A doença de Alzheimer (DA) é caracterizada por um quadro clínico complexo e multifatorial, que envolve perdas cognitivas, déficit de memória e prejuízo na convivência social, observadas mais precocemente nessa população. O tecido cerebral dos portadores apresenta perdas neurais, disfunções neurovasculares, processos inflamatórios, gliose e lesões características da doença como as placas neuríticas e os emaranhados neurofibrilares. Ademais, as evidências apontam para similaridade entre DA e a demência induzida por diabetes mellitus, visto haver uma relação direta que liga a resistência e a deficiência na sinalização da insulina, com as mudanças no metabolismo da glicose. Essas alterações resultam em redução no estado de O-glicosilação com N-acetil-glucosamina das proteínas intracelulares, ativação das células gliais e o desequilíbrio homeostático na relação entre cinase/fosfatase desencadeada pela redução de metabólitos endógenos e aumento de cálcio intracelular. A resposta direta dessas mudanças é caracterizada pela expressão de marcadores celulares e liberação de mediadores inflamatórios que contribuem para a progressão e severidade da doença. Ainda, interações entre variações metabólicas e a ativação inflamatória alteram o microambiente do sistema nervoso central, ativando aguda e cronicamente astrócitos e microglia. Neste estudo investigamos a hipótese de que a infusão intracerebroventricular da estreptozotocina (STZ) desencadeia alterações patofisiológicas e moleculares em hipocampos. Em nossos experimentos, foram avaliadas as mudanças promovidas pela infusão de STZ após 1 e 4 semanas. Nossos resultados demonstram que a STZ afeta elementos importantes na via de sinalização da insulina no hipocampo, declínio da funções cognitivas e alterações neuroquímicas. Demonstramos que o grupo STZ apresentou níveis elevados da serina 307 do IRS-1 e redução na captação de glicose no hipocampo, possivelmente, através da resistência local à insulina e por disfunções astrocíticas. Além disso, demonstramos o impacto da ativação excessiva da calcineurina e a sinalização do fator nuclear de ativação das células T (NFAT), têm consequências a curto e longo prazo na progressão dos processos neurodegenerativos observados no modelo de DA esporádico. / Alzheimer’s disease (AD) is characterized by a complex and multifactorial clinical presentation, which includes cognitive loss, memory deficits, and impairment in social coexistence, observed earlier in this population. The patients’ brain tissue presents neural losses, neurovascular dysfunctions, inflammatory processes, gliosis, and characteristic lesions of the disease, such as senile plaques and neurofibrillary tangles. In addition, the evidence indicates to similarity shared AD and dementia induced by diabetes mellitus by occur a direct relationship of insulin resistance and deficiency in insulin signaling with changes in glucose metabolism. These changes result in lower levels of protein modified by glycosylation with O-linked β-N-acetyl-glucosamine of intracellular, in activation of glial cells, and homeostatic imbalance in the kinase/phosphatase relationship triggered by the decrease of endogenous metabolites and increase of intracellular calcium. The direct response of these changes is characterized by the expression of cellular markers and the release of inflammatory mediators that contribute to the progression and severity of the disease. Furthermore, interactions among metabolic variations and inflammatory activation alter the microenvironment of the central nervous system, activating acute and chronic astrocytes and microglia. We hypothesized that intracerebroventricular infusion of streptozotocin (STZ) triggers pathophysiological and molecular changes in hippocampus. The changes promoted by the STZ infusion were evaluated after one and four weeks. Our results show that insulin STZ affects important elements of the insulin-signaling pathway in the hippocampus, cognitive decline and neurochemical changes. Here, we show that STZ group had elevated levels of serine 307 phosphorylation of IRS-1 and decrease in the uptake of glucose into the hippocampus, possibly, through local resistance to insulin and by astrocytic dysfunction. In addition, these results indicate that aberrant calcineurin activation and nuclear factor of activated T cells (NFAT) signaling develop earlier and later consequences in the progression of the neurodegenerative processes observed in the sporadic AD model.

As Distrofias Musculares Progressivas constituem um grupo heterogêneo de doenças genéticas caracterizadas por uma degeneração progressiva e irreversível da musculatura esquelética. Recentemente, associaram-se defeitos do mecanismo de glicosilação da proteína α-DG com diversos tipos de distrofias musculares graves. Alterações nesse processo constituem, portanto um novo mecanismo patogenético nas doenças neuromusculares, abrindo novas possibilidades de estudo. Neste sentido, foram objetivos deste trabalho avaliar o perfil de expressão dos genes envolvidos na glicosilação da proteína α-DG em modelos murinos e em pacientes, e tentar relacionar com os diferentes processos distróficos. Verificamos que tanto camundongos normais como distróficos expressam os genes codificantes das glicosiltransferases na seguinte ordem: Pomgnt1>Large>Fkrp>Pomt1, em todas as idades e em todas as linhagens estudadas, sugerindo um mecanismo constante de regulação gênica, independente do crescimento, envelhecimento ou processo distrófico. Também observamos que a sua expressão não é influenciada pelo processo de degeneração/regeneração, uma vez que não houve concordância entre os animais com músculos mais afetados e degenerados (Largemyd e Lama2dy2J/J) e aqueles com músculos menos degenerados (Dmdmdx e SJL/J), e esse padrão se mantém quando se comparam músculos com graus de degeneração diferentes. Nos animais recém-nascidos, verificou-se um aumento de expressão significativo nas linhagens Dmdmdx e Largemyd e uma queda nas linhagens Lama2dy2J/J e SJL/J. Já nos animais adultos, verificou-se maior semelhança ao perfil dos camundongos controles normais da mesma idade, com exceção do gene Large que apresentou expressão diminuída em quase todos os animais em estudo. No músculo humano, observamos uma ordem do nível de expressão diferente do observado em camundongos, com POMT1>POMGnT1>FKRP>LARGE. Os pacientes com DMD apresentaram um aumento da expressão de todos os genes estudados, de forma similar ao observado no grupo de camundongos Dmdmdx recém-nascidos, sugerindo uma associação com a falta de distrofina. Os pacientes LGMD 2I não apresentaram redução significativa da expressão de FKRP, sugerindo que o processo de transcrição é normal, mas a tradução ou a função/atividade da enzima deve estar comprometida. Nos pacientes CMD 1A, onde a deficiência primária da α2-laminina não está associada a defeito de glicosilação da α-DG, observou-se redução na expressão de POMT1 e FKRP, sugerindo que, a deficiência dessas enzimas possivelmente não altera este processo. Na análise de proteínas, não se observou uma correlação direta com os resultados da expressão gênica das glicosiltrasferases, sugerindo mais uma vez que, por serem enzimas, essas proteínas funcionam de forma diferenciada quando comparadas a proteínas estruturais. Entretanto, nas reações com os anticorpos Anti-POMT1 e Anti-FKRP, os camundongos recém-nascidos apresentaram bandas adicionais de peso molecular maior, sugerindo que essas enzimas estão ligadas a outras proteínas ou entre si nos estágios iniciais de desenvolvimento muscular / Muscular Dystrophies (MD) are a heterogeneous group of genetic diseases characterized by progressive and irreversible degeneration of skeletal muscle. Recently, defects in α-DG glycosylation have been associated with different types of severe forms of muscular dystrophies. Therefore, alteration in this mechanism has been considered an important pathogenetic cause of muscle degeneration, opening new avenues for therapies. The main objective of this study is to evaluate the expression cascade of genes involved in the glycosylation of α-DG in murine models and in patients with different molecular defects causing MD. We found that both normal and dystrophic mice express the glycosyltransferases genes in the following quantitative order: Pomgnt1>Large>Fkrp>Pomt1, in all ages and in all studied strains, suggesting a constant mechanism of gene regulation, independent of growth, aging or dystrophic process. We also observed that this pattern of expression is not related to the degeneration/regeneration process, since there was no concordance between the animals with the most degenerated muscles (Largemyd and Lama2dy2J/J) or the less degenerated muscles (Dmdmdx and SJL/J). Additionally, both gastrocnemius (less degenerated in Dmdmdx) and diaphragm (more degenerated in Dmdmdx) presented the same pattern of expression. In newborn animals, a significant increased expression was observed in Dmdmdx and Largemyd and a decrease in Lama2dy2J/J and SJL/J. In adult animals, the expression profile of Pomt1, Pomgnt1 and Fkrp was similar in normal and affected mice, while Large showed a decreased expression in almost all affected animals. In human muscle, the quantitative order of expression of the 4 genes was: POMT1>POMGnT1>FKRP>LARGE, different from the mice. DMD patients showed an increased expression of all the studied genes, in a pattern similar as the observed in the newborns group of the murine Dmdmdx model, suggesting an association with the lack of protein dystrophin. LGMD 2I patients showed no significant reduction in FKRP expression, indicating a normal transcriptional process. In CMD 1A patients, there was a reduction in POMT1 and FKRP expression, in spite of a normal α-DG glycosylation observed in this disease, suggesting that the deficiency of these enzymes may not alter this process. At the protein level, we did not observe a direct correlation between protein quantities of glicosiltrasferases and gene expression, suggesting that enzymes regulation functions differently as compared with structural proteins. Interestingly, antibodies for POMT1 and FKRP detected, in newborn mice, additional bands of higher molecular weight, suggesting that these enzymes are linked to each other or with other proteins in the early stages of muscle development

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-10-01T11:49:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2113944 bytes, checksum: 8aa2ddb02051739fffa6b2d22d464bd0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-01T11:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2113944 bytes, checksum: 8aa2ddb02051739fffa6b2d22d464bd0 (MD5) Previous issue date: 2018-08-02 / A conjugação de proteínas com polissacarídeos é utilizada para o melhoramento e/ou intensificação das propriedades técnico-funcionais das proteínas, aumento da estabilidade térmica das mesmas e formação de nanoestruturas destinadas à incorporação de compostos bioativos. Face à busca por sistemas proteicos com propriedades diferenciadas, o Capítulo I apresenta uma revisão sobre as técnicas de obtenção e caracterização de conjugados de proteínas e polissacarídeos formados por reação de Maillard. Os artigos 2 e 3 descrevem a formação e caracterização de conjugados de α-lactoalbumina (α-la) e β-lactoglobulina (β-lg), respectivamente, com goma tara (TG), bem como a obtenção e caracterização de nanoestruturas a partir destes conjugados. Os conjugados foram obtidos por meio da reação de Maillard utilizando o método de aquecimento a seco. Dispersões contendo proteína e polissacarídeo (razão mássica 1:1) foram incialmente secas por liofilização e/ou atomização com o objetivo de avaliar o efeito da técnica de secagem sobre as propriedades dos pós. Posteriormente, foram aquecidas a 60 °C e mantidas em ambiente de umidade relativa de 79 % por até 9 dias. A formação dos conjugados nos diferentes sistemas foi determinada por medidas do índice de escurecimento e pelo teste orto-ftalaldeído. Foram utilizados a análise de variância e o teste Tuckey como critérios para determinação do tempo de incubação apropriado para a obtenção dos conjugados. As nanoestruturas dos conjugados obtidas em diferentes condições físico- químicas (temperatura, pH e tempo de aquecimento) foram caracterizadas via espalhamento dinâmico de luz, potencial zeta (ζ), fluorimetria e dicroísmo circular. Foram determinados os parâmetros de estabilidade térmica (temperatura de desnaturação, T d ; variação da entalpia, ∆H) por meio da técnica de calorimetria diferencial de varredura, bem como as propriedades técnico-funcionais (habilidade de formação de espuma e índice de estabilidade de emulsão) das proteínas puras, misturas de proteína+TG e das nanoestruturas. A morfologia das nanoestruturas foi avaliada usando a microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de força atômica. Em geral a extensão da reação de Maillard aumentou com o tempo de aquecimento, tendo uma maior extensão em conjugados obtidos de misturas liofilizadas. O tempo de glicosilação mais apropriado foi de 2 dias. Sistemas contendo β-lg-TG, secos em spray dryer (SD) apresentaram instabilidade eletrostática com valores de potencial ζ na faixa de -30 a 30 mV. As condições de processamento de 50 °C, pH 9,2, 45’ para o sistema β-lg-TG (SD) apresentou excelente estabilidade emulsificante. Nanoestruturas de conjugados de α-la-TG mostraram um formato cônico com diâmetro médio hidrodinâmico variando entre 34,3 e 290,1 nm. As condições de processamento de 50 °C, pH 9,2, 45’ para o sistema α-la-TG (SD) apresentaram T d = 67.50 °C, um indicativo de uma melhor estabilidade térmica quando comparado ao controle (α-la; T d = 63.56 °C). Foram observadas mudanças na estrutura secundária das nanoestruturas de conjugados de α-la-GT, como a diminuição do conteúdo de α-hélice. / The conjugation of proteins with polysaccharides has been used to improve and/or enhance the technical-functional properties of proteins, to increase the thermal stability of proteins and to form nanostructures able to act as carrier of bioactive compounds. Due to the differentiated functionality of conjugates, Chapter I presents a review on the techniques used to produce and to characterize proteins/polysaccharides conjugates formed via Maillard reaction. Articles 2 and 3 describe the formation and characterization of, respectively, α-lactalbumin (α-la) and β-lactoglobulin (β-lg) conjugates with Tara gum (TG), as well as the obtaining and characterization of nanostructures formed from these conjugates. The conjugates were obtained through Maillard reaction using the dry-heating method. Dispersions containing protein and polysaccharide (mass ratio 1:1) were initially lyophilized and/or spray-dried in order to evaluate the effect of the drying technique, and subsequently heated to 60 ° C and relative humidity of 79 % for up to 9 days. The formation of the conjugates was evaluated by measures of the browning index and by using the ortho-phthalaldehyde test. Variance analysis and Tukey test were used as criteria to determine the most appropriate incubation time for obtaining the conjugates. Nanostructures from conjugates were synthesized under different physicochemical conditions (temperature, pH and heating time) and characterized by dynamic light scattering, zeta (ζ-) potential, fluorimetry and circular dichroism. The thermal stability parameters (denaturation temperature, T d ; change of enthalpy, ΔH) were determined by differential scanning calorimetry, as well as the technical-functional properties (foam ability and emulsion stability index) of pure proteins, mixtures of protein+TG and nanostructures. The morphology of the nanostructures was evaluated by transmission electron microscopy and atomic force microscopy. The progress of the Maillard reaction increased with the increment of the heating time, with a larger extension in the systems formed with lyophilized mixtures. The most appropriate time of glycosylation for the two studied systems was 2 days. Nanostructures from β-lg-TG conjugates presented electrostatic instability with ζ-potential values varying from -30 to 30 mV. Systems containing β-lg-TG, formed at process condition of 50 °C, pH 9.2, 45’ and dried by spray (SD) showed excellent emulsifying stability. Nanostructures from α-la-TG conjugates showed a conical shape with a mean hydrodynamic diameter ranging from 34.3 to 290.1 nm, depending on the system and the conditions used. Systems of α-la-TG (SD) formed at conditions of 50 °C, pH 9.2, 45’ showed T d = 67.50 °C indicating better thermal stability when compared to the control (pure α-la; T d = 63.56 °C). Changes were observed in the secondary structure of nanostructures formed from α-la-GT system, mainly a decrease in α-helix content.

A regulação da expressão gênica é essencial para os fungos se adaptarem às adversidades ambientais, como alterações no pH extracelular, escassez de nutrientes, força iônica e oscilações de temperatura. A resposta adaptativa ao pH ambiente é bem caracterizada em fungos modelo como Aspergillus nidulans, e envolve a via de transdução de sinal constituída pelos produtos dos genes pal e pacC. No dermatófito Trichophyton rubrum, o gene pacC foi inativado, e a linhagem mutante apresentou uma diminuição na atividade das queratinases, indicando que, de alguma forma, este gene está envolvido na regulação da atividade queratinolítica deste dermatófito, e consequentemente na sua virulência e patogenicidade. Além disto, a glicosilação protéica é uma importante forma de regulação pós traducional, estruturando e estabilizando glicoproteínas que podem ser da via secretória, da parede ou da membrana celular. O processo de glicosilação protéica sofre influência do pH extracelular e da fonte nutricional. Foi ainda relatado que este tipo de regulação pós traducional também sofre influência dos genes palB e pacC, indicando que estes genes tenham um papel na glicosilação de enzimas secretadas. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência do pH e da fonte nutricional na expressão de genes que codificam enzimas de N- e O-manosilação, e sua possível modulação pela proteína PacC no dermatófito T. rubrum. Para tanto, foi analisado, por PCR em tempo real, o perfil transcricional destes genes nas linhagens H6 (controle) e pacC-1, utilizando-se como fonte de carbono glicose, glicose e glicina ou queratina em vários tempos de cultivo, em pH 5,0 ou 8,0. A análise da expressão gênica revelou que quando a linhagem controle é cultivada em queratina em pH 5,0 ocorre um aumento da expressão da O-manosiltransferase, comparado com o cultivo em glicina com glicose e glicose. Porém, nestas mesmas condições o gene da N-manosiltransferase da linhagem mutante apresenta maiores níveis de expressão que os da linhagem controle. Em pH 8,0 pode-se notar grande semelhança entre os perfis de expressão apresentados por estes dois genes. Os resultados obtidos indicam que o gene pacC tem um papel importante no sensoriamento de nutrientes em meio ácido, modulando a expressão destas transferases, nas condições avaliadas. Estas enzimas podem ativar proteínas que atuam na hidrólise da queratina, ou mesmo formar glicoproteínas de parede celular que são essenciais na adesão do fungo à célula do hospedeiro, sugerindo um papel das manosiltransferases no processo infeccioso. / Gene expression regulation is essential for fungi to adapt to environmental adversities, such as changes in the extracellular pH, nutrient starvation, ionic strength, and temperature. The adaptive response to ambient pH is well characterized in model fungi such as Aspergillus nidulans, and involves the signal transduction pathway consisting of the products of the pal and pacC genes. In the dermatophyte Trichophyton rubrum, the pacC gene was inactivated and the mutant strain showed a decreased activity of keratinases, indicating that, somehow, this gene is involved in the regulation of the keratonolytic activity of this dermatophyte, and consequently in its virulence and pathogenicity. Moreover, protein glycosylation is an important form of post-translational regulation, playing a role in protein folding and stability of glycoproteins of the secretory pathway, cell wall or membrane. The process of protein glycosylation is influenced by extracellular pH and nutritional source. It has also been reported that this type of post-translational regulation is also influenced by the palB and pacC genes, indicating that these genes have a role in glycosylation of secreted enzymes. The objective of this study was to analyze the influence of the pH and nutritional source in the expression of the genes coding for the N-and O-manosylation enzymes, and their possible modulation by PacC in the dermatophyte T. rubrum. To this end, the transcriptional profile of these genes was analyzed, by Real Time PCR, in the H6 (control) and pacC-1 strains, using glucose, glucose with glycine, or keratin as the carbon source, in several culture times, at pH 5.0 or 8.0. Gene expression analysis showed that when the control strain is grown in keratin at pH 5.0 there is an increased expression of the O-manosyltransferase encoding gene, compared to the cultivation in glucose and glucose with glycine. However, at the same conditions the gene coding for the N-manosyltransferase presented higher levels of expression in the mutant strain in relation to the control strain. At pH 8.0 there is a great similarity between the expression profile of these two genes. The obtained results indicate that pacC gene plays an important role in nutrient sensing at acidic pH by modulating the expression of these transferases in the conditions evaluated. These enzymes can activate proteins that play roles in the hydrolysis of keratin, or even forming cell wall glycoproteins that are essential for the adhesion of the fungus to the host cell, suggesting a role of the manosyltransferases in the infectious process.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:29Z : No. of bitstreams: 1 Publico-393.pdf: 1637068 bytes, checksum: 4fe3757007f6a049eac930eb08b63c88 (MD5) / O melanoma é o tipo de câncer de pele menos frequente, mas que tem um grande poder de letalidade devido ao seu potencial de formar metástases. Para as células adquirirem a capacidade de formar metástases, estas precisam ter a característica de sobreviver independente de interações com a matriz extracelular e consequentemente apresentar resistência ao anoikis. Por isso, a importância de se estudar as alterações que ocorrem com células tumorais que adquirem essa capacidade. Em nosso laboratório foi desenvolvido um modelo que nos permite estudar diferentes etapas da gênese do melanoma. Melanócitos murinos melan-a que sobreviveram depois de 1, 2, 3 e 4 ciclos de impedimento de ancoragem por 96 horas apresentaram modificações na morfologia e crescimento independente de PMA, e foram denominadas 1C, 2C, 3C e 4C, respectivamente. Diferentes linhagens de melanoma (4C11-, 4C11+, Tm1, Tm5, etc) foram estabelecidas após submeter os esferóides sobreviventes da 4C à diluição limitante. Dados prévios de nosso laboratório mostraram aumento da expressão de Timp1 ao longo da transformação maligna de melanócitos e aumento da resistência ao anoikis. Melanócitos melan-a superexpressando o gene Timp1 adquirem fenótipo de resistência ao anoikis. No entanto, o mecanismo pelo qual Timp1 medeia essa sinalização de sobrevivência não é conhecido. Dados da literatura mostram interação entre CD63, Timp1 e 1-integrinas em células epiteliais de mama humana e que essa interação regula processos fisiológicos como apoptose. Além disso, a glicosilação aberrante em moléculas de adesão celular, como integrinas, pode conferir às células capacidade de sobreviver em condições independentes de ancoragem. O objetivo do presente estudo foi analisar a possível interação entre CD63, Timp1 e 1-integrinas ao longo da transformação maligna de melanócitos, a presença de N-glicosilação aberrante em β1-integrinas e o impacto da N-glicosilação aberrante na resistência ao anoikis. Observou-se interação entre CD63 e Timp1 e CD63 e 1-integrinas nas linhagens 4C, 4C11- e 4C11+, estabelecidas após ciclos de impedimento de ancoragem, já a interação entre Timp1 e 1-integrinas foi observada somente nas linhagens de melanoma 4C11- e 4C11+. A expressão de 1-integrinas na superfície celular está aumentada na linhagem de melanoma agressivo 4C11+, assim como a expressão de Mgat-V e N-glicosilação aberrante. Além disso, o perfil eletroforético da 1-integrina sugere que a mesma apresenta aumento de N-glicosilação aberrante na linhagem de melanoma metastático 4C11+. O tratamento de células de melanoma 4C11+ com o inibidor de N-glicosilação swainsonine resulta em menor capacidade destas células em resistir ao anoikis. Este parece ser o primeiro estudo descrevendo a interação entre Timp1, CD63 e 1-integrinas em células tumorais. Assim, o presente trabalho favorece o entendimento de como Timp1 regula resistência ao anoikis ao longo da transformação maligna de melanócitos. / Although malignant melanoma is the less frequently diagnosed skin cancer, it shows a poor prognosis due its chemoresistance and metastasis development. One of the adquired abilities of transformed cells is anoikis resistance and this property is closely related to metastasis formation. In our laboratory, we developed a model that allows us to study different steps of melanocyte malignant transformation. Melan-a melanocytes surviving after 1, 2, 3 and 4 deadhesion cycles showed modified morphology and independent PMA growth and have been named, 1C, 2C, 3C and 4C cells, respectively. Different melanoma cell lines were established after submitting 4C spheroids to limiting dilution. Previous results of our group showed increased expression of Timp1 along melanoma genesis and its correlation with anoikis resistance. However, the mechanism involved in this signaling is unknown. Published data demonstrated interaction between CD63, Timp1 and 1-integrins in human breast epithelial cells and its role in apoptosis. Furthermore, aberrant glycosylation in cell adhesion molecules such as integrins provides to cells the ability to survive under anchorage-independent conditions. The aim of this work was analyze the possible interaction among CD63, Timp1 and 1-integrins along melanocyte malignant transformation, possible aberrant N-glycosylation patterns of β1-integrins and their impact in anoikis resistance. Aberrant N-glycosylation patterns were observed in tumorigenic cells. We observed interaction between CD63 and Timp1 and between CD63 and 1-integrins in the melan-a-derived cells 4C, 4C11, and 4C11 +, and interaction between Timp1 and 1-integrins only in melanoma cell lines 4C11 - and 4C11 +. The presence of Timp1 in supernatant from 4C11+ conferred to melan-a cells anoikis resistance. The expression of 1-integrins in our study model is increased in aggressive melanoma lineage, 4C11+, as well as the expression of Mgat-V and aberrant N-glycosylation on cell surface. Moreover, the electrophoretic profile of  1-integrin suggests that melanoma metastatic 4C11+. Lineage present increased aberrant N-glycosylation in this molecule. Treatment of melanoma cells 4C11 + with the N-glycosylation inhibitor, swainsonine, resulted in reduced capacity of these cells to resist to anoikis. This seems to be the first study describing the interaction between Timp1, CD63 and 1-integrin in tumor cells and may contribute to a better understanding of how Timp1 regulates resistance to anoikis during the melanocyte malignant transformation. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

As toxinas termo-lábeis (LT) produzidas por linhagens de Escherichia coli enterotoxigênica (ETEC) são adjuvantes com um importante foco em pesquisas acadêmicas e aplicadas, entretanto pouco é conhecido sobre a capacidade desses adjuvantes em induzir diferentes padrões de glicosilação em anticorpos IgG. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi analisar a capacidade dos adjuvantes LT1 e seus derivados atóxicos (LT1-K63 e LT1-B) influenciarem na qualidade da resposta imunológica humoral, particularmente quanto aos perfis de glicosilação dos anticorpos IgG EIII-específicos. A administração das LTs proporcionaram a potencialização da resposta de anticorpos antígeno-específicos, modularam o perfil de subclasses de IgG, melhoraram a capacidade de neutralização viral e induziram diferentes perfis de glicosilação presentes na estrutura dos anticorpos induzidos. Os resultados obtidos demonstram a importância dos adjuvantes no perfil de glicosilação de anticorpos antígeno-específicos e sugerem a influência da glicosilação na funcionalidade desses anticorpos. / The heat-labile toxin (LT) produced by enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) are an important adjuvants to focus on academic and applied research, however little is known about the ability of these adjuvants to induce different patterns of glycosylation in IgG antibodies. Thus, the aim of this study was to analyze the ability of the adjuvants LT1 and its nontoxic derivative (LT1-K63 and LT1-B) influence on the quality of the humoral immune response, particularly regarding the glycosylation profiles of the EIII-specific IgG antibodies. The management of transmission lines provided potentiation response of antigen-specific antibodies modulate the profile of IgG subclasses, improved ability to induce virus neutralizing and different glycosylation profiles of in the antibodies purified IgG. The results demonstrate the importance of adjuvants in glycosylation of antigen-specific antibody profile and suggest the influence of glycosylation on the functionality of these antibodies.

A influência do butirato de sódio (NaBu), do cloreto de manganês (MnCl2), combinados ou isolados, e da cicloheximida (CHX) na síntese de tireotrofina humana recombinante (r-hTSH) derivada de células CHO foi investigada pela primeira vez. Com exceção da CHX, que gerou uma redução de 1,5 vezes na produtividade volumétrica, todos os reagentes geraram um aumento (1,4 vezes para o MnCl2 e 3 vezes para o NaBu e NaBu+MnCl2) na produtividade volumétrica. Também foi observada uma diminuição no número de células viáveis com a utilização de todos os reagentes. A adição destes reagentes ao meio de cultura de células CHO produtoras de hTSH gerou também alterações na glicosilação do r-hTSH. As alterações geradas pela presença de CHX foram todas negativas, resultando em uma diminuição de 5,5% no conteúdo de ácido siálico, 10% na ocupação dos sítios de glicosilação, além de uma diminuição no conteúdo de todos os monossacarídeos neutros. Os demais reagentes, por outro lado, resultaram em alterações positivas. A presença de NaBu no meio de cultura acarretou um aumento de 12% no conteúdo de ácido siálico e de 3% na ocupação dos sítios de glicosilação. Com relação às estruturas de carboidratos presentes no hTSH, foi observado um aumento de 14% nas estruturas bi-antenárias, aumento no conteúdo de manose e fucose e uma diminuição no conteúdo de galactose e N-acetilglucosamina. A presença de MnCl2 no meio de cultura resultou em um aumento de 1,7% no conteúdo de ácido siálico e de 1,3% na ocupação dos sítios de glicosilação. Houve ainda um aumento no conteúdo de manose e N-acetilglucosamina e uma diminuição no conteúdo de fucose e galactose. Um aumento de 7% na freqüência de estruturas bi-antenárias foi também observado quando MnCl2 foi utilizado. O uso simultâneo de NaBu e MnCl2 proporcionou um aumento de 14% no conteúdo de ácido siálico e de 3% na ocupação dos sítios de glicosilação, bem como um aumento no conteúdo de todos os monossacarídeos neutros. Não houve, entretanto, alterações na freqüência das estruturas de carboidratos. Apesar de todas as alterações causadas pelos diferentes reagentes, não foram observadas diferenças na atividade biológica ou no comportamento farmacocinético das diferentes preparações de hTSH estudadas. Este estudo é extremamente relevante, tanto do ponto de vista do desenvolvimento de novos biofármacos, quanto do ponto de vista do controle de qualidade das glicoproteínas hormonais já utilizadas na clínica médica. / The influence of sodium butyrate (NaBu), manganese chloride (MnCl2), combined or isolated, and cycloheximide (CHX) on the synthesis of human thyrotropin CHO-derived (r-hTSH) was investigated for the first time. Exception made for CHX, which caused 1.5-fold reduction on volumetric productivity, all other reagents caused an increase in the volumetric productivity of 1.4-fold with MnCl2 and 3-fold with NaBu and NaBu+MnCl2. The number of viable cells decreased in presence of all these reagents. They also caused alterations in the glycosylation of r-hTSH. When CHX was utilized, a decrease in the content of sialic acid (5.5%), in the site occupancy (10%) and in the content of neutral monosaccharides was observed. In contrast, the addition of NaBu to culture medium caused an increase of about 12% in the sialic acid content and of 3% in the site occupancy. Concerning to carbohydrate structures, an increase of 14% of bi-antennary structures was achieved. In addition, an increased content of mannose and fucose and a decrease in the content of galactose and N-acetyl glucosamine was also observed. When MnCl2 was utilized, an increase of 1.7% in the sialic acid content and of 1.3% in site occupancy occurred. An increased content of mannose and N-acetyl glucosamine was also observed, while the content of fucose and galactose decreased. Concerning to carbohydrate structures, an increase of 7% on bi-antennary structures was achieved. When NaBu and MnCl2 were utilized simultaneously, we observed an increase of about 14% in the sialic acid content, of 3% in the site occupancy, as well as an increase in the content of all neutral monosaccharides. The frequency of carbohydrates structures, however, was not altered. Despite all the changes caused by these different reagents, in vivo biological activity and pharmacokinetic behavior were found not significant different in all the hTSH preparations studied in the present work.

Está estabelecido que o processo de glicosilação é essencial para a conformação estrutural e função efetora dos anticorpos. Entretanto, não está completamente claro como diferenças nos carboidratos ligados aos anticorpos podem interferir na sua atividade biológica. Foi previamente descrito que anticorpos IgG1 murinos podem ser divididos em anafiláticos ou não-anafiláticos, de acordo com a sua capacidade de induzir in vivo reação de anafilaxia. Somado a isso, foi verificado que a cadeia de oligossacarídeos N-ligada à molécula de IgG1 é fundamental para a manutenção da sua função efetora. O objetivo do presente trabalho é estudar diferenças estruturais entre os subtipos de IgG murinos que poderiam determinar a sua atividade biológica. O seqüenciamento dos nucleotídeos que codificam os domínios CH2 e CH3 dos dois subtipos de IgG1 permitiu constatar homologia de 100% dessas regiões nas duas moléculas estudadas. Entretanto, ao analisar o padrão de carboidratos N-ligados aos anticorpos IgG1 foi observado maior conteúdo de ácido siálico e fucose na cadeia N-ligada ao anticorpo anafilático em relação à do não-anafilático. Contudo, a remoção de resíduos de ácido siálico por tratamento enzimático do anticorpo IgG1 anafilático resultou na perda da capacidade desta molécula de induzir desgranulação celular in vitro e reação anafilática in vivo, semelhante ao anticorpo IgG1 deglicosilado. Em contraste, a remoção de fucose não afetou a sua função anafilática. A análise por PCR em tempo real da expressão dos genes das enzimas envolvidas no processo de glicosilação das proteínas revelou menor expressão gênica de algumas glicosidases, principalmente as sialiltransferases, no hibridoma e linfócitos B secretores do subtipo IgG1 não-anafilático em relação ao obtido no hibridoma e linfócitos B que secretam a IgG1 anafilática. Além disto, foi observada menor atividade enzimática das sialiltransferases obtidas do hibridoma produtor da IgG1 não-anafilática em relação à do hibridoma que produz a IgG1 anafilática. Em conjunto, estes resultados comprovam que a capacidade de anticorpos IgG1 murinos de induzir anafilaxia é diretamente dependente do conteúdo de ácido siálico presente na cadeia de oligossacarídeos ligada à região Fc do anticorpo, além disso sugerem fortemente que essa maior sialilação observada no tipo anafilático seja resultante da maior expressão gênica destas enzimas e assim da sua atividade enzimática no momento da síntese dos anticorpos. / It is well established that the glycosylation process is essential for the structural conformation and effector function of the antibodies. However, it is quite clear how differences in the carbohydrates attached to the antibodies may interfere with their biological activities. It was previously reported that murine IgG1 antibodies can be divided into anaphylactic or nonanaphylactic according to their ability to induce anaphylaxis. Furthermore, it was demonstrated that the oligosaccharide chain N-linked to the IgG1 is essential for its conformation and biological activity. The objective of this work is to study structural differences between these subtypes of murine IgG1 that could determine their biological activity. The sequencing of the nucleotides encoding the CH2 and CH3 domains of these two subtypes of IgG1 showed 100% of homology in the Fc regions of these molecules. In contrast, the analysis of the carbohydrates N-linked to the IgG1 antibodies demonstrated higher sialic acid and fucose contents in the chain attached to the anaphylactic antibody than in the nonanaphylactic IgG1. However, the removal of sialic acid residues by enzymatic treatment of anaphylactic IgG1 antibody resulted in the abrogation of its ability to induce mast cells degranulation in vitro and anaphylactic reaction in vivo as observed to deglycosylated IgG1 antibody. On the other hand, the removal of fucose did not change the anaphylactic activity. The analysis by real time PCR of the gene expression of enzymes that are involved in the protein glycosylation showed lower gene expression of some glycosyltransferases, mainly sialyltransferases, in the hybridoma and B lymphocytes that produce the non-anaphylactic IgG1 compared to those verified in the hybridoma and B cells producer of the anaphylactic IgG1. Furthermore, it was verified lower enzymatic activity of sialyltransferases purified from the hybridoma producer of the non-anaphylactic IgG1 in relation to the hybridoma producer of the anaphylactic antibody. Together, these results prove that the ability of murine IgG1 to induce anaphylaxis is directly dependent of the sialic acid content in the carbohydrate core attached to the antibody Fc region. It is also strongly suggested that this higher sialylation observed in the anaphylactic IgG1 may be resultant of the higher gene expression and enzymatic activity of some sialyltransferases during the antibody synthesis.

A influência do butirato de sódio (NaBu), do cloreto de manganês (MnCl2), combinados ou isolados, e da cicloheximida (CHX) na síntese de tireotrofina humana recombinante (r-hTSH) derivada de células CHO foi investigada pela primeira vez. Com exceção da CHX, que gerou uma redução de 1,5 vezes na produtividade volumétrica, todos os reagentes geraram um aumento (1,4 vezes para o MnCl2 e 3 vezes para o NaBu e NaBu+MnCl2) na produtividade volumétrica. Também foi observada uma diminuição no número de células viáveis com a utilização de todos os reagentes. A adição destes reagentes ao meio de cultura de células CHO produtoras de hTSH gerou também alterações na glicosilação do r-hTSH. As alterações geradas pela presença de CHX foram todas negativas, resultando em uma diminuição de 5,5% no conteúdo de ácido siálico, 10% na ocupação dos sítios de glicosilação, além de uma diminuição no conteúdo de todos os monossacarídeos neutros. Os demais reagentes, por outro lado, resultaram em alterações positivas. A presença de NaBu no meio de cultura acarretou um aumento de 12% no conteúdo de ácido siálico e de 3% na ocupação dos sítios de glicosilação. Com relação às estruturas de carboidratos presentes no hTSH, foi observado um aumento de 14% nas estruturas bi-antenárias, aumento no conteúdo de manose e fucose e uma diminuição no conteúdo de galactose e N-acetilglucosamina. A presença de MnCl2 no meio de cultura resultou em um aumento de 1,7% no conteúdo de ácido siálico e de 1,3% na ocupação dos sítios de glicosilação. Houve ainda um aumento no conteúdo de manose e N-acetilglucosamina e uma diminuição no conteúdo de fucose e galactose. Um aumento de 7% na freqüência de estruturas bi-antenárias foi também observado quando MnCl2 foi utilizado. O uso simultâneo de NaBu e MnCl2 proporcionou um aumento de 14% no conteúdo de ácido siálico e de 3% na ocupação dos sítios de glicosilação, bem como um aumento no conteúdo de todos os monossacarídeos neutros. Não houve, entretanto, alterações na freqüência das estruturas de carboidratos. Apesar de todas as alterações causadas pelos diferentes reagentes, não foram observadas diferenças na atividade biológica ou no comportamento farmacocinético das diferentes preparações de hTSH estudadas. Este estudo é extremamente relevante, tanto do ponto de vista do desenvolvimento de novos biofármacos, quanto do ponto de vista do controle de qualidade das glicoproteínas hormonais já utilizadas na clínica médica. / The influence of sodium butyrate (NaBu), manganese chloride (MnCl2), combined or isolated, and cycloheximide (CHX) on the synthesis of human thyrotropin CHO-derived (r-hTSH) was investigated for the first time. Exception made for CHX, which caused 1.5-fold reduction on volumetric productivity, all other reagents caused an increase in the volumetric productivity of 1.4-fold with MnCl2 and 3-fold with NaBu and NaBu+MnCl2. The number of viable cells decreased in presence of all these reagents. They also caused alterations in the glycosylation of r-hTSH. When CHX was utilized, a decrease in the content of sialic acid (5.5%), in the site occupancy (10%) and in the content of neutral monosaccharides was observed. In contrast, the addition of NaBu to culture medium caused an increase of about 12% in the sialic acid content and of 3% in the site occupancy. Concerning to carbohydrate structures, an increase of 14% of bi-antennary structures was achieved. In addition, an increased content of mannose and fucose and a decrease in the content of galactose and N-acetyl glucosamine was also observed. When MnCl2 was utilized, an increase of 1.7% in the sialic acid content and of 1.3% in site occupancy occurred. An increased content of mannose and N-acetyl glucosamine was also observed, while the content of fucose and galactose decreased. Concerning to carbohydrate structures, an increase of 7% on bi-antennary structures was achieved. When NaBu and MnCl2 were utilized simultaneously, we observed an increase of about 14% in the sialic acid content, of 3% in the site occupancy, as well as an increase in the content of all neutral monosaccharides. The frequency of carbohydrates structures, however, was not altered. Despite all the changes caused by these different reagents, in vivo biological activity and pharmacokinetic behavior were found not significant different in all the hTSH preparations studied in the present work.

O gênero Bothrops apresenta ampla distribuição pelo território brasileiro, sendo a espécie B. jararaca seu representante de maior importância médica na região sudeste. Análises genéticas e filogeográficas descrevem a existência de um grupo monofilético, denominado grupo Jararaca, que inclui, além da espécie B. jararaca, as espécies insulares B. alcatraz e B. insularis. A proximidade evolutiva entre estas espécies, cujo desenvolvimento se iniciou no Pleistoceno, e suas diferenças quanto à dieta, levantam subsídios para o entendimento de seus venenos e suas atividades biológicas. O objetivo deste estudo foi a caracterização dos componentes do veneno de B. alcatraz por diferentes metodologias analíticas com a finalidade de aprofundar o conhecimento sobre os venenos do gênero Bothrops e sobre a evolução dos venenos das espécies do grupo Jararaca. As abordagens analíticas utilizadas foram a avaliação do proteoma dos venenos do grupo Jararaca por eletroforese e identificação de proteínas por digestão com tripsina e análise por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS), análise do N-terminoma e do peptidoma do veneno de B. alcatraz por LC-MS/MS e análise da glicosilação dos venenos do grupo Jararaca pelo tratamento com glicosidases, cromatografia de afinidade à lectinas (concanavalin A, ConA; wheat germ agglutinin, WGA; peanut agglutininin, PNA) e caracterização do N-glicoma por MSn. Os perfis eletroforéticos unidimensionais, obtidos com e sem redução das proteínas, mostraram que o veneno de B. alcatraz difere dos venenos de B. jararaca (adultos e filhotes) e do veneno de B. insularis (adultos). O perfil eletroforético bidimensional do veneno de B. alcatraz corroborou estas diferenças e revelou que a coleta do veneno na presença ou ausência de inibidores de proteinases tem influência no número de spots visualizados. Os resultados da análise dos proteomas dos venenos do grupo Jararaca mostraram que não há diferenças qualitativas significantes entre eles, e que os três apresentam um padrão similar de distribuição das classes de toxinas. A análise quantitativa label free dos proteomas revelou algumas diferenças, indicando que o veneno de B. alcatraz apresenta maior conteúdo de metaloproteinses e fosfolipases A2, que os venenos de B. jararaca e B. insularis. A identificação do peptidoma do veneno de B. alcatraz mostrou diversas formas de peptídeos potenciadores de bradicinina, além de produtos de degradação de diferentes classes de toxinas. A avaliação da glicosilação das proteínas dos três venenos revelou que após a remoção das cadeias de N-glicanos e O-glicanos os perfis eletroforéticos se mostram mais parecidos. A identificação das proteínas do veneno de B. alcatraz que mostraram afinidade pelas lectinas revelou que a ConA interagiu com um número maior de componentes, seguida por WGA e PNA. As análises qualitativa e quantitativa do N-glicoma dos venenos do grupo Jararaca mostrou que os três venenos compartilham as mesmas estruturas de N-glicanos e em abundância relativa similar. Em conjunto, os resultados deste estudo indicaram que no grupo Jararaca, os proteomas dos venenos das espécies B. jararaca e B. insularis apresentam similaridade entre si, e se diferem do veneno de B. alcatraz, principalmente com relação ao grau de glicosilação de suas proteínas. / The Brothrops genus is largely distributed on the Brazilian territory, and B. jararaca is the species of most medical importance in the Southeastern region. Genetic and phylogeographic analyses describe the existence of a monophyletic group, named Jararaca group, which is composed of B. jararaca and of the insular species B. alcatraz and B. insularis. The close evolutionary relationship between these species, which started in the Pleistocene era, and their diet-related differences, are important aspects for the understanding of their venoms and biological activities. The aim of this study was to characterize the venom of B. alcatraz by different analytical methodologies, in order to advance the knowledge on the venoms of Bothrops genus and on the evolution of the venoms of species of the Jararaca group. The analytical approaches used in this study included the charactrization of the proteomes of the venoms of the Jararaca group by electrophoresis and protein identification by trypsin digestion and analysis by liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS/MS), N-terminomic and peptidomic analyses of the venom of B. alcatraz by LC-MS/MS and glycosylation analyses of the venoms of the Jararaca group by treatment with glycosidases, affinity chromatography to lectins (concanavalin A, Con A; wheat germ agglutinin, WGA; peanut agglutininin, PNA) and characterization of the N-glicomes by MSn. The one-dimensional electrophoretic profiles were evaluated under reducing and non-reducing conditions and showed that the venom of B. alcatraz differs from B. jararaca (newborn and adult) and B. insularis (adult) venoms. The two-dimensional electrophoretic profile of B. alcatraz venom corroborated these differences and revealed that the milking of the venom in the presence or in the absence of proteinase inhibitors influences the number of spots visualized on the gel. The results of the analysis of venom proteomes of the Jararaca group showed no significant qualitative differences between them; moreover, the three venoms showed a similar pattern of distribution of toxins classes. However, the label free quantitative analysis of these proteomes revealed some differences, and indicated that the venom of B. alcatraz has a higher content metaloproteinses and phospholipase A2 than B. jararaca and B. insularis venoms. The identification of B. alcatraz venom peptidome showed various forms of bradykinin-potentiating peptides, as well as products of the degradation of different toxins classes. The assessment of the glycosylation level of proteins of the three venoms showed that after removal of N-glycan and O-glycan chains their electrophoretic profiles become more similar. The identification of B. alcatraz venom proteins that showed affinity for lectins indicated that ConA interacted with a larger number of components, followed by WGA and PNA. The qualitative and quantitative analysis of the N-glicome of the venoms of the Jararaca group showed that they share the same N-glycan structures, which were also found in similar relative abundance. Taken together, the results of this study indicate that in the Jararaca group, the venom proteomes of B. jararaca and B. insularis show similarity to each other and differ from the venom of B. alcatraz, especially with respect to the degree of protein glycosylation.