombinant GCR produced in CHO cells. However, the medicine available in the market is extremely expensive. In this work, we proposed the cloning and expression of human GCR in CHO cells, in order to obtain a productive cellular clone for future production of GCR enzyme at a lower cost at the Butantan Institute. The stable expression of recombinant GCR was obtained after transfection of CHO-dhfr- cells with pED mammalian expression vector containing the GCR cDNA, followed by gene amplification with MTX. The GCR was detected by western blotting analysis, either as cell-associated (~ 64 kDa) or as secreted forms (63-69 kDa), using the anti-GCR polyclonal antibody produced in this work. The secreted enzyme was active on 4-MUG and was produced at a level of about 5,14 pg/cell/day for the best producer subclone, selected for subsequent steps of GCR production on large scale in next future.

O Vírus Respiratório Sincicial Humano (HRSV) é considerado o principal causador de doenças agudas do trato respiratório inferior durante a infância, sendo o principal responsável por um elevado índice de hospitalização de crianças com até cinco anos de idade. Possui distribuição mundial, podendo acometer todas as faixas etárias, entretanto as crianças de 6 semanas a 9 meses são as que desenvolvem problemas mais sérios, como pneumonia e bronquiolite. A epidemia de HRSV apresenta uma sazonalidade bem clara, ocorrendo anualmente no período de outono tardio, inverno ou início da primavera, mas não durante o verão. No presente estudo foi realizada a análise da região G2 da glicoproteína G do HRSV. Um total de 44 amostras positivas para o HRSV do Hospital Universitário (HU) da Universidade de São Paulo (USP), nos anos de 2007-2008, foram seqüenciadas e posteriormente analisadas, sendo então comparadas com seqüências obtidas do NCBI/GeneBank. A análise filogenética mostrou que os genótipos GA2 e GA5, do grupo A, foram os predominantes nos anos de 2007 e 2008, alternando o padrão verificado nos anos anteriores, onde os genótipos do grupo B foram altamente predominantes. A comparação das mutações sinônimas e não sinônimas mostrou uma grande evidência de seleção positiva nos genótipos GA2 e GA5 do grupo A. / Human Respiratory Syncytial Virus (HRSV) is considered the most common cause of lower respiratory tract disease in infants and young children and are the main guilty for the elevated children hospitalizations rate under 5 years of age. The HRSV has a world-wide distribution, being able to attack all the ages however the 6 weeks to 9 months children of are the ones that develop more serious problems as pneumonia and bronquiolite. The HRSV outbreak presents a well defined season, occurring annually in the delayed falls period, winter or springs beginning, but not during the summer. In the present study, we performed a phylogenetic analysis from G2 region of HRSV G glycoprotein. Forty four samples positive for HRSV from University Hospital (UH) of University of Sao Paulo (USP) in 2007-2008, were submitted to sequencing by PCR and compared with GenBank sequences. Phylogenetic analysis revealed that HRSV group A genotypes GA2 and GA5 was the predominant in 2007-2008, alternating the standard verified in the previous years, where the group B genotypes had been highly predominant. Comparison of the synonymous/nonsynonymous mutation ratios showed greater evidence for positive selection pressure for group A genotypes GA2 and GA5.

Tesis por compendio / [ES] Los oligosacáridos de la leche humana (OLHs) y la parte glicana de los glicoconjugados son hidrolizados por las glicosil hidrolasas (GHs), las cuales son expresadas por la microbiota intestinal de niños lactantes promoviendo el establecimiento de una microbiota intestinal con beneficios para su salud. El objetivo de esta Tesis Doctoral consistió en la caracterización funcional de GHs de la microbiota intestinal de niños lactantes capaces de metabolizar OLHs y glicoconjugados, y el estudio de su relevancia biológica y su potencial biotecnológico. Se aislaron cepas bacterianas a partir de heces de niños lactantes.Solo las cepas del género Bifidobacterium metabolizaron alguno de los OLHs testados. Bifidobacterium infantis Y538 consumió eficientemente todos los OLHs testados, mientras que las dos cepas de Bifidobacterium dentium Y510 y Y521 solo metabolizaron lacto-N-tetraosa (LNT) y lacto-N-neotetraosa (LNnT). Se caracterizaron dos ß-galactosidasas de B. dentium Y510; Bdg42A mostró la mayor actividad en LNT, hidrolizándolo en galactosa y lacto-N-triosa (LNTII), mientras que Bdg2A mostró actividad contra lactosa, 6'-galactopiranósil-N-acetilglucosamina, N-acetillactosamina y LNnT. También se aislaron cepas bacterianas con actividad glicosidasa extracelular de las heces de lactantes. B. infantis E17 y E18, y Enterococcus faecalis E8 y E41 exhibieron actividad de endo-ß-N-acetilglucosaminidasa, liberando N-glicanos de glicoproteínas. La endo-ß-N-acetilglucosaminidasa EndoE de E. faecalis E8 deglicosiló eficientemente la proteína S1 del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2). Tanto la EndoE silvestre como un mutante catalíticamente inactive mostraron actividad lectina frente a la proteína S1 y actividad neutralizante frente a la infección de un virus pseudotipado que presenta la proteína S de SARS-CoV-2 expresada. También se identificaron GHs putativas a través del análisis metagenómico de las heces de niños lactantes, pertenecientes a los géneros Bifidobacterium, Bacteroides, Ruminococcus, Actinomyces, Klebsiella, Phocaeicola y Streptococcus. Se seleccionaron diez ¿-L-fucosidasas GH29 (Fuc18, Fuc19A, Fuc30, Fuc35A, Fuc35B, Fuc39, Fuc193, Fuc1584, Fuc2358 y Fuc5372). Las ¿-L-fucosidasas Fuc18, Fuc19A, Fuc35B, Fuc39 y Fuc1584 mostraron actividad hidrolítica frente a enlaces de fucosa ¿-1,3/4 y Fuc35A, Fuc193 y Fuc2358 mostraron actividad enlaces de fucosa ¿-1,2/3/4/6. Fuc30 mostró actividad sobre la enlaces de fucosa ¿-1,6 mientras que Fuc5372 mostró preferencia por los enlaces ¿-1,2. Fuc2358 mostró actividad frente a glicoconjugados con lacto-N-fucopentaosa II, lacto-N-fucopentaosa III y contra la mucina. Fuc18, Fuc19A y Fuc39 eliminaron fucosa de neoglicoproteínas y de la glicoproteína ¿-1 ácida. Las ¿-L-fucosidasas aisladas fueron evaluadas por su capacidad para sintetizar fucosil-oligosacáridos (FUS) a través de reacciones de transfucosilación. Fuc2358 produjo rendimientos del 35% de 2'-fucosillactosa (2'FL) y también 3'-fucosillactosa (3'FL) y 1-fucosillactosa (1FL). Fuc5372 sintetizó 2'FL, 3'FL y 1FL, con una proporción más alta de 3'FL. Se llevó a cabo mutagénesis dirigida para aumentar los rendimientos de transfucosilación. Los mutantes Fuc2358-H132F, Fuc2358-F184H, Fuc2358-R301Q, Fuc2358-K286R y Fuc5372-R230K mostraron una mayor relación entre la 2'FL producida y el pNP-Fuc hidrolizado que sus respectivas enzimas silvestres. Además, se observó que los residuos F184 de Fuc2358 y W151 de Fuc5378 afectan a la regioselectividad de la transfucosilación, la fenilalanina aumentando la selectividad por los enlaces ¿-1,2 y el triptófano aumentando la selectividad por los enlaces ¿-1,3. Los resultados presentados muestran la diversidad de GHs presentes en la microbiota intestinal de niños lactantes y expanden el conocimiento sobre su especificidad, contribuyendo al conocimiento del posible papel de las GHs en la colonización bacteriana del tracto gastrointestinal y, además, muestra su potencial biotecnológico / [CA] Els oligosacàrids de la llet humana (OLHs) i la part glicana de glicoconjugats són hidrolitzats per les glicosil hidrolases (GHs), les quals són expressades per la microbiota intestinal de xiquets lactants, promovent l'establiment d'una microbiota intestinal amb beneficis per a la seua salut. L'objectiu d'aquesta Tesi Doctoral va ser la caracterització funcional de GHs de la microbiota intestinal de xiquets lactants capaços de metabolitzar OLHs i glicoconjugats i l'estudi de la seua rellevància biològica i el seu potencial biotecnològic. Es van aïllar soques bacterianes a partir de les femtes de xiquets lactants. Només els soques del gènere Bifidobacterium van metabolitzar algun dels OLHs testats. Bifidobacterium infantis Y538 va consumir eficientment tots els OLHs testats. Les dos soques de Bifidobacterium dentium Y510 i Y521 sol van metabolitzar lacto-N-tetraosa (LNT) i lacto-N-neotetraosa (LNnT).Es van caracteritzar dos ß-galactosidasas de B. dentium Y510; Bdg42A va exhibir la major activitat enfront de LNT, hidrolitzant-la en galactosa i lacto-N-triosa (LNTII), mentre que Bdg2A va mostrar activitat enfront de lactosa, 6'-galactopiranósil-N-acetilglucosamina, N-acetillactosamina i LNnT. També es van aïllar soques bacterianes amb activitat glicosidasa extracelul·lar. B. infantis E17 i E18, i Enterococcus faecalis E8 i E41 van exhibir activitat endo-ß-N-acetilglucosaminidasa, alliberant N-glicans de glicoproteïnes. La endo-ß-N-acetilglucosaminidasa EndoE de E. faecalis E8 va deglicosilar eficientment la proteïna S1 del coronavirus 2 del síndrome respiratori agut greu (SARS-CoV-2).Tant la EndoE salvatge com un mutant catalíticament inactiu van mostrar activitat lectina enfront de la proteïna S1 i activitat neutralitzador enfront de la infecció d'un virus pseudotipat que presenta la proteïna S de SARS-CoV-2 expressada. També es van identificar GHs putatives a través de l'anàlisi metagenómic de la femta de xiquets lactants, pertanyents als gèneres Bifidobacterium, Bacteroides, Ruminococcus, Actinomyces, Klebsiella, Phocaeicola i Streptococcus. Es van seleccionar deu ¿-L-fucosidasas GH29 (Fuc18, Fuc19A, Fuc30, Fuc35A, Fuc35B, Fuc39, Fuc193, Fuc1584, Fuc2358 i Fuc5372). Les ¿-L-fucosidasas Fuc18, Fuc19A, Fuc35B, Fuc39 i Fuc1584 van mostrar activitat hidrolítica enfront d'enllaços de fucosa ¿-1,3/4 i Fuc35A, Fuc193 i Fuc2358 van mostrar activitat enllaços de fucosa ¿-1,2/3/4/6. Fuc30 va mostrar activitat enfront d'enllaços de fucosa ¿-1,6 mentre que Fuc5372 va mostrar preferència pels enllaços ¿-1,2. Fuc2358 va mostrar activitat enfront de glicoconjugats amb lacto-N-fucopentaosa II, lacto-N-fucopentaosa III i contra la glicoproteïna de la mucina. Fuc18, Fuc19A i Fuc39 van eliminar fucosa de neoglicoproteïnes i de la glicoproteïna ¿-1 àcida. Les ¿-L-fucosidasas aïllades van ser avaluades per la seua capacitat per a sintetitzar fucosil-oligosacàrids (FUS) mediant reaccions de transfucosilació. Fuc2358 va produir rendiments del 35% de 2'-fucosillactosa (2'FL) i també 3'-fucosillactosa (3'FL) i 1-fucosillactosa (1FL). Fuc5372 va sintetitzar 2'FL, 3'FL i 1FL, amb una proporció més alta de 3'FL. Es va dur a terme mutagénesis dirigida per a augmentar els rendiments de transfucosilación. Els mutants Fuc2358-H132F, Fuc2358-F184H, Fuc2358-R301Q, Fuc2358-K286R i Fuc5372-R230K van mostrar una major relació entre la 2'FL produïda i el pNP-Fuc hidrolitzat que els seus respectius enzims salvatges.A més, els residus F184 de Fuc2358 i W151 de Fuc5378 afecten la regioselectivitat de la transfucosilación; la fenilalanina augmenta la selectivitat pels enllaços ¿-1,2 i el triptòfan augmenta la selectivitat pels enllaços ¿-1,3. Els resultats presentats mostren la diversitat de GHs presents en la microbiota intestinal de xiquets lactants i expandixen el coneixement sobre la seua especificitat, contribuint al coneixement del possible paper de les GHs en la colonització bacteriana del tracte gastrointestinal i, a més, mostra el seu potencial biotecnològic. / [EN] Human milk oligosaccharides (HMOs) and the glycan portion of glycoconjugates are hydrolyzed by glycoside hydrolases (GHs) that are expressed by the neonatal intestinal microbiota, promoting the establishment of an intestinal microbiota with health benefits for infants. The objective of this Doctoral Thesis consisted of the functional characterization of GHs from the intestinal microbiota of breastfed infants capable of metabolizing HMOs and glycoconjugates and the study of their biological relevance and their biotechnological potential. Bacterial strains were isolated from breastfed infant faeces, showing that only Bifidobacterium genus strains metabolized any of the HMOs tested. Bifidobacterium infantis Y538 efficiently consumed all tested HMOs, while the two strains isolated from Bifidobacterium dentium Y510 and Y521 only metabolized lacto-N-tetraose (LNT) and lacto-N-neotetraose (LNnT). Two ß-galactosidases from B. dentium Y510 were characterized; Bdg42A exhibited the highest activity on LNT, hydrolyzing it into galactose and lacto-N-triose (LNTII), while Bdg2A displayed activity against lactose, 6'-galactopyranosyl-N-acetylglucosamine, N-acetyllactosamine and LNnT. Bacterial strains with extracellular glycosidase activity were also isolated from breastfed infant faeces. B. infantis E17 and E18, and Enterococcus faecalis E8 and E41 exhibited endo-ß-N-acetylglucosaminidase activity, releasing N-glycans from glycoproteins. The endo-ß-N-acetylglucosaminidase EndoE from E. faecalis E8 efficiently deglycosylated the spike S1 protein of the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Both the EndoE wild-type and a catalytically inactive mutant exhibited lectin activity towards the S1 protein and neutralizing activity against SARS-CoV-2 S pseudotyped virus infection. Putative GHs were also identified through metagenomic analysis of breastfed infant faeces, belonging to Bifidobacterium, Bacteroides, Ruminococcus, Actinomyces, Klebsiella, Phocaeicola, and Streptococcus genera. Ten ¿-L-fucosidases GH29 (Fuc18, Fuc19A, Fuc30, Fuc35A, Fuc35B, Fuc39, Fuc193, Fuc1584, Fuc2358, and Fuc5372) were selected. The ¿-L-fucosidases Fuc18, Fuc19A, Fuc35B, Fuc39, and Fuc1584 showed hydrolytic activity on ¿-1,3/4-linked fucose and Fuc35A, Fuc193 and Fuc2358 showed activity on ¿-1,2/3/4/6-linked fucose. Fuc30 displayed activity only on ¿-1,6-linked fucose, and Fuc5372 showed a preference for ¿-1,2-linked fucose. Fuc2358 displayed activity against glycoconjugates carrying lacto-N-fucopentaose II, lacto-N-fucopentaose III and against the mucin glycoprotein. Fuc18, Fuc19A, and Fuc39 removed fucose from neoglycoproteins and human ¿-1 acid glycoprotein. The isolated ¿-L-fucosidases were evaluated for their capacity to synthesize fucosyl-oligosaccharides (FUS) through transfucosylation reactions. Fuc2358 produced 35 % yields of 2'-fucosyllactose (2'FL) and also 3'-fucosyllactose (3'FL) and 1-fucosyllactose (1FL). Fuc5372 synthesized 2'FL, 3'FL and 1FL, with a higher proportion of 3'FL. Site-directed mutagenesis was conducted to increase the transglycosylation yields. Mutants Fuc2358-H132F, Fuc2358-F184H, Fuc2358-R301Q, Fuc2358-K286R and Fuc5372-R230K showed a higher ratio between 2'FL yields and hydrolyzed pNP-Fuc than their respective wild-type enzymes. The transfucosylation activity results also showed that the residues F184 of Fuc2358 and W151 of Fuc5378 affect transfucosylation regioselectivity, with phenylalanine increasing the selectivity for ¿-1,2 linkages and tryptophan for ¿-1,3 linkages. The results presented in this doctoral thesis illustrate the diversity of GHs in the intestinal microbiota of breastfed infants and have expanded our knowledge of their specificities, which could contribute to a better understanding of the possible role of GHs in the bacterial colonization of the infant gastrointestinal tract and presents significant biotechnological potential. / This work is part of the Grant PID2020-115403RB (C21 and C22) funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation (MICIN)/Spanish State Research Agency (AEI)/10.13039/501100011033. The study was also supported by Valencian Government grant AICO/2021/033. EMM-G was supported by the Grant PRE2018-085768 funded by MICIN/AEI/10.13039/501100011033 and by “ESF Investing in your future”. / Moya Gonzálvez, EM. (2024). Isolation, Functional Characterization and Biotechnological Applications of Glycoside Hydrolases from the Intestinal Microbiota of Breastfed Infants [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203171 / Compendio

β2-glicoproteína I (β2GPI) é encontrada (200µg/mL) no plasma, 60% livre e 40% em lipoproteínas. Esta proteína de fase aguda, com afinidade por superfícies negativas pode ser clivada pela plasmina. Fragmentos são purificados como dímeros ou multímeros de β2GPI. Formas monomérica e dimérica de β2GPI foram purificadas de soro humano e identificadas por SDS-PAGE, imunoblot e ELISA Somente a forma monomérica foi detectada no teste ELISA Os efeitos de ambas as formas sobre o burst respiratório de polimorfonucleares humanos (PMN), estimulados in vitro com zymosan opsonizado, foram estudados por quimioluminescência amplificada por luminol ou lucigenina e citometria de fluxo, pela oxidação do OCFH. A forma monomérica inibiu a quimioluminescência amplificada por luminol (-43.6 x -7.33 AEU/s), mas não por lucigenina, e aumentou a oxidação de DCFH e a produção de Óxido Nítrico (•NO). É provável que o •No, via peroxinitrito, medeie os efeitos de β2GPI sobre o burst respiratório de PMN. / Circulating blood contains approximately 200µg/mL of β 2-glycoprotein I (β2GPI), either free (60%) or lipoprotein bound (40%). This acute phase protein, with affinity for negative surfaces, can be cleaved by plasmin. Fragments purify as dimeric or multimeric (β2GPI. Both (β2GPI forms were purified from human sera and identified by SDS-PAGE, immunoblotting and ELISA. ELISA reactivity was dependent on the monomeric status of (β2GPI. The effects of dimeric and monomeric (β2GPI upon respiratory burst of human polimorphonuclear neutrophils (PMN) stimulated in vitro with opsonized zymosan were studied. Respiratory burst was evaluated by luminol- or lucigenin-amplified chemiluminescence, or by DCFH oxidation (flow-cytometry assay). The monomeric, but not the dimeric form, inhibited the luminol chemiluminescence of zymosan-stimulated PMNs (-43.6 x -7.33 AEU/s). Lucigenin chemiluminescence was insensitive to (β2-GPI. Monomeric (β2GPI increases both DCFH oxidation and nitric oxide production. Nitric oxide, probably through peroxynitrite reactions, mediates (β2GPI effects upon PMNs respiratory burst.

Noventa e seis pacientes com diabetes melito do tipo 2 foram randomizados para receberem ou não abciximab durante o implante eletivo de stent coronário, com o objetivo de determinar se esse inibidor da glicoproteína IIb/IIIa reduz a hiperplasia intimal intra-stent, avaliada pelo ultra-som intracoronário, aos seis meses de evolução. A análise volumétrica mostrou que o abciximab não reduz o volume de obstrução intra-stent nestes pacientes [41,3% (DP21,0%) versus 40,5% (DP18,3%), p=0,853]. / Ninety-six type 2 diabetics were randomly assigned to receive abciximab or no abciximab at the time of elective stent implantation to determine whether this IIb/IIIa glycoprotein inhibitor would reduce in-stent intimal hyperplasia, measured by intravascular ultrasound, at 6-month follow-up. Volumetric analysis showed that abciximab was not associated with a reduction of in-stent volume obstruction in diabetic patients [41.3% (DP21.0%) versus 40.5% (DP18.3%), p=0.853).