As junções comunicantes são canais protéicos formados entre células adjacentes que permitem a passagem de moléculas e íons menores do que 1kDa; conexinas são proteínas que formam estas junções. Vêm sendo demonstradas na literatura a diminuição da capacidade de comunicação celular e alterações na expressão e/ou localização das conexinas em neoplasias. Este estudo foi realizado com o intuito de se verificar a influência da deleção de um dos alelos da Cx43 na carcinogênese pulmonar. Para tanto, camundongos geneticamente manipulados heterozigotos (Cx43± ou selvagens (Cx43±) de ambos os sexos receberam 3g/kg de uretana aos 15 e 17 dias de idade, e foram sacrificados após 25 semanas. As quantificações macro e microscópicas das lesões revelaram que os camundongos Cx43± apresentaram maior multiplicidade de adenomas pulmonares. Estes apresentavam também maior taxa de proliferação celular, avaliada pela quantificação de núcleos positivos para o PCNA. As expressões das Cxs 26, 32, 43 e 46, presentes no epitélio pulmonar, foram avaliadas por PCR em tempo real (RT-PCR) e por imunoistoquímica. A expressão da Cx43 revelou-se cerca de 50% menor em camundongos Cx43± quando comparada à dos correspondentes Cx43+/+, como esperado. Estudos in vitro mostraram que os pneumócitos de tipo II (APTII) extraídos de camundongos Cx43±, apresentaram capacidade de comunicação menor do que os APTII de camundongos Cx43+/+. Quando submetidos ao tratamento com uretana, a expressão de Cx 43 aumentou em 100% no tecido pulmonar. As demais Cxs tiveram a expressão reduzida pelo tratamento e não foram evidenciadas no epitélio pulmonar livre de lesões após o tratamento com uretana. Não foi detectada a expressão da Cx43 e da Cx32 nos adenomas provenientes dos camundongos Cx43±. A expressão das Cxs 26 e 46 foi correlacionada com o fenótipo papilífero das lesões. Constatou-se que a Cx32 acumulava-se no citoplasma das células epiteliais pulmonares e teve sua expressão, juntamente com a da Cx43, associada ao sexo, provavelmente contribuindo para a menor susceptibilidade das fêmeas aos adenomas induzidos pela uretana. Em conclusão, a redução da expressão da Cx43 conferiu maior susceptibilidade ao desenvolvimento de adenomas pulmonares pela uretana. Este foi o primeiro estudo in vivo mostrando a influência da deleção de um único alelo da Cx43 na carcinogênese / Gap junctions are communicating protein channels formed between adjacent cells that allow the exchange of molecules and ions smaller than 1kDa; connexins are proteins that form these junctions. Studies in the literature have been showing the lower level of cell communication capacity and alterations in the expression and/or localization of connexins in neoplasia. This study was performed to verify the influence of the deletion of one allele of Cx43 on lung carcinogenesis. Genetically manipulated heterozygous (Cx43Gap junctions are communicating protein channels formed between adjacent cells that allow the exchange of molecules and ions smaller than 1kDa; connexins are proteins that form these junctions. Studies in the literature have been showing the lower level of cell communication capacity and alterations in the expression and/or localization of connexins in neoplasia. This study was performed to verify the influence of the deletion of one allele of Cx43 on lung carcinogenesis. Genetically manipulated heterozygous (Cx43± or wild type mice (Cx43+/+) were injected with 3g/kg of at the age of 15 and 17 days and were euthanized after 25-weeks. Macroscopic and microscopic quantification of pulmonary lesions revealed that Cx43± mice presented higher multiplicity of pulmonary adenomas. These presented also a higher cell proliferation index, as evaluated by counting PCNA positive nuclei. Cxs 26, 32, 43 and 46 expressions in the pulmonary epithelium were investigated by Real-Time PCR and by immunohistochemistry. Cx43 expression was about 50% lower in Cx43± mice, in comparison to Cx43+/+ mice, as expected. In vitro studies showed that the APTII cells extracted from Cx43± mice presented a reduced communication capacity. When treated with urethane, the expression of Cx43 was increased by 100%. Other Cxs were down-regulated after the treatment with urethane, and were not observed lung areas devoid of adenomas after the treatment with urethane. Cx43 and Cx32 were not detected in Cx43± mouse adenomas. However, Cx26 and Cx46 were correlated with papillary lesions. Cx32 was cumulated in the cytoplasm of the lung epithelial cells and its expression, together Cx43, were associated with the sex, maybe contributing to the lower susceptibility of the female mice to urethane. In conclusion, the reduced expression of Cx43 determines a higher susceptibility to the development of pulmonary adenomas by urethane. This study was the first in vivo showing the influence of the deletion of one allele of Cx43± or wild type mice (Cx43+/+) were injected with 3g/kg of at the age of 15 and 17 days and were euthanized after 25-weeks. Macroscopic and microscopic quantification of pulmonary lesions revealed that Cx43± mice presented higher multiplicity of pulmonary adenomas. These presented also a higher cell proliferation index, as evaluated by counting PCNA positive nuclei. Cxs 26, 32, 43 and 46 expressions in the pulmonary epithelium were investigated by Real-Time PCR and by immunohistochemistry. Cx43 expression was about 50% lower in Cx43± mice, in comparison to Cx43+/+ mice, as expected. In vitro studies showed that the APTII cells extracted from Cx43± mice presented a reduced communication capacity. When treated with urethane, the expression of Cx43 was increased by 100%. Other Cxs were down-regulated after the treatment with urethane, and were not observed lung areas devoid of adenomas after the treatment with urethane. Cx43 and Cx32 were not detected in Cx43± mouse adenomas. However, Cx26 and Cx46 were correlated with papillary lesions. Cx32 was cumulated in the cytoplasm of the lung epithelial cells and its expression, together Cx43, were associated with the sex, maybe contributing to the lower susceptibility of the female mice to urethane. In conclusion, the reduced expression of Cx43 determines a higher susceptibility to the development of pulmonary adenomas by urethane. This study was the first in vivo showing the influence of the deletion of one allele of Cx43 in carcinogenesis

A doença granulomatosa inflamatória envolve interações coordenadas entre linfócitos, monócitos/macrófagos, células epitelióides, eosinófilos, neutrófilos e fibroblastos. A comunicação intercelular mediada por junções gap, constituídas por conexinas, é responsável pela homeostase tecidual. A Cx43 está presente em células linfóides, células mielóides, fibroblastos e outras. Assim, para compreendermos o possível envolvimento das conexinas no granuloma, nós analisamos o efeito da deleção heterozigótica de uma Gja1 (gene Cx43) na formação e desenvolvimento dos granulomas hepáticos, induzidos por ovos de Schistosoma mansoni. Para tanto, camundongos heterozigotos (Cx43+/-) e selvagens (Cx43+/+) foram infectados com cercárias de Schistosoma mansoni e avaliados nos tempos: 6, 8 e 12 semanas após a infecção. As células dos granulomas apresentaram expressão de conexina 43, notadamente após 12 semanas de infecção. As lesões dos camundongos Cx43+/- apresentaram índice de proliferação reduzido e aumento na deposição de colágeno em fases tardias da doença. Apesar desses achados, não se encontrou redução no tamanho e celularidade das lesões em comparação aos camundongos selvagens. Também não obtivemos diferenças em relação ao hemograma ou população de linfócitos esplênicos CD4, CD8 e CD19. As células peritoneais dos animais de ambos genótipos apresentaram produção de NO e H<SUB2O<SUB2 similares. Contudo, os neutrófilos e monócitos sanguíneos dos animais Cx43+/-, estimulados por PMA, apresentaram aumento significante do burst oxidativo. Concluindo, nossos resultados indicam que a deleção de um alelo do gene da Cx43 modifica claramente a evolução da doença granulomatosa, mostrando um papel desta conexina no desenvolvimento do granuloma. / Inflammatory granulomatous disease involves coordinated interactions among lymphocytes, monocytes/macrophages, epithelioid cells, eosinophils, neutrophils and fibroblasts. Intercellular communication mediated by gap junctions constituted of connexins, is responsible for tissue homeostasis. Cx43 is present in lymphoid cells, myelogenous cells, fibroblasts and others. In order to understand the possible involvement of connexins in granuloma, we analyzed the effect of the heterologous deletion of a Gja1 (Cx43 gene) on the formation and development of hepatic granulomas induced by Schistosoma mansoni eggs. Heterozigous (Cx43+/-) and wild-type (Cx43+/+) mice were infected with S. mansoni cercarie and evaluated after 6, 8 and 12 weeks. Granuloma cells express Cx43, with considerable reduction in Cx43+/- mice. Moreover, granuloma cells from Cx43v+/- mice displayed reduced proliferation and increased collagen deposition at late phases of the disease. Despite these findings, no reduction of size or cellularity of the lesions was found in comparison to wild-type mice. We didn?t find differences in relation to blood count and splenic lymphocyte population CD4, CD8 and CD19. Peritoneal cells from animals of both genotypes presented similar production of NO and H2O2. However, blood neutrophils and monocytes from Cx43+/- mice, stimulated by PMA, displayed significantly increased oxidative burst. In conclusion, our results indicate that the deletion of one allele of the Cx43 gene clearly modifies the evolution of a granulomatous disease, supporting a role for this connexin on granuloma development.

O potencial oncogênico do papilomavírus humano (HPV) baseia-se na capacidade das oncoproteínas virais E6 e E7 alterarem o ciclo celular, levando à imortalização e malignidade das células. O importante papel das oncoproteínas na progressão tumoral e na interação com inúmeros alvos celulares tem relevância em estudos para o desenvolvimento de vacinas e terapias contra os cânceres associados ao HPV. Este estudo investigou a localização intracelular das oncoproteínas E6 e E7 de HPV16/18 e seus possíveis alvos celulares. Demonstrou a presença de E6 nuclear, citoplasmática e intramitocondrial, tanto em células naturalmente transformadas por HPV, como em células transfectadas com o oncogene E6 viral. E7 foi detectada no núcleo e citoplasma, porém nunca ocorreu E7 intramitocondrial. Confirmou a hipótese da presença intramitocondrial da oncoproteína viral E6 de HPV16/18 de alto risco. Dado inédito cuja relevância está relacionada com a aplicação clínica, no desenvolvimento de imunobiológicos e fármacos capazes de neutralizar a ação deste importante alvo terapêutico. / The oncogenic potential of HPV is based on the capacity of viral oncoproteins E6 and E7 to change cellular cycle leading to immortality and malignancy. The important role of oncoproteins in tumor progression and its interaction with numerous cellular targets have relevance in studies to the development of vaccines and therapies against HPV associated cancers. This study investigated intracellular localization of E6 and E7 HPV16/18 oncoproteins and its possible cellular targets. It showed the presence of E6 in the cellular nucleus, cytoplasm, and intramitochondrial in naturally HPV transformed cell, as well as in cells transfected with E6 viral oncogene. E7 was detected inside nucleus and cytoplasm, but E7 intramitochondrial did not occur. This study confirmed the hypothesis of the intramitochondrial presence of E6 viral oncoprotein from high risk HPV. This is an original data whose relevance is directly related to clinical application in the development of immunobiologicals and drugs, which are able to neutralize the action of this important therapeutic target.

A sinalização no sistema nervoso pode ocorrer pelo acoplamento direto entre células, via canais de junção comunicantes (JCs). Estes canais permitem a passagem de moléculas de até 1 kDa, e são formados por subunidades proteicas denominadas conexinas (Cxs). A comunicação celular via JCs desempenha um importante papel durante o desenvolvimento e a sinalização visual. Além disso, o acoplamento celular provido pelas JCs tem sido relacionado a processos de sobrevivência/morte celular. Do mesmo modo, ciclinas e cinases dependentes de ciclinas (CDKs), além de seu papel clássico na regulação do ciclo e diferenciação celular, estão envolvidas em processos neurodegenerativos. Estudos recentes têm observado a reentrada no ciclo celular de células neuronais pós-mitóticas em apoptose. Neste contexto, analisamos a expressão gênica e proteica das Cxs e ciclinas em resposta às lesões no sistema visual, especificamente na retina. Estas análises foram realizadas após a indução de trauma mecânico, modelo experimental que permite a visualização do foco, penumbra e áreas adjacentes à lesão. Utilizando técnicas combinadas, como a reação em cadeia da polimerase em tempo real (PCR Real-Time), Western Blot e imuno-histoquímica, avaliamos a expressão espaço-temporal destes genes e as proteínas por eles codificadas, em diferentes tempos pós-lesão. Os resultados da PCR Real-Time revelaram uma ausência de modulação da expressão gênica de Cx36 para os diferentes tempos pós-lesão analisados. A Cx43 mostrou aumento dos transcritos, após três e sete dias pós-lesão. A ciclina D1 e B1 apresentaram modulação significativa após um, três e sete dias pós-lesão. As análises de imuno-histoquímica revelaram uma redistribuição da Cx36 em resposta à lesão em diferentes tempos pós-lesão. A Cx43, por sua vez, apresentou um aumento aparente de sua expressão no foco e zona de penumbra da lesão, nos período de um, três e sete dias pós-lesão. Em retinas, após um e três dias de lesão, a ciclina D1 encontrou-se presente em células próximas ao foco da lesão. Observamos a presença de ciclina B1 no foco da lesão após um dia de lesão. Por meio de análises de Western Blot não foi possível detectar alterações das diferentes proteínas estudadas nas retinas, em períodos variados de exposição à lesão. Os dados deste estudo sugerem que i) possivelmente, as células afetadas pela lesão se encontram acopladas; ii) expressam proteínas reguladoras do ciclo celular. Levando em consideração o conjunto de resultados, sugerimos que é possível induzir ou prevenir a reentrada do ciclo celular em células pós-mitóticas da retina, controlando o acoplamento mediado pelas proteínas formadoras das JC. / Communication in the nervous system can occur directly between the cells through structures known as gap junction (GJ) channels. These channels allow the passage of small molecules up to 1 kDa and are composed of protein subunits named connexins (Cxs). Cell communication through GJ plays an important role during the development and visual signaling. Furthermore, cell coupling provided by the GJs has been related to processes of survival/cell death. Similarly, in addition to the classic role of cyclins and cyclins dependent kinases (CDKs) in the cell cycle regulation and differentiation, they are also involved in neurodegenerative processes. Recent studies have demonstrated the reentry of apoptotic post mitotic neurons in the cell cycle. In this context, we analyzed the gene and protein expression of Cxs and cyclins after lesions in the visual system, specifically in the retina. For this purpose, a mechanic trauma was induced in the retina, which represents a model that allows us to visualize the lesion focus, penumbra and adjacent areas. Using combined techniques, such as the real time polymerase chain reaction (real-time PCR), Western blot and immunohistochemistry, we evaluated the spatio-temporal expression of these genes and their encoded proteins at different times post-lesion. The real-time PCR revealed no modulation of the Cx36 gene expression for all the times post-lesion analyzed. Our results showed increase in the Cx43 transcripts one, three and seven days post-lesion. The immunohistochemistry analysis indicated redistribution of Cx36 in response to the lesion in different times. On the other hand, Cx43 presented evident increased expression in the focus and penumbra areas of the lesion one, three and seven days post-lesion. In our experiments we could observe that cyclin D1 is expressed in cells located close to the lesion focus one and three days post-lesion, while cyclin B1 is expressed in these cells only one day post-lesion. The Western blot analysis did not show changes on the protein levels evaluated in this study in any of the post-lesion times analyzed. Data obtained from this study suggest i) the cells affected by the lesion are possibly coupled by GJ; ii) these cells express protein regulators of cell cycle. Altogether, the results indicate that it is possible to induce or prevent the reentry of post mitotic cells of the retina in the cell cycle, by controlling cell coupling provided by GJ.

Os gânglios da raiz dorsal (GRD) armazenam neurônios TrkA-positivos. A percepção e transmissão de estímulos por estes neurônios dependem de uma neuritogênese adequada. Miosina (MioVa) é expressa no tecido nervoso e está presente em neuritos, corpo celular e cone de crescimento. Caracterizamos o padrão de expressão de MioVa na neuritogênese de células TrkA-positivas do GRD de galinha in vivo e in vitro. In vivo, MioVa é expressa em células que não começaram a emitir neuritos em HH25, e sua expressão persiste por toda neuritogênese. In vitro, é recrutada para o processo de re-emissão de neuritos de neurônios TrkA positivos na presença de NGF, sendo expressa em neuritos em diferentes estádios de neo-neuritogênese. Nos ensaios funcionais, observamos que a superexpressão do domínio globular de MioVa em culturas de GRD com 10 ou 100ng/ml de NGF reduz a população de células com neuritos longos e aumenta a população de células com neuritos curtos ou sem neuritos. Em conjunto, estes dados sugerem que a MioVa é importante para o estabelecimento de neuritos nociceptores. / The dorsal root ganglia (DRG) harbor the TrkA-positive neurons. The stimuli perception and transmission by these neurons depend on a proper neuritogenesis. Myosin (MyoVa) is widely expressed in nervous tissue and is present in neurites, cell body and growth cone. Here, we characterized the MyoVa expression pattern in chicken DRG TrkA-positive cells neuritogenesis, in vivo and in vitro. In vivo, at stage HH25, MyoVa was present both in cells with and without neurites and its expression persists throughout neuritogenesis. In vitro, it is recruited for the regeneration process and TrkA-positive neurons neurites re-emission in the presence of NGF, being expressed in neurites at different stages of neo-neuritogenesis. In functional assays, we observed that MyoVa globular tail overexpression in GRD cultures maintained with 10 or 100ng/ml NGF reduces the number of neurons with long neurites and increased the number of neurons with short neurites or no neurites. Taken together, these results suggest that Myosin Va is important for the establishment of nociceptor neurites.

O ciclo de vida de Dictyostelium discoideum é composto de duas fases independentes. Durante o crescimento vegetativo, as amebas crescem isoladas até que a fonte de nutrientes seja esgotada. A carência nutricional induz sua entrada num processo de desenvolvimento, que inclui a parada do crescimento, a agregação das células e a formação de um organismo multicelular onde as células se diferenciam em esporos que sobrevivem as condições desfavoráveis. A proteína quinase YakA é requerida para a transição entre o crescimento e o desenvolvimento. YakA regula os níveis da PKA. Mutantes yakA- apresentam o crescimento acelerado, são deficientes no processo de agregação e são hiper-sensíveis a estresse oxidativo e nitrosoativo. Uma mutação em um segundo sítio em keaA, suprime a morte induzida por SNP (um gerador de óxido nítrico) no mutante yakA-. O papel de keaA foi determinado em resposta a estresse oxidativo, nitrosoativo e carênica nutricional. O gene keaA é necessário para o crescimento e desenvolvimento. Uma mutação em keaA confere resistência a estresse nitrosoativoloxidativo confirmando que uma mutação em keaA confere resistência a estresse. Um segundo supressor da morte induzida por SNP no mutante yakA- foi isolado pela mesma técnica de REMI e identificado como pkaC um regulador da resposta a estresse. YakA e PKA integradam a resposta a vários estresse em Dictyostelium. Os resultados indicam que a yakA regula a parada do ciclo celular em resposta a estresses através da modulação de keaA. keaA regula, por sua vez, a expressão da pkaC, um regulador chave da produção de cAMP e do processo de desenvolvimento. A interação gênica entre estes elementos é complexa e deve ser ajustada para permitir que as células sobrevivam a mudanças ambientais encontradas durante o seu ciclo de vida. / Dictyostelium discoideum\'s life cycle is composed of two phases. During the vegetative phase, amoebae grow as single cells until the nutrients are depleted. Starvation induces a developmental program where isolated amoebae adopt a multicellular mode of living and differentiate into spores to survive the harsh conditions. The protein Kinase YakA is required for the growth to development transition. YakA regulates the leveis of PKA. yakA null cells have a faster cell cycle, are aggregation deficient and are hypersensitive to nitrosoative/oxidative stress. A second-site mutation in keaA, supresses the death induced by SNP, a generator of nitric oxide. The role for keaA has been determined in response to oxidative, nitrosoative and nutrient starvation stresses. keaA is required for proper growth and development. The keaA- cells are more resistant to nitrosoative and oxidative stress confirming that a mutation in keaA confers stress resistance. A second supressor of the death induced by SNP in the mutant yakA- was isolated with REMI and identified pkaC as a regulator of the nitrosoative stress response. YakA and PKA may integrate the responses to several stresses in Dictyostelium. The results indicate that yakA regulates the cell cycle arrest in response to stress through the modulation of keaA. KeaA regulates the expression of pkaC, a key regulator of cAMP prodution and development. Genetic interactions among these elements is complex and must be finely tuned in the many environmental changes cells endure during the life cycle.

Este estudo teve como objetivo avaliar a expressão hipocampal de proteínas e de RNAm das Cx43 e Cx36 no modelo de epilepsia do lobo temporal (ELT) induzido por pilocarpina. Além disso, os efeitos do bloqueador de canais de junções comunicantes (CJC), carbenoxolona (CBX), foram avaliados por eletrofisiologia durante o período de status epilepticus. Os dados referentes à Cx43 demonstraram redução dos níveis proteicos no período latente (p<0,05) e aumento no período crônico do modelo (p<0,01). Os níveis de RNAm de Cx43 não sofreram alterações. Tanto os níveis proteicos quanto os de RNAm de Cx36 não se alteraram. Os dados eletrofisiológicos mostraram redução da potência na banda de frequência entre 15 e 30 Hz no eletrocortigrama, além de redução da amplitude relativa dos potenciais epileptiformes. Foi observado ainda que o grupo tratado com CBX passou a apresentar períodos flat antecipadamente. Os dados deste estudo sugerem um importante papel dos CJC na ELT induzida por pilocarpina, contribuindo para o conhecimento da regulação destes canais na epilepsia. / In this study, the hippocampal protein and mRNA levels of Cx43 and Cx36 were investigated in the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy (TLE). In addition, the effects of a gap junction (GJ) blocker (carbenoxolone-CBX) on pilocarpine-induced status epilepticus (SE) were also evaluated by electrophysiological recordings. Our results on Cx43 showed reduction of protein levels in the latent period (p<0.05) and increase in the chronic period of the model (p<0.01), whereas no changes were observed in the mRNA levels. Both protein and mRNA levels of Cx36 showed no changes. The electrophysiological recordings indicated that CBX promoted a marked reduction of power in the 15-30 Hz electrocorticographic frequency. Decrease in the amplitude of the epileptiform potentials was also seen, in addition to anticipation of occurrence of flat periods in the group treated with CBX. Data obtained from this study suggest an important role for GJ channels in the pilocarpine-induced TLE, contributing to a greater understanding of the regulation of these channels in the epilepsy.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Corynebacterium diphtheriae é um importante patógeno humano e agente causal da difteria. Embora seja observada uma redução mundial no número de casos da doença, a difteria permanece endêmica em muitos países e surtos são esporadicamente notificados. No Brasil, o último surto ocorreu no estado no Maranhão e revelou mudanças em aspectos clínico-epidemiológicos da doença. Diferentemente da maioria das cepas de difteria brasileiras, que pertencem ao biovar mitis, nesse surto dois diferentes pulsotipos de C. diphtheriae biovar intermedius foram isolados. Além disso, sinais patognomônicos da doença não foram relatados em parte dos casos. C. diphtheriae também vem sendo relacionado com quadros de infecções invasivas, apesar de ser reconhecido como patógeno tipicamente extracelular. Em conjunto, estas mudanças no perfil das infecções por C. diphtheriae sugerem a existência de outros fatores de virulência além da produção da toxina diftérica. Neste sentindo, foram realizadas análises de tipagem molecular e de genômica comparativa para avaliar a diversidade genética e o potencial de virulência de cepas de C. diphtheriae isoladas de difteria clássica e infecções invasivas. Os resultados obtidos demonstram a circulação de diferentes clones invasores no Brasil. Além disso, revelaram diferenças marcantes na presença e na composição de ilhas de patogenicidade entre as amostras, bem como nos genes sob regulação do DtxR e nas sequências dos corinefagos integradas ao cromossomo bacteriano. Uma vez que o potencial invasor bacteriano e a persistência no ambiente podem estar relacionados à tolerância ao estresse oxidativo, foram procurados nos genomas sequenciados, genes possivelmente envolvidos neste processo. Dentre estes, os genes DIP0906, predito como gene de resistência ao oxidante telurito (TeO32-), e DIP1421, codificador do regulador transcricional OxyR, foram caracterizados funcionalmente e tiveram seus papéis na patogenicidade investigados. Ensaios in vivo utilizando o nematódeo Caenorhabditis elegans demonstraram que ambos são importantes para a virulência de C. diphtheriae. Além da resistência ao TeO32, DIP0906 parece contribuir para a resistência ao peróxido de hidrogênio (H2O2) e para a viabilidade no interior de células respiratórias humanas. Já OxyR, além de controlar negativamente a resposta ao H2O2, parece estar envolvido com a ligação de C. diphtheriae a proteínas plasmáticas e de matriz extracelular. Adicionalmente, foi investigada resistência e a capacidade de adaptação de C. diphtheriae frente a agentes oxidantes, através da indução de resposta adaptativa e/ou resistência cruzada e da formação de biofilme. As cepas de C. diphtheriae apresentaram diferentes níveis de resistência e um comportamento heterogêneo na presença dos agentes oxidantes, o que sugere a existência de diferentes estratégias de sobrevivência e adaptação de C. diphtheriae nas condições de estresse oxidativo. / Corynebacterium diphtheriae is an important human pathogen and the main causal agent of diphtheria. Although a reduction in the number of diphtheria cases is observed worldwide, diphtheria remains endemic in many countries and outbreaks are still reported sporadically. In Brazil, the last outbreak occurred in Maranhão and revealed changes in clinical and epidemiological diphtheria aspects. Despite most Brazilian C. diphtheriae belong to mitis biovar, in this outbreak were isolated two different pulsotypes of C. diphtheriae biovar intermedius. Furthermore, diphtheria pathognomonic features were absent in some cases. C. diphtheriae has also been associated with invasive infections, although typically recognized as extracellular pathogen. Together, these changes in profile of C. diphtheriae infections suggest the existence of other virulence factors besides the diphtheria toxin. In order to access the genetic diversity and the potential virulence of C. diphtheriae strains isolated from classical diphtheria and invasive infections, molecular typing and comparative genomics analyzes were conducted. The results demonstrated the circulation of different invasive clones in Brazil. Furthermore, they revealed differences in the presence and in the gene content of pathogenicity islands among C. diphtheriae strains. Differences were also found in DtxR regulon and in corynephages sequences. Once the bacterial invasiveness and persistence in the environment may be related to the tolerance to oxidative stress, determinants involved in this process were searched in C. diphtheriae genomes. Among these, the genes DIP0906, predicted as tellurite (TeO32-) resistance gene and DIP1421, an oxyR homolog, were characterized. Moreover, their roles in diphtheria bacilli pathogenesis were investigated. In vivo assays, using the nematode Caenorhabditis elegans, showed that both genes are important for C. diphtheriae virulence. DIP0906 seems to contribute to the resistance to hydrogen peroxide (H2O2) and to intracellular survival in human respiratory cells, besides involved in resistance to TeO32-. OxyR negatively controls the H2O2 response and appears to be involved with C. diphtheriae binding to plasma and extracellular matrix proteins. Additionally, bacterial resistance and adaptation, through the induction of adaptive response and / or cross-resistance and biofilm formation, of C. diphtheriae strains against oxidative agents were investigated. C. diphtheriae strains showed different oxidative resistance levels and a heterogeneous behavior in the presence of the agents, which suggest the existence of different strategies for adaptation of diphtheria bacilli under oxidative stress conditions.

Orientador: Prof. Dr. Anderson Orzari Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / O cancer e uma doenca caracterizada pelo crescimento desordenado de celulas com potencial invasivo. Diversos tratamentos podem ser empregados para a doenca, dentre eles, a terapia fotodinamica, pela qual se utiliza, como agentes terapeuticos, um fotossensibilizador (FS), luz em comprimento de onda especifico e oxigenio. Este projeto tem como principal objetivo o estudo biologico de novos derivados de ftalocianinas para o emprego como fotossensibilizadores em Terapia Fotodinamica. Foram estudados macrociclos com ligantes perifericos derivados do acido glicolico ou do acido latico, e que contem zinco ou rutenio como atomo central sintetizados pelo grupo sobre uma linhagem de adenocarcinoma mamario humano (MCF7). Nos estudos com irradiacao de luz verificamos uma diminuicao da porcentagem de celulas viaveis, sendo os compostos pouco toxicos no escuro, podendo-se utilizar desde concentracoes baixas como 1 ¿ÊM ate concentracoes altas como 100 ¿ÊM. Observamos que quanto maior o tempo de contato entre os compostos e as celulas (no escuro), mais toxico se torna o composto, sendo o melhor tempo de incubacao de 2 horas, isto se deve aos efeitos agudos ocasionados por esta exposicao. Comparando as quatro ftalocianinas estudadas, concluimos que a estrutura que contem acido glicolico e zinco como metal central foi a que apresentou resultados mais promissores em todos os aspectos, principalmente nas analises de fototoxicidade que se relacionam a Terapia Fotodinamica, sendo que a viabilidade em relacao ao controle decaiu aproximadamente 50%. Pelos dados obtidos, pode-se inferir que, em uma unica sessao de irradiacao de luz, a morte celular foi de aproximadamente 20 a 30% para todas as ftalocianinas estudadas. / Cancer is a disease characterized by uncontrolled growth of cells. Some treatments are actually employed for the disease, including photodynamic therapy, which uses, as therapeutic agents, a photosensitizer (PS), light at a specific wavelength and the oxygen molecule near or inside the cells. In this project, the main objective is to study new phthalocyanine derivatives for their use as photosensitizers in photodynamic therapy. We studied phthalocyanines modified with glycolic or lactic acid in their peripheral positions, and with zinc or ruthenium as a central metal synthesized by our group on a human mammary adenocarcinoma line (MCF7). Our results revealed a good phototoxicity under irradiation and a low toxicity in the dark for all the studied compounds, from low concentrations such as 1 uM to the higher ones such as 100 uM. Comparing the studied phthalocyanines, we conclude that the structure containing glycolic acid and zinc as the central metal showed the most promising results in all aspects, especially in phototoxicity tests, where we observed a decrease in about 50% of cell viability after irradiation. According with our results, a single light irradiation session can promote approximately 20 to 30% of cell death for all studied phthalocyanines.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Corynebacterium diphtheriae é um importante patógeno humano e agente causal da difteria. Embora seja observada uma redução mundial no número de casos da doença, a difteria permanece endêmica em muitos países e surtos são esporadicamente notificados. No Brasil, o último surto ocorreu no estado no Maranhão e revelou mudanças em aspectos clínico-epidemiológicos da doença. Diferentemente da maioria das cepas de difteria brasileiras, que pertencem ao biovar mitis, nesse surto dois diferentes pulsotipos de C. diphtheriae biovar intermedius foram isolados. Além disso, sinais patognomônicos da doença não foram relatados em parte dos casos. C. diphtheriae também vem sendo relacionado com quadros de infecções invasivas, apesar de ser reconhecido como patógeno tipicamente extracelular. Em conjunto, estas mudanças no perfil das infecções por C. diphtheriae sugerem a existência de outros fatores de virulência além da produção da toxina diftérica. Neste sentindo, foram realizadas análises de tipagem molecular e de genômica comparativa para avaliar a diversidade genética e o potencial de virulência de cepas de C. diphtheriae isoladas de difteria clássica e infecções invasivas. Os resultados obtidos demonstram a circulação de diferentes clones invasores no Brasil. Além disso, revelaram diferenças marcantes na presença e na composição de ilhas de patogenicidade entre as amostras, bem como nos genes sob regulação do DtxR e nas sequências dos corinefagos integradas ao cromossomo bacteriano. Uma vez que o potencial invasor bacteriano e a persistência no ambiente podem estar relacionados à tolerância ao estresse oxidativo, foram procurados nos genomas sequenciados, genes possivelmente envolvidos neste processo. Dentre estes, os genes DIP0906, predito como gene de resistência ao oxidante telurito (TeO32-), e DIP1421, codificador do regulador transcricional OxyR, foram caracterizados funcionalmente e tiveram seus papéis na patogenicidade investigados. Ensaios in vivo utilizando o nematódeo Caenorhabditis elegans demonstraram que ambos são importantes para a virulência de C. diphtheriae. Além da resistência ao TeO32, DIP0906 parece contribuir para a resistência ao peróxido de hidrogênio (H2O2) e para a viabilidade no interior de células respiratórias humanas. Já OxyR, além de controlar negativamente a resposta ao H2O2, parece estar envolvido com a ligação de C. diphtheriae a proteínas plasmáticas e de matriz extracelular. Adicionalmente, foi investigada resistência e a capacidade de adaptação de C. diphtheriae frente a agentes oxidantes, através da indução de resposta adaptativa e/ou resistência cruzada e da formação de biofilme. As cepas de C. diphtheriae apresentaram diferentes níveis de resistência e um comportamento heterogêneo na presença dos agentes oxidantes, o que sugere a existência de diferentes estratégias de sobrevivência e adaptação de C. diphtheriae nas condições de estresse oxidativo. / Corynebacterium diphtheriae is an important human pathogen and the main causal agent of diphtheria. Although a reduction in the number of diphtheria cases is observed worldwide, diphtheria remains endemic in many countries and outbreaks are still reported sporadically. In Brazil, the last outbreak occurred in Maranhão and revealed changes in clinical and epidemiological diphtheria aspects. Despite most Brazilian C. diphtheriae belong to mitis biovar, in this outbreak were isolated two different pulsotypes of C. diphtheriae biovar intermedius. Furthermore, diphtheria pathognomonic features were absent in some cases. C. diphtheriae has also been associated with invasive infections, although typically recognized as extracellular pathogen. Together, these changes in profile of C. diphtheriae infections suggest the existence of other virulence factors besides the diphtheria toxin. In order to access the genetic diversity and the potential virulence of C. diphtheriae strains isolated from classical diphtheria and invasive infections, molecular typing and comparative genomics analyzes were conducted. The results demonstrated the circulation of different invasive clones in Brazil. Furthermore, they revealed differences in the presence and in the gene content of pathogenicity islands among C. diphtheriae strains. Differences were also found in DtxR regulon and in corynephages sequences. Once the bacterial invasiveness and persistence in the environment may be related to the tolerance to oxidative stress, determinants involved in this process were searched in C. diphtheriae genomes. Among these, the genes DIP0906, predicted as tellurite (TeO32-) resistance gene and DIP1421, an oxyR homolog, were characterized. Moreover, their roles in diphtheria bacilli pathogenesis were investigated. In vivo assays, using the nematode Caenorhabditis elegans, showed that both genes are important for C. diphtheriae virulence. DIP0906 seems to contribute to the resistance to hydrogen peroxide (H2O2) and to intracellular survival in human respiratory cells, besides involved in resistance to TeO32-. OxyR negatively controls the H2O2 response and appears to be involved with C. diphtheriae binding to plasma and extracellular matrix proteins. Additionally, bacterial resistance and adaptation, through the induction of adaptive response and / or cross-resistance and biofilm formation, of C. diphtheriae strains against oxidative agents were investigated. C. diphtheriae strains showed different oxidative resistance levels and a heterogeneous behavior in the presence of the agents, which suggest the existence of different strategies for adaptation of diphtheria bacilli under oxidative stress conditions.