Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) é um dos principais agentes etiológicos da diarreia infantil tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Esta bactéria possui dois fatores de virulência comprovadamente envolvidos na patogênese, intimina e bundle-forming pilus (BFP). Este patotipo está dividido em EPEC típica e EPEC atípica, ambos apresentam uma ilha de patogenicidade cromossomal denominada locus of enterocyte effacement (região LEE) onde está localizado o gene eae (E. coli attachment effacement), que codifica a intimina, uma proteína de membrana externa que medeia a adesão íntima da bactéria ao enterócito. Diferente da EPEC típica, as cepas de EPEC atípica não possuem o plasmídeo EAF (EPEC adherence factor) no qual encontra-se o operon bfp (bundle forming pilus) constituído por 14 genes incluindo bfpA o qual codifica a bundlina (BfpA), principal subunidade da fímbria Bfp, que possibilita a agregação bacteriana. Na infecção por EPEC ocorre grave disfunção da barreira epitelial, e uma das conseqüências é a inflamação. Na literatura, é bem descrito a interação entre as proteínas efetoras de EPEC com as células epiteliais e os processos iniciais da interação bactéria à célula hospedeira. Entretanto, poucos são os estudos que analisam a produção de citocinas em infecções por EPEC ou suas moléculas efetoras com relação a ativação de macrófagos, fundamentais para o controle do processo inflamatório e geração da resposta imune durante esta infecção. A análise das citocinas produzidas constitui uma parte importante da resposta imune e representa a tentativa do hospedeiro em lidar com um determinado microrganismo. Em função disto analisou-se o papel da intimina e do BfpA na capacidade de ativar a resposta inata mediada por macrófagos in vitro, onde avaliou-se a produção de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1, IL-6 e IL-12), citocina antiinflamatória (IL-10) e quimiocina (MCP-1). Os resultados demonstraram que as proteínas recombinantes intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos, de forma dose dependente, produzindo TNF-α, IL-12 e IL-6, IL-10 e MCP-1, mas não IL-1β. Neste estudo não foi observado efeito sinérgico na produção de citocinas pró-inflamatórias ao associar intimina e BfpA, entretanto em dose mais elevada potenciou a produção de IL-10, um mediador antiinflamatório. O efeito imune obtido foi atribuído majoritariamente a estas proteínas uma vez que o tratamento destas com polimixina B não alterou a produção de TNF-α. Conclui-se que intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos durante a resposta inata podendo colaborar para o controle do processo inflamatório durante a infecção por EPEC. / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a common cause of childhood diarrhea in developed countries as well as developing countries. This bacterium has two proven virulence factors involved in pathogenesis, intimin and bundle-forming pilus (BFP). This pathotype EPEC is divided into typical and atypical EPEC, both having a chromosomal pathogenicity island called locus of enterocyte effacernent (LEE region) which contains the gene eae (E. coli attachment effacement). eae encodes intimin, an outer membrane protein that mediates the intimate adherence of bacteria to the enterocyte. Unlike typical EPEC, atypical EPEC strains do not possess the plasmid EAF (EPEC adherence factor) which is in the operon bfp (bundle forming pilus) consisting of 14 genes including bfpA, which encodes bundlin (BfpA), the main subunit of BFP allowing bacterial aggregation. EPEC infection occurs in severe dysfunction of the epithelial barrier, and one consequence is inflammation. In the literature, the interaction between effector proteins of EPEC and epithelial cells and the initial processes of bacterial interaction with the host cell are well described. However, there are few studies that have examined cytokine production in EPEC infections or their effector molecules with respect to macrophage activation, essential for controlling inflammation and immune response during this infection. The production of cytokines is an important part of the immune response and represents the host\'s attempt to deal with a particular microorganism. Therefore, we examined in vitro the role of intimin and BfpA in the ability to activate the innate response mediated by macrophages, where we analyzed the production of the proinflammatory cytokines TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-12, and the antiinflammatory cytokine IL-10 and chemokine MCP-1. The results show that recombinant intimin and BfpA are potent activators of macrophages in a dose-dependent manner, where the stimulated cells produce TNF-α, IL-12 and IL-6, IL-10 and MCP-1, but not IL-1β. In this study, no synergistic effect was observed in the production of proinflammatory cytokines by combining BfpA and intimin, although production of IL-10, an antiinflammatory mediator, was potentiated at a higher dose. The effect obtained was largely attributed to these proteins, as the treatment of proteins with polymyxin B did not alter the production of TNF-α. We conclude that intimin and BfpA are potent activators of macrophages during the innate response and may contribute to the control of inflammation during infection with EPEC.

Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) é um dos principais agentes etiológicos da diarreia infantil tanto em países desenvolvidos como em países em desenvolvimento. Esta bactéria possui dois fatores de virulência comprovadamente envolvidos na patogênese, intimina e bundle-forming pilus (BFP). Este patotipo está dividido em EPEC típica e EPEC atípica, ambos apresentam uma ilha de patogenicidade cromossomal denominada locus of enterocyte effacement (região LEE) onde está localizado o gene eae (E. coli attachment effacement), que codifica a intimina, uma proteína de membrana externa que medeia a adesão íntima da bactéria ao enterócito. Diferente da EPEC típica, as cepas de EPEC atípica não possuem o plasmídeo EAF (EPEC adherence factor) no qual encontra-se o operon bfp (bundle forming pilus) constituído por 14 genes incluindo bfpA o qual codifica a bundlina (BfpA), principal subunidade da fímbria Bfp, que possibilita a agregação bacteriana. Na infecção por EPEC ocorre grave disfunção da barreira epitelial, e uma das conseqüências é a inflamação. Na literatura, é bem descrito a interação entre as proteínas efetoras de EPEC com as células epiteliais e os processos iniciais da interação bactéria à célula hospedeira. Entretanto, poucos são os estudos que analisam a produção de citocinas em infecções por EPEC ou suas moléculas efetoras com relação a ativação de macrófagos, fundamentais para o controle do processo inflamatório e geração da resposta imune durante esta infecção. A análise das citocinas produzidas constitui uma parte importante da resposta imune e representa a tentativa do hospedeiro em lidar com um determinado microrganismo. Em função disto analisou-se o papel da intimina e do BfpA na capacidade de ativar a resposta inata mediada por macrófagos in vitro, onde avaliou-se a produção de citocinas pró-inflamatórias (TNF-α, IL-1, IL-6 e IL-12), citocina antiinflamatória (IL-10) e quimiocina (MCP-1). Os resultados demonstraram que as proteínas recombinantes intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos, de forma dose dependente, produzindo TNF-α, IL-12 e IL-6, IL-10 e MCP-1, mas não IL-1β. Neste estudo não foi observado efeito sinérgico na produção de citocinas pró-inflamatórias ao associar intimina e BfpA, entretanto em dose mais elevada potenciou a produção de IL-10, um mediador antiinflamatório. O efeito imune obtido foi atribuído majoritariamente a estas proteínas uma vez que o tratamento destas com polimixina B não alterou a produção de TNF-α. Conclui-se que intimina e BfpA são potentes ativadores de macrófagos durante a resposta inata podendo colaborar para o controle do processo inflamatório durante a infecção por EPEC. / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a common cause of childhood diarrhea in developed countries as well as developing countries. This bacterium has two proven virulence factors involved in pathogenesis, intimin and bundle-forming pilus (BFP). This pathotype EPEC is divided into typical and atypical EPEC, both having a chromosomal pathogenicity island called locus of enterocyte effacernent (LEE region) which contains the gene eae (E. coli attachment effacement). eae encodes intimin, an outer membrane protein that mediates the intimate adherence of bacteria to the enterocyte. Unlike typical EPEC, atypical EPEC strains do not possess the plasmid EAF (EPEC adherence factor) which is in the operon bfp (bundle forming pilus) consisting of 14 genes including bfpA, which encodes bundlin (BfpA), the main subunit of BFP allowing bacterial aggregation. EPEC infection occurs in severe dysfunction of the epithelial barrier, and one consequence is inflammation. In the literature, the interaction between effector proteins of EPEC and epithelial cells and the initial processes of bacterial interaction with the host cell are well described. However, there are few studies that have examined cytokine production in EPEC infections or their effector molecules with respect to macrophage activation, essential for controlling inflammation and immune response during this infection. The production of cytokines is an important part of the immune response and represents the host\'s attempt to deal with a particular microorganism. Therefore, we examined in vitro the role of intimin and BfpA in the ability to activate the innate response mediated by macrophages, where we analyzed the production of the proinflammatory cytokines TNF-α, IL-1, IL-6 and IL-12, and the antiinflammatory cytokine IL-10 and chemokine MCP-1. The results show that recombinant intimin and BfpA are potent activators of macrophages in a dose-dependent manner, where the stimulated cells produce TNF-α, IL-12 and IL-6, IL-10 and MCP-1, but not IL-1β. In this study, no synergistic effect was observed in the production of proinflammatory cytokines by combining BfpA and intimin, although production of IL-10, an antiinflammatory mediator, was potentiated at a higher dose. The effect obtained was largely attributed to these proteins, as the treatment of proteins with polymyxin B did not alter the production of TNF-α. We conclude that intimin and BfpA are potent activators of macrophages during the innate response and may contribute to the control of inflammation during infection with EPEC.

abstract: In the United States, Escherichia coli O157:H7 (E. coli O157:H7) is the most frequent cause of hemolytic uremic syndrome (HUS) and it is also the primary cause of acute renal failure in children. The most common route of the infection is ingestion of contaminated meat or dairy product originating from cattle or vegetables contaminated with bovine manure. Since cattle are the main reservoir for human infection with E. coli O157:H7, the reduction of intestinal colonization by these bacteria in cattle is the best approach to prevent human infections. Intimin is an outer membrane protein of E. coli O157:H7 that plays an important role in adhesion of the bacteria to the host cell. Hence, I proposed to express intimin protein in tomato plants to use it as a vaccine candidate to reduce or prevent intestinal colonization of cattle with E. coli O157:H7. I expressed His-tagged intimin protein in tomato plants and tested the purified plant-derived intimin as a vaccine candidate in animal trials. I demonstrated that mice immunized intranasally with purified tomato-derived intimin produced intimin-specific serum IgG1and IgG2a, as well as mucosal IgA. I further demonstrated that mice immunized with intimin significantly reduced time of the E. coli O157:H7 shedding in their feces after the challenge with these bacteria, as compared to unimmunized mice. Shiga toxin is the major virulence factor that contributes to HUS. Since Shiga toxin B subunit has an important role in the attachment of the toxin to its receptor, I fused intimin to Shiga toxin B subunit to create multivalent subunit vaccine and tested the effects upon immunization of mice with the B subunit when combined with intimin. His-tagged intimin, Shiga toxin B subunit, and Shiga toxin-intimin fusion proteins were expressed in E. coli and purified. I demonstrated that this multivalent fusion protein vaccine candidate elicited intimin- and Shiga toxin B-specific IgG1, IgG2a, and IgA antibodies in mice. I also showed a reduction in the duration of the bacterial shedding after the challenge compared to the control sham-immunized groups. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Plant Biology 2010

Fresh produce is increasingly associated with foodborne outbreaks. In order to develop effective intervention and measures to reduce microbial risks, it is essential to attain a better understand the mechanisms of attachment of foodborne pathogens to fruits and vegetables. Using lettuce as a model, the attachment of Escherichia coli O157:H7 to produce surfaces was studied. Strains expressing various extracellular proteins (curli, O157-antigen, and intimin) known to influence attachment of E. coli to intestinal cells were evaluated for their physicochemical properties and ability to adhere to cut edge and whole leaf lettuce. Escherichia coli O157:H7 strains included: 0018, 43894 and 43895 (curli producing and non-producing); 86-24 (WT), F-12 (O157-antigen negative), pRFBE (O-antigen replaced on plasmid); and 86-24, 86-24Ã eae10 (intimin negative). The eleven strains were surveyed for their hydrophobicity and cell charge using hydrophobic interaction chromatography (HIC) and electrostatic interaction chromatography (ESIC) techniques. Iceberg lettuce squares (2 x 2 cm) were inoculated with E. coli O157:H7 strains separately (7.0 log CFU/square) and dried in a laminar flow hood. Lettuce was sampled before (unrinsed) and after being rinsed twice with sterile de-ionized water (rinsed). Strips (2 mm wide) of each cut edge of the lettuce were aseptically removed. Cut-edge and whole-leaf samples were homogenized and spiral plated onto Luria-Bertani agar, supplemented with nalidixic acid (50ppm), to assess levels of bacteria remaining on the lettuce leaf after rinsing. The rinse steps were not effective in significantly removing bacteria from lettuce (p>0.05). Curli-producing and non-producing strains preferentially attached to cut edge versus the whole leaf portions of lettuce (p<0.05); however the 86-24 strains showed no preference for attachment. With the exception of 0018 curli-producing and non-producing strains, presence/absence of extracellular proteins surveyed did not influence attachment of E. coli O157:H7 to either cut edge or whole leaf lettuce. There was significantly greater attachment of the curli-producing 0018 strain over the curli non-producing 0018 strain to cut and whole lettuce surfaces (p<0.05). Production of curli and O-polysaccharide significantly increased (p<0.05) the cell's overall hydrophobicity of the cell; however this did not affect attachment (p<0.05). The overall cell charge of all strains was negative; however, charge did not affect attachment of E. coli O157:H7 to lettuce. The presence of extracellular appendages (curli, O157-antigen, intimin) as well as hydrophobicity and cell charge properties had no affect on attachment of the cell to lettuce. / Ph. D.

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A diarréia é um importante problema de saúde pública no mundo inteiro e a Escherichia coli é um dos mais freqüentes microorganismos causadores desta doença. A Escherichia coli enteropatogênica (EPEC), um dos principais agentes etiológicos das diarréias infantis no nosso país, é genética e fenotipicamente relacionada com a E. coli enterohemorrágica (EHEC) que além de provocar diarréia é responsável por complicações como síndrome hemolítica urêmica (HUS) e colite hemorrágica (HC). Embora a EHEC seja considerada emergente pela OMS, no Brasil poucos casos de complicações como HUS e HC foram reportados. O mecanismo de patogenicidade comum entre EPEC e EHEC é conhecido como a lesão \"attaching and effacing\" nos microvilos do enterócito. Esta lesão é mediada por um conjunto de fatores de virulência, dentre eles a intimina. A intimina é uma proteína de membrana externa, responsável pelo íntimo contato da bactéria com o enterócito, possui uma região N-terminal que é altamente conservada e uma região C-terminal que é variável. De acordo com a região variável, existem vários subtipos de intimina, dentre eles as intiminas &#945; &#946; e &#947;. Uma infecção por EPE-C ou EHE-C induz a uma resposta de anticorpos anti-intimina no soro e no colostro. No presente trabalho, foram determinados os anticorpos contra as regiões variáveis &#945; &#946; e &#947; e a região conservada em 100 amostras de soro e em 54 colostros de adultos saudáveis da Grande São Paulo. As concentrações de IgG sérico e de IgA secretora foram determinadas por ELISA utilizando como antígeno proteínas purificadas obtidas de bactérias recombinantes de cada intimina e os resultados foram submetidos a análise estatística. Foram também realizadas absorções com as bactérias recombirrantes e ensaios de inibição de adesão. Primeiramente observamos que nossa população apresenta anticorpos séricos e secretores reativos com a região conservada e as regiões variáveis das intiminas &#945; &#946; e &#947;, e que existe uma correlação positiva entre os, diferentes grupos de dados, mostrando assim uma reatividade cruzada parcial entre os anticorpos anti-intiminas, este fato foi confirmado com as absorções e com os ensaios de adesão. A concentração de anticorpos IgA no colostro é mais alta que IgG no soro e a concentração de anticorpos anti-região conservada da intimina no soro se encontra elevada quando comparada com as outras três determinações. Em ensaio de adesão em células HEp-2, foi verificado que anticorpos anti-região variável inibem a adesão de EPEC 0127:H6 numa porcentagem maior que os anticorpos anti-região conservada. Apresença de anticorpos anti-região variável da intimina &#947; sugere mais uma vez a possível proteção contra a EHEC. Em conjunto, nossos resultados corroboram com a idéia de que nossa população desenvolve uma imunidade natural resultante da exposição a linhagens de E. Coli ou outras bactérias presentes no ambiente, que confere uma proteção contra. EHEC, mesmo não sendo esta bactéria tão freqüente no nosso meio. / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a leading cause of infantile diarrhea in developing countries, and has many genetic and antigenic similarittes with enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC). EHEC can cause a variety of uman illnesses ranging from uncomplicated diarrhea to haemorrhagic colitis and haemolytic uremic syndrome. EHEC strains share with EPEC the ability to induce the attaching and effacing lesion (A/E) onto the human enterocyte membrane mediated by virulence factors codified by the patogenicity island LEE, as the type III secretion system, Esps, intimin and Tir. The infection with EPEC and EHEC induces the production of antibodies reactive with these virulence factors. Intimin is an outer membrane protein that mediates intimate attachment in the host cells, upon interaction with its- translocated receptor Tir. This protein shows high conservationin the N-terminal region and variability in the last C-terminal 280 amino acids. Many subtypes of intimins, like &#945;, &#946; and &#947;, were described according to the variable region. In this work we determined the concentration of IgG antibodies in 100 serum samples and IgA antibodies in 54 colostrum samples reactive with the variable regions &#945;, &#946; and &#947; intimins and the conserved region in healthy Brazilian adutts, living in São Paulo. The concentrations of seric IgG and secretor IgA anti-intimin antibodies were determined by ELISA with purified proteins obtained from recombinant bacteria expressing the conserved and the variable regions, and then the results were submitted to statistical analysis. Some absorptions and adhesion assays were performed with the aim of investigate cross reactions among the various antibodies. Firstly we observed that our poputation has seric and secretory antibodies reactive with conserved and variable regions of &#945;, &#946; and &#947; intimins, and there are a positive correlation among these antibodies in serum and colostrum, showing a partial cross reactivity among anti-intimins antibodies. This was confirmed by the absorptions and adhesion assays. IgA antibodies in colostrum were higher than IgG in serum, what could be related with the profective effect of breastfeeding against EPEC infection in infants. The seric antibodies anti-conserved region were higher compared to the other three determinations. The results obtained in the adhesion assays showed that the percentage of inhibition adhesion to EPEC 0127:H6 serotype with anti-variable regions antibodies was higher than anti-conserved regions. The presence of anti-&#947; variable region suggests the possible protection against EHEC. Taken together, our results suggest that our population develop a natural immunity as a result of the direct contact with E. coli strains or other bacteria present in the environment, which confers protection against EHEC, although it is not frequent in our population.

A diarréia é um importante problema de saúde pública no mundo inteiro e a Escherichia coli é um dos mais freqüentes microorganismos causadores desta doença. A Escherichia coli enteropatogênica (EPEC), um dos principais agentes etiológicos das diarréias infantis no nosso país, é genética e fenotipicamente relacionada com a E. coli enterohemorrágica (EHEC) que além de provocar diarréia é responsável por complicações como síndrome hemolítica urêmica (HUS) e colite hemorrágica (HC). Embora a EHEC seja considerada emergente pela OMS, no Brasil poucos casos de complicações como HUS e HC foram reportados. O mecanismo de patogenicidade comum entre EPEC e EHEC é conhecido como a lesão \"attaching and effacing\" nos microvilos do enterócito. Esta lesão é mediada por um conjunto de fatores de virulência, dentre eles a intimina. A intimina é uma proteína de membrana externa, responsável pelo íntimo contato da bactéria com o enterócito, possui uma região N-terminal que é altamente conservada e uma região C-terminal que é variável. De acordo com a região variável, existem vários subtipos de intimina, dentre eles as intiminas &#945; &#946; e &#947;. Uma infecção por EPE-C ou EHE-C induz a uma resposta de anticorpos anti-intimina no soro e no colostro. No presente trabalho, foram determinados os anticorpos contra as regiões variáveis &#945; &#946; e &#947; e a região conservada em 100 amostras de soro e em 54 colostros de adultos saudáveis da Grande São Paulo. As concentrações de IgG sérico e de IgA secretora foram determinadas por ELISA utilizando como antígeno proteínas purificadas obtidas de bactérias recombinantes de cada intimina e os resultados foram submetidos a análise estatística. Foram também realizadas absorções com as bactérias recombirrantes e ensaios de inibição de adesão. Primeiramente observamos que nossa população apresenta anticorpos séricos e secretores reativos com a região conservada e as regiões variáveis das intiminas &#945; &#946; e &#947;, e que existe uma correlação positiva entre os, diferentes grupos de dados, mostrando assim uma reatividade cruzada parcial entre os anticorpos anti-intiminas, este fato foi confirmado com as absorções e com os ensaios de adesão. A concentração de anticorpos IgA no colostro é mais alta que IgG no soro e a concentração de anticorpos anti-região conservada da intimina no soro se encontra elevada quando comparada com as outras três determinações. Em ensaio de adesão em células HEp-2, foi verificado que anticorpos anti-região variável inibem a adesão de EPEC 0127:H6 numa porcentagem maior que os anticorpos anti-região conservada. Apresença de anticorpos anti-região variável da intimina &#947; sugere mais uma vez a possível proteção contra a EHEC. Em conjunto, nossos resultados corroboram com a idéia de que nossa população desenvolve uma imunidade natural resultante da exposição a linhagens de E. Coli ou outras bactérias presentes no ambiente, que confere uma proteção contra. EHEC, mesmo não sendo esta bactéria tão freqüente no nosso meio. / Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is a leading cause of infantile diarrhea in developing countries, and has many genetic and antigenic similarittes with enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC). EHEC can cause a variety of uman illnesses ranging from uncomplicated diarrhea to haemorrhagic colitis and haemolytic uremic syndrome. EHEC strains share with EPEC the ability to induce the attaching and effacing lesion (A/E) onto the human enterocyte membrane mediated by virulence factors codified by the patogenicity island LEE, as the type III secretion system, Esps, intimin and Tir. The infection with EPEC and EHEC induces the production of antibodies reactive with these virulence factors. Intimin is an outer membrane protein that mediates intimate attachment in the host cells, upon interaction with its- translocated receptor Tir. This protein shows high conservationin the N-terminal region and variability in the last C-terminal 280 amino acids. Many subtypes of intimins, like &#945;, &#946; and &#947;, were described according to the variable region. In this work we determined the concentration of IgG antibodies in 100 serum samples and IgA antibodies in 54 colostrum samples reactive with the variable regions &#945;, &#946; and &#947; intimins and the conserved region in healthy Brazilian adutts, living in São Paulo. The concentrations of seric IgG and secretor IgA anti-intimin antibodies were determined by ELISA with purified proteins obtained from recombinant bacteria expressing the conserved and the variable regions, and then the results were submitted to statistical analysis. Some absorptions and adhesion assays were performed with the aim of investigate cross reactions among the various antibodies. Firstly we observed that our poputation has seric and secretory antibodies reactive with conserved and variable regions of &#945;, &#946; and &#947; intimins, and there are a positive correlation among these antibodies in serum and colostrum, showing a partial cross reactivity among anti-intimins antibodies. This was confirmed by the absorptions and adhesion assays. IgA antibodies in colostrum were higher than IgG in serum, what could be related with the profective effect of breastfeeding against EPEC infection in infants. The seric antibodies anti-conserved region were higher compared to the other three determinations. The results obtained in the adhesion assays showed that the percentage of inhibition adhesion to EPEC 0127:H6 serotype with anti-variable regions antibodies was higher than anti-conserved regions. The presence of anti-&#947; variable region suggests the possible protection against EHEC. Taken together, our results suggest that our population develop a natural immunity as a result of the direct contact with E. coli strains or other bacteria present in the environment, which confers protection against EHEC, although it is not frequent in our population.

Intimina é o principal fator de virulência envolvido na patogênese de Escherichia coli enteropatogênica (EPEC) e de Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC). A detecção de EHEC e EPEC típica ou atípica é de fundamental importância na definição da conduta terapêutica das infecções promovidas por E. coli, que ainda são a principal causa de diarreia aguda em crianças e adultos em muitos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Anticorpos são ferramentas importantes na detecção de diversos patógenos. Neste trabalho avaliou-se a sensibilidade e especificidade dos anticorpos policlonal e monoclonal anti-intimina frente a isolados de EPEC e EHEC por immunoblotting. Os anticorpos apresentaram 100% de especificidade e a sensibilidade foi de 97%, 92% e 78%, quando se utilizou a fração enriquecida em IgG do soro de coelho, antissoro de rato e anticorpo monoclonal, respectivamente. Esse anticorpo monoclonal anti-intimina foi caracterizado como IgG2b e 1 &#181;g desse anticorpo reconheceu 0,6 &#181;g de intimina purificada com uma constante de dissociação de 1.3 x 10-8 M. A menor reatividade do anticorpo monoclonal em relação aos anticorpos policlonais levou-nos à clonagem e expressão do fragmento variável de cadeia simples desse anticorpo (scFv). Para isso, o mRNA do hibridoma anti-intimina foi extraído, reversamente transcrito para cDNA e amplificadas as cadeias leve e pesada da fração variável do anticorpo, utilizando iniciadores aleatórios comerciais. As cadeias amplificadas foram ligadas ao vetor pGEM-T Easy e sequenciadas. Iniciadores específicos foram desenhados e utilizados em uma estratégia de amplificação e união das cadeias, formando o scFv, que por sua vez foi clonado no vetor de expressão pAE. Linhagem de E. coli BL21(DE3)pLys foi transformada com o plasmídeo pAE-scFv antiintimina e submetida à indução protéica. O scFv anti-intimina foi expresso de forma insolúvel, solubilizado, purificado e submetido ao ensaio de refolding. O rendimento obtido foi de 1 mg de proteína por 100 mL de cultivo bacteriano. Para testar a funcionalidade do scFv, foram realizados ensaios de ELISA de captura e imunofluorescência. Os resultados mostraram que 275 ng de scFv reagiram com 2 &#181;g de intimina purificada a uma absorbância de aproximadamente 0,75 e por imunofluorescência mostrou uma forte reatividade ao isolado de EPEC típica E2348/69. Este estudo demonstrou que o anticorpo recombinante anti-intimina obtido foi capaz de reconhecer a região conservada de intimina (Int388-667) na forma purificada e a intimina &#945; no isolado de EPEC típica, e se mostrou mais eficiente que o anticorpo monoclonal nativo. / Intimin is the major virulence factor involved in the pathogenesis of enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) and enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC). The detection of EHEC and typical or atypical EPEC has fundamental importance in defining the therapeutic management of infections caused by E. coli, which are still the leading cause of acute diarrhea in children and adults in many developed and developing countries. Antibodies are important tools in the detection of several pathogens. In this study it was evaluated the sensitivity and specificity of polyclonal and monoclonal antibodies against intimin in the detection of EPEC and EHEC by immunoblotting. All employed antibodies showed 100% specificity and the sensitivity was 97%, 92% and 78% for rabbit anti-intimin IgG-enriched fraction, rat antisera and monoclonal antibody, respectively. This anti-intimin monoclonal was characterized as IgG2b and 1 mg recognized 0.6 &#181;g of purified intimin with a dissociation constant of 1.3 x 10-8 M. The less extent reactivity of monoclonal led us to clone and express the single chain fragment variable of this antibody (scFv). Thus, the anti-intimin hybridoma mRNA was extracted, reverse transcribed to cDNA and the light and heavy chains of variable fragment of the antibody were amplified using commercial random primers. The chains were amplified, ligated to the pGEM-T Easy vector and the insert was sequenced. Specific primers were designed and used in a strategy to amplify and link the chains, obtaining the scFv, which was cloned into the pAE expression vector. E. coli BL21(DE3)plys was transformed with the pAE-scFv anti-intimin plasmid and subjected to induction of protein expression. The scFv anti-intimin, expressed in the insoluble fraction, was purified and submitted to refolding. The yield was 1 mg of protein per 100 mL of bacterial culture. To test the functionality of the scFv, ELISA and immunofluorescence assays were performed. The results showed that 275 ng of scFv reacted with 2 &#181;g of purified intimin resulting in an absorbance of 0.75. By immunofluorescence it was observed a strong reactivity to the typical EPEC isolate E2348/69. This study demonstrated that the recombinant anti-intimin antibody obtained was able to recognize the conserved region of intimin (Int388-667) in its purified form and &#945; intimin in a typical EPEC isolate, and was more efficient than the native monoclonal antibody.

Crystallization is often a major bottleneck to macromolecular structure determination. This is particularly true for membrane proteins, which have hydrophobic surfaces that cannot readily form crystal contacts. Of the roughly 109,000 protein structures in the PDB, only about 539 represent unique membrane proteins, despite immense interest in membrane proteins from both a biological and therapeutic standpoint. Membrane protein crystallization has been facilitated by the development of new detergents, lipidic cubic phase methods, soluble protein chimeras, and non-covalent protein complexes. The design process of protein fusion constructs and non-covalent antibody fragments specific for each target membrane protein, however, is costly and time-consuming. An improved, more general method of membrane protein co-crystallization is needed. This dissertation details the development of two approaches for cost-effective non-covalent crystallization chaperones: (1) Engineered hypercrystallizable Fab antibody fragment with high affinity for EYMPME (EE epitope), which form complexes with EE-tagged soluble and membrane proteins. (2) Engineered monomeric streptavidin (mSA2) for complexation with biotinylated membrane proteins. Both methods are generalizable through insertion of a short epitope into a surface-exposed loop of a membrane protein by site directed mutagenesis. Crystallization trials of representative chaperone-membrane protein complexes and possible difficulties with the approach are discussed.