Neste trabalho foram pesquisados os efeitos in vitro da metaloproteinase jararagina, em modelo de células de tumores de mama humana MCF7, T47D e murina (Tumor de Ehrlich), além de células normais, avaliando-se a viabilidade celular, morfologia, modificações nas fases do ciclo celular e tipo de morte celular; como os efeitos no modelo murino nas formas ascítica e sólido-ortotópica de Ehrlich. Os resultados obtidos mostraram que a jararagina diminui significativamente a viabilidade e adesão de maneira dose dependente, formação de agregados e estruturas tipo esferoides com formação túbulo-acinar. Os parâmetros antitumorais in vivo, não mostraram diminuição no volume tumoral ascítico, entretanto, no modelo ortotópico, a jararagina induz resposta inflamatória e remodelação da matriz extracelular e resulta em alterações na distribuição e organização do colágeno. Conclui-se que a jararagina induz citotoxicidade nas linhagens de células tumorais de mama e normais, e foi capaz de induzir infiltrado inflamatório durante o crescimento e disseminação das células tumorais. / The present study investigated the in vitro effects of metalloproteinase jararhagin in human breast tumor cells model MCF7 and T47D, murine tumor cells (Ehrlich\'s tumor), and normal cells, assessing cell viability, morphological alterations, changes in the cell cycle phases and death cell, as the effects on ascitic and solid orthotopic murin Ehrlich tumor. The results showed that jararhagin significantly decreases adhesion and cell viability in a dose dependent, with cells aggregates and spheroids with tubulo-acinar formation. The in vivo parameters showed no decrease in ascites tumor volume, however, the orthotopic model, jararhagin induces the inflammatory response and extracellular matrix remodeling with changes in the collagen distribution and organization. It is concluded that jararhagin induces cytotoxicity in breast tumor and normal cell lines, and was able to induce inflammatory infiltrate during the growth and dissemination of tumor cells.

O efeito inflamatório da jararagina, toxina hemorrágica do veneno de Bothrops jararaca, foi avaliado através de um sistema in vitro (células peritoneais murinas-MPACs) e in vivo (coxim plantar de camundongos), onde foi avaliada a produção de mRNA que codifica as citocinas TNF-a, IL-1b e IL-6 por RT-PCR e a liberação destas no sobrenadante de cultura e no local de injeção (ELISA). Além disso, o domínio da jararagina responsável pela liberação local das citocinas foi estudado. Nossos resultados mostram que a jararagina induziu a expressão de mRNA que codifica para o TNF-a, IL-1b e IL-6 em MPACs, 4 horas após o estímulo, entretanto a ação enzimática da jararagina interferiu com a detecção dstas citocinas no sobrenadante da cultura. A jararagina inibida com EDTA induziu a liberação destas citocinas no modelo in vitro (MPACs). No modelo in vivo foi verificada a liberação local de TNF-a, IL-1b e IL-6 no sobrenadante do homogenato do tecido, sendo a IL-6 a citocina liberada em maior quantidade. Tanto o domínio disintegrina/rico em cisteína, como o metaloproteinase, da jararagina, participam desta liberação. Este estudo mostrou o envolvimento direto de citocinas em um modelo inflamatório, liberadas pela metaloproteinase de veneno botrópico, em cultura de células e também no local da injeção. / The inflammatory effect of jararhagin, a haemorrhagic toxin from Bothrops jararaca venom, was evaluated in an in vitro (Murine Peritoneal Adherent Cells-MPACs) and in vivo system (mouse footpad), through the production of TNF-a, IL-1b and IL-6 mRNA (RT-PCR) and the release of these cytokines in the culture supernatant and locally at the site of injection (ELISA). In addition the domain of jararhagin responsible for the local release of cytokines was studied. Our results showed that the jararhagin can induce the mRNA expression for TNF-a, IL-1b and IL-6 in MPACs at 4 hours after treatment, however the enzymatic activity of jararhagin was found to affect the detection of the cytokines in the culture supernatant. The jararhagin inhibited with EDTA was found to induce the release of these cytokines by MPACs. Concerning the in vivo model, the local release of TNF-a, IL-1b and IL-6 was detected in the footpad homogenate. Both of the jararhagin domains, the metalloproteinase and the disintegrin/cystein rich domains play a role in this release. This study showed the direct involvment of cytokines in an inflammatory model, released by snake venom metalloproteinases in the cell culture and also locally at the site of injection.

Com o objetivo de estudar as diferenças de potencial hemorrágico entre metaloproteinases de venenos de serpentes (SVMPs), compararamos a ação da jararagina, toxina hemorrágica da classe P-III, e da BnP1, SVMP da classe P-I fracamente hemorrágica, quanto à ação em proteínas de matriz extracelular (MEC), células endoteliais e distribuição na MEC e endotélio. Nos ensaios de ligação em fase sólida, apenas a jararagina e a jarararagina-C (domínios tipo disintegrina e rico em cisteínas) se ligaram ao colágeno I e IV. Em HUVECs, a jararagina e BnP1 induziram apoptose, mas em modelo de pele, apenas a jararagina induziu intensa hemorragia, acompanhada de degradação do colágeno fibrilar e colágeno IV na região da hipoderme. A jararagina e jararagina-C localizaram-se na parede dos capilares sangüíneos co-localizando-se como o colágeno IV. Esses resultados sugerem que a ligação ao colágeno é importante para a hemorragia induzida pelas SVMPs da classe P-III, promovendo seu acúmulo nas proximidades dos vasos sanguíneos tornando a catalise dos componentes da MEC mais eficiente. / In order to enlighten the mechanisms of hemorrhage induced by snake venom metalloproteinases (SVMPs), the effects of jararhagin, a highly hemorrhagic P-III SVMP and BnP1, a weakly hemorrhagic P-I SVMP, on extracellular matrix (ECM) proteins, endothelial cells, and distribution in MEC and endothelium, was compared. In solid phase assay, only jararhagin and jararhagin-C (disintegrin-like and cysteine-rich domains) bond to collagen I and IV. In HUVECs, jararhagin and BnP1 induced apoptosis, but in skin model only jararhagin induced intense hemorrhage with degradation of the fibrillar collagen and collagen I, in hypodermis region. Jararhagin and jararhagin-C concentrated in blood vessels walls, co-localizing with collagen IV. These results suggest that the collagen binding is important to hemorrhage induced by P-III SVMPs, promoting their accumulation near to the blood vessels, making the catalysis of the basement membrane components more efficient.

O efeito inflamatório da jararagina, toxina hemorrágica do veneno de Bothrops jararaca, foi avaliado através de um sistema in vitro (células peritoneais murinas-MPACs) e in vivo (coxim plantar de camundongos), onde foi avaliada a produção de mRNA que codifica as citocinas TNF-a, IL-1b e IL-6 por RT-PCR e a liberação destas no sobrenadante de cultura e no local de injeção (ELISA). Além disso, o domínio da jararagina responsável pela liberação local das citocinas foi estudado. Nossos resultados mostram que a jararagina induziu a expressão de mRNA que codifica para o TNF-a, IL-1b e IL-6 em MPACs, 4 horas após o estímulo, entretanto a ação enzimática da jararagina interferiu com a detecção dstas citocinas no sobrenadante da cultura. A jararagina inibida com EDTA induziu a liberação destas citocinas no modelo in vitro (MPACs). No modelo in vivo foi verificada a liberação local de TNF-a, IL-1b e IL-6 no sobrenadante do homogenato do tecido, sendo a IL-6 a citocina liberada em maior quantidade. Tanto o domínio disintegrina/rico em cisteína, como o metaloproteinase, da jararagina, participam desta liberação. Este estudo mostrou o envolvimento direto de citocinas em um modelo inflamatório, liberadas pela metaloproteinase de veneno botrópico, em cultura de células e também no local da injeção. / The inflammatory effect of jararhagin, a haemorrhagic toxin from Bothrops jararaca venom, was evaluated in an in vitro (Murine Peritoneal Adherent Cells-MPACs) and in vivo system (mouse footpad), through the production of TNF-a, IL-1b and IL-6 mRNA (RT-PCR) and the release of these cytokines in the culture supernatant and locally at the site of injection (ELISA). In addition the domain of jararhagin responsible for the local release of cytokines was studied. Our results showed that the jararhagin can induce the mRNA expression for TNF-a, IL-1b and IL-6 in MPACs at 4 hours after treatment, however the enzymatic activity of jararhagin was found to affect the detection of the cytokines in the culture supernatant. The jararhagin inhibited with EDTA was found to induce the release of these cytokines by MPACs. Concerning the in vivo model, the local release of TNF-a, IL-1b and IL-6 was detected in the footpad homogenate. Both of the jararhagin domains, the metalloproteinase and the disintegrin/cystein rich domains play a role in this release. This study showed the direct involvment of cytokines in an inflammatory model, released by snake venom metalloproteinases in the cell culture and also locally at the site of injection.

Neste trabalho foram pesquisados os efeitos in vitro da metaloproteinase jararagina, em modelo de células de tumores de mama humana MCF7, T47D e murina (Tumor de Ehrlich), além de células normais, avaliando-se a viabilidade celular, morfologia, modificações nas fases do ciclo celular e tipo de morte celular; como os efeitos no modelo murino nas formas ascítica e sólido-ortotópica de Ehrlich. Os resultados obtidos mostraram que a jararagina diminui significativamente a viabilidade e adesão de maneira dose dependente, formação de agregados e estruturas tipo esferoides com formação túbulo-acinar. Os parâmetros antitumorais in vivo, não mostraram diminuição no volume tumoral ascítico, entretanto, no modelo ortotópico, a jararagina induz resposta inflamatória e remodelação da matriz extracelular e resulta em alterações na distribuição e organização do colágeno. Conclui-se que a jararagina induz citotoxicidade nas linhagens de células tumorais de mama e normais, e foi capaz de induzir infiltrado inflamatório durante o crescimento e disseminação das células tumorais. / The present study investigated the in vitro effects of metalloproteinase jararhagin in human breast tumor cells model MCF7 and T47D, murine tumor cells (Ehrlich\'s tumor), and normal cells, assessing cell viability, morphological alterations, changes in the cell cycle phases and death cell, as the effects on ascitic and solid orthotopic murin Ehrlich tumor. The results showed that jararhagin significantly decreases adhesion and cell viability in a dose dependent, with cells aggregates and spheroids with tubulo-acinar formation. The in vivo parameters showed no decrease in ascites tumor volume, however, the orthotopic model, jararhagin induces the inflammatory response and extracellular matrix remodeling with changes in the collagen distribution and organization. It is concluded that jararhagin induces cytotoxicity in breast tumor and normal cell lines, and was able to induce inflammatory infiltrate during the growth and dissemination of tumor cells.

A lesão tecidual é um dos efeitos locais descritos nos envenenamentos botrópicos. Toxinas isoladas, como: a jararagina (JAR) e bothropstoxina-I (BthTX-I), obtidas dos venenos de B. jararaca e B. jararacussu, respectivamente, induzem intensa resposta inflamatória e lesão tecidual, porém apresentam diferentes mecanismos de ação. Como descrito, a resolução da lesão tecidual envolve a interação entre mecanismos de reparo do tecido e o sistema imune. Neste contexto, a resposta inflamatória é iniciada por meio da detecção de sinais de dano tecidual agudo devido a distúrbios da homeostasia resultantes ou não de agentes microbianos (DAMPs) e/ou por reconhecimento de padrões moleculares associados a patógenos (PAMPs). Uma vez induzida, a resposta inflamatória está envolvida tanto no processo de lesão visando a eliminação do agente indutor, assim como no reparo tecidual. Diversos receptores estão envolvidos no reconhecimento de PAMPs e DAMPs como os transmembrânicos representados pelos do tipo Toll, e os citosólicos que compreendem complexos proteicos que formam os inflamassomas. Estes complexos multiproteicos citosólicos podem participar da indução da resposta imune inata por ativação de caspase-1 com consequente liberação de IL-1&#946, que pode resultar em morte celular. Considerando o exposto, o objetivo deste trabalho foi estudar a participação de inflamassoma na resposta inflamatória no tecido muscular de injeção das toxinas, a capacidade da BthTX-I e JAR de induzir a ativação de inflamassoma em macrófagos e os mecanismos moleculares envolvidos nesse processo. O estudo da migração de neutrófilos e macrófagos para o músculo gastrocnémio de animais C57BL/6 ou deficientes em caspase 1/11 (Caspase 1/11-/-) ou NLRP3 (NLRP3-/-) injetados com JAR e BthTX-I permitiu verificar que o inflamassoma NLRP3 participa da migração destas células inflamatórias para local de injeção das toxinas. A análise da produção de IL-1&#946 nas culturas de macrófagos peritoneais incubados com JAR e BthTX-I (6 e 24h) mostrou que somente a BthTX-I foi capaz de induzir a secreção desta citocina por um mecanismo dependente de caspase 1/11, ASC e NLRP3 e independente de IPAF. A incubação de macrófagos humanos com as toxinas permitiu verificar que ambas as toxinas induziram a secreção de IL-1&#946 dependente de caspase 1, porém esta produção foi significativamente maior em resposta à BthTX-I. Nos macrófagos peritoneais de camundongos observamos a relação entre a secreção de IL-1&#946 e morte celular em ensaio de incorporação do brometo de etídio nas culturas incubadas com BthTX-I por 24h e não com a JAR. Visto que ambas as toxinas injetadas via intramuscular induzem resposta inflamatória intensa, foi analisado o efeito delas sobre a viabilidade e secreção de IL-6 e MCP-1 em miotubos C2C12. Os resultados mostraram que somente a BthTX-I induz efeito miotóxico sobre esta linhagem celular. Além disso, pudemos verificar que BthTX-I induz altos níveis de IL-6 e MCP-1 quando comparados aos obtidos com a JAR. Visto que a BthTX-I induziu alta secreção de MCP-1 pelos miotubos C2C12, em experimento in vivo realizado em camundongos C57BL/6 ou deficientes em CCR2 (CCR2-/-) pode ser observada a dependência da interação entre MCP-1 e o CCR2 para a migração dos macrófagos em resposta a injeção de BthTX-I. Em culturas de miotubos incubados com as toxinas pôde ser observada alta liberação de ATP induzida pela BthTX-I in vitro. Em outros experimentos foi estudada a capacidade do sobrenadante de miotubos incubados com BthTX-I de induzir a secreção de IL-1&#946 pelos macrófagos in vitro. Os resultados mostraram a produção de IL-1&#946 nessas culturas de macrófagos, assim como a produção desta citocina em macrófagos incubados com BthTX-I juntamente com ATP. A hidrólise do ATP no sobrenadante da cultura de C2C12 estimulada com BthTX-I aboliu a secreção de IL-1 pelos macrófagos in vitro. Além disso, foi observada a inibição da produção de IL-1&#946 nas culturas de macrófagos primados com LPS e incubados com a BthTX-I em condições de altas concentrações de KCl sugerindo papel relevante do efluxo de K+ na produção de IL-1&#946 induzida pela BthTX-I. Em conjunto, os resultados acrescentam novas informações sobre o potencial inflamatório da JAR e BthTX-I, quanto à ação destas toxinas em macrófagos, ativação de inflamassoma e células musculares. / Tissue damage is one of the local effects described in bothropic envenomations. Isolated toxins, such as jararhagin (JAR) and bothropstoxin-I (BthTX-I), obtained from B. jararaca and B. jararacussu venoms, respectively, induce intense inflammatory response and tissue injury, however mediated by distinct mechanisms. As described, resolution of tissue injury involves the interaction between mechanisms of tissue repair and the immune system. In this context, the inflammatory response is initiated by detecting of signs of acute tissue damage due to disorders of homeostasis resulting from distinct agents (DAMPs) and / or recognition of pathogens associated molecular patterns (PAMPs). Once induced, the inflammatory response is involved both in the injury process for the elimination of the pathogenic agent, as well as in the tissue repair. Several receptors are involved in the recognition of PAMPs and DAMPs as the transmembrane receptors such as the Toll-like, and the cytosolic ones that comprise protein complexes - inflammasomes. These cytosolic multiprotein complexes may participate in the induction of the innate immune response by activation of caspase-1 with consequent release of IL-1&#946, which may result in cell death. Thus, we aimed to study the role of inflammasome on the inflammatory response in muscular tissue of JAR and BthTX-I injection, the ability of BthTX-I and JAR to induce the activation of inflammasome in macrophages and the molecular mechanisms involved in this process. The analyses of the neutrophils and macrophages migration in gastrocnemius muscle of C57BL/6 or Caspase 1/11 (Caspase 1/11-/-) or NLRP3 (NLRP3-/-) deficient mice injected with JAR e BthTX-I allow us to verify that NLRP3 inflammasome participates in these cells migration for the local of the toxins injection. The detection of IL-1&#946 on supernatants from macrophage cultures incubated with JAR or BthTX-I (6 e 24h) showed that only BthTX-I was able to induce this cytokine secretion by a mechanism dependent of caspase 1/11, ASC and NLRP3 and independent of IPAF. The incubation of human macrophages with the toxins demonstrated that both toxins induced IL-1&#946 secretion, however this production was significantly higher in response to BthTX-I. On murine macrophage cultures it was verified the correlation between the IL-1&#946 secretion and the cell death in the incorporation of ethidium bromide assay of cultures incubated with BthTX-I during 24h and not with JAR. Since that both toxins injected in the muscle induced intense inflammation, it was analyzed the effect of both toxins on the viability and the secretions of IL-6 and MCP-1 by C2C12 myotubes. The results showed that only BthTX-I induces a myotoxic effect on this cell line. Furthermore, it was verified that BthTX-I induces high secretion of IL-6 and MCP-1 when compared with those induced by JAR. Considering that BthTX-I induces high levels of MCP-1, in in vivo experiment using C57BL/6 and CCR2 deficient (CCR2-/-) mice it was observed that the interaction of MCP-1 and CCR2 is essential for the macrophage recruitment for the toxin injection. High release of ATP was detected in C2C12 myotube cultures incubated with BthTX-I but not with JAR. In another experiments it was studied the ability of the supernatants of C2C12 myotubes incubated with BthTX-I to induce the IL-1&#946 secretion by peritoneal macrophages in vitro. The results showed the IL-1&#946 secretion in the macrophage cultures as well as the cytokne secretion in macrophages incubated with BthTX-I and ATP independent of the priming with LPS. The hydrolysis of the ATP on the supernatants of C2C12 incubated with the BthTX-I abolished the IL-1&#946 production by macrophages in vitro. In addition, it was not observed IL-1&#946 production by macrophages primed with LPS and incubated with BthTX-I in the presence of high concentration of KCl suggesting a relevant role of K&#43 efflux for this cytokine secretion in response to BthTX-I. Taken together, the results show new findings about the inflammatory effect of JAR and BthTX-I, concerning about the action of these toxins on macrophages, inflammasome activation and muscle cell.