Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As leishmanioses estão entre as mais importantes endemias brasileiras e encontram-se entre as doenças mais negligenciadas no mundo. O arsenal terapêutico disponível é restrito, tóxico, caro e em algumas situações ineficazes, devido ao surgimento de cepas resistentes do parasito. No Brasil são registrados anualmente mais de 20 mil casos de leishmaniose tegumentar e a Leishmania braziliensis é a principal espécie causadora das formas clínicas cutânea e mucosa. Estudos prévios mostraram que o flavonóide quercetina tem ação terapêutica pela via oral em camundongos infectados com L. amazonensis. O objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade do flavonóide quercetina sobre Leishmania braziliensis in vitro e in vivo usando hamsters como modelo experimental. O efeito antiparasitário da quercetina foi avaliado sobre o crescimento in vitro das formas promastigotas e sobre amastigotas intracelulares em macrófagos peritoneais de camundongos e hamsters. O efeito da quercetina sobre macrófagos foi avaliado pela dosagem de óxido nítrico pelo método de Griess nos sobrenadantes das culturas e espécies reativas de oxigênio (EROs) intracelular através do H2DCFDA. In vivo a atividade terapêutica da quercetina foi estudada em grupos de hamsters infectados com L.braziliensis na pata, tratados com quercetina pela via oral (2mg/ 5X / semana) após 7 dias de infecção durante oito semanas.A ação terapêutica foi analisada através do tamanho da lesão. A resposta imune foi avaliada durante o tratamento, pela resposta de hipersensibilidade tardia (DTH) ao antígeno total de L. braziliensis. A quercetina não apresentou atividade sobre o crescimento de promastigotas em cultura em nenhuma das concentrações testadas. Em amastigotas intracelulares quercetina apresentou ação dose dependente em macrófagos de camundongos e hamsters inibindo 45% e 54% e 25% e 48 %, respectivamente nas concentrações de 50 e 100g/ml após 48h de tratamento. O pré - tratamento dos macrófagos de camundongos e hamsters com quercetina foi capaz de inibir o crescimento de amastigotas intracelulares em 57, 58 e 74% e 49, 50, e 58% respectivamente, nas concentrações de 25, 50 e 100 g/ml, apresentado ação inibitória significativa em todas as concentrações testadas. Não houve alteração na produção de NO pelos macrófagos, entretanto macrófagos pré tratados com a quercetina por 24 horas antes da infecção apresentaram um aumento significativo na produção de EROs, quando comparados aos controles. Macrófagos tratados antes e depois da infecção, apresentaram diminuição da produção de EROs. In vivo, a quercetina foi capaz de controlar o tamanho das lesões a partir da terceira semana de tratamento em relação ao controle não tratado ( P< 0,05). Os animais tratados com quercetina apresentaram maior resposta intradérmica aos antígenos de L. braziliensis. Esses dados mostram que a quercetina tem atividade sobre L. braziliensis, inibindo amastigotas intracelulares in vitro e sendo capaz de controlar o tamanho das lesões em hamsters infectados quando administrada pela via oral. / Leishmaniasis are among the most important endemic diseases in Brazil and are among the most neglected diseases in the world. The therapeutic tools available is restricted, toxic, expensive and ineffective in some situations, due to the emergence of resistant strains of the parasite are reported annually in Brazil more than 20.000 cases of cutaneous leishmaniasis. a Leishmania braziliensis is the main species causing clinical forms of skin and mucosa. Previous studies demonstrated therapeutic effect of quercetin flavonoid by oral route in mice infected with L. amazonensis. The aim of this study was to evaluate the activity of quercetina in Leishmania braziliensis in vitro and in vivo using hamsters as experimental model. The antiparasitic effect was evaluated in vitro on the growth of promastigotes and on intracellular amastigotes in mouse and hamsters peritoneal macrophages. The effect on the modulation of murine macrophage activation was assessed by measuring levels of nitric oxide(Griess reagent) and ROS by H2DCFDA. In vivo therapeutic activity of quercetin was studied in groups of hamsters infected with L.braziliensis in the paw, treated with oral routes by quercetin (2mg/ 5X / week) after 7 days of infection for eight weeks. The therapeutic action was analyzed using the size of the lesion. The immune response was evaluated during treatment by the response of delayed hypersensitivity (DTH) to the total antigen of L. braziliensis. Quercetin showed no activity in promastigotes forms in none of the concentration tested. The antiamastigote action is a dose dependent manner, in mice and hamsters macrophages treated for 48 hours inhibiting 45% e 54% and 25% e 48 %, respectively, at concentrations of 50 and 100 g/ml. No inibihition was observed at concentration of 25 g/ml. The pre- treatment of mice and hamsters macrophages inibihited 57, 58 e 74% e 49, 50, e 58%, respectively at the concentrations of 25, 50 and 100 g/ml the growth of intracellular amastigotes, showing inhibitory effects on all concentrations tested. No production of nitric oxide was observed in macrophages. Pre treated macrophages before infection, shows an increase of ROS, when compared to controls, while macrophages treated before and after infection showed an decrease of ROS production. In vivo, quercetin was able to control de size of lesion since the third week of of treatment, when compared to untreated controls (P< 0,05). These dates show quercetin activity on L. braziliensis, inhibiting amastigote growth in vitro and being able to control lesion size in infected hamster when administred by oral route.

Os fibrócitos foram inicialmente identificados pelo seu recrutamento rápido para os tecidos lesionados e por atuar diretamente na resposta imune através do reconhecimento, apresentação antigênica e produção de citocinas e quimiocinas. Segundo Grab (2004) fibrócitos podem participar da resposta imune na leishmaniaose e por isso no presente estudo propomos analisar a resposta celular e apresentação antigênica dos fibrócitos na infecção por L. (L.) amazonensis. Para os experimentos in vivo camundongos C57BL/6 e knockout para o receptor TLR-2 foram inoculados na derme auricular com 105 formas promastigotas de L. (L.) amazonensis e 1, 7, 15 dias após a infecção as regiões de inóculo e os linfonodos foram retirados e processados para citometria de fluxo. Para os experimentos in vitro fibrócitos foram obtidos de mononucleares do sangue periférico de camundongos C57BL/6. Os fibrócitos foram avaliados quanto às suas características morfológicas e fenotípicas, infecção, expressão de MHC-II/B7-1/B7-2 e ativação de linfócitos T CD4+. As análises na região de inóculo mostraram o aumento no percentual de fibrócito na derme de camundongos após 15 dias de infecção tanto em animais C57BL/6 quanto em animais KO TLR-2. Neste sítio, os fibrócitos produziram citocinas e expressaram MHC-II, B7-1 e B7-2 podendo participar da resposta imune. As análises no linfonodo mostraram a existência de um alto percentual de fibrócitos nos animais controle, contudo, após infecção este percentual foi reduzido. Após infecção verificamos que os fibrócitos de animais WT C57BL/6 foram capazes de produzir as citocinas IL-4, IL-10 e IFN-&#61543; durante o primeiro dia. Entretanto, na ausência de TLR-2 os fibrócitos presentes no linfonodo produziram TNF-&#945; e IFN-&#61543; que podem estar relacionadas com a ativação celular e aumento da capacidade de apresentação antigênica destas células durante a infecção. No linfonodo verificamos que os fibrócitos podem participar da apresentação antigênica após a infecção por L. (L.) amazonensis. Contudo, nos linfonodos de animais WT C57BL/6 observamos a redução significativa no percentual destas células expressando MHC-II e B7-1, o que pode estar relacionada a presença do TLR-2. Nos ensaios in vitro fibrócitos de camundongos C57BL/6 apresentaram alta capacidade endocítica, eliminaram os parasitas nas primeiras 24 horas de infecção, expressaram MHC-II/B7-1/B7-2 e foram capazes de ativar linfócitos T CD4+. Com isso, nossos resultados sugerem que os fibrócitos podem atuar na resposta celular e na apresentação antigênica durante a infecção por L. (L.) amazonensis, contudo estas funções podem ser moduladas pela participação do TLR-2 e pelo microambiente onde estes se encontram. / Fibrocytes were initially identified by their fast recruitment to the injured tissues and by acting directly on the immune response through recognition, antigen presentation and production of cytokines and chemokines. According to Grab et al., 2004 fibrocytes may participate in the immune response to leishmaniasis and therefore, in this study we propose to examine the cellular response and antigen presentation of fibrocytes in infection by L. (L.) amazonensis. In vivo experiments C57BL/6 and knockout receptor TLR-2 animals were inoculated in the ear dermis with 105 promastigotes of L. (L.) amazonensis and 1,7, 15 days after infection ears and lymph nodes were removed and processed for flow cytometry. For in vitro experiments peripheral blood fibrocytes from C57BL/6 mice were evaluated for their morphological and phenotypic, MHC-II/B7-1/B7-2 expression and ability to activate CD4+ T cells. The analyses in the inoculum region showed significant increase in the percentage of fibrocyte in the C57BL/6 and TLR-2 knockout mice after 15 days of infection. At this site fibrocytes part of the immune response by cytokines production and MHC-II, B7-1 and B7-2 expression. The analyses in the lymph node showed the existence of a high percentage of fibrocytes in the control animals, however, after infection, this percentage was reduced. After infection it was verified that the fibrocytes of C57BL/6 were able to produce cytokines IL-4, IL-10 and IFN-&#61543; during the first days. However, in the absence of TLR-2 fibrocytes in the lymph produced TNF-&#945; and IFN-&#61543; that may be related to cell activation and increased antigen presentation capacity of these cells during infection. In the lymph node it was found that fibrocytes may participate in antigen presentation after infection with L. (L.) amazonensis. However, in lymph nodes of mice C57BL/6 it was observed the significant reduction in the percentage of those cells expressing MHC-II, B7-1, which can be related to the presence of the TLR-2. In vitro fibrocytes of C57BL/6 showed high endocytic capacity, eliminating the parasites within the first 24 hours after infection, and expressed MHC-II/B7-1/B7-2 being were able to activate CD4 + T cells. Thus, our results suggest that fibrocytes may act in cellular response and antigen presentation during infection by L. (L.) amazonensis, however these functions can be modulated by the involvement of TLR-2 and the in microenvironment.

As doenças tropicais negligenciadas (DTNs) causam um imenso sofrimento para a pessoa acometida e em muitos casos podem levar o indivíduo a morte. Elas representam um obstáculo devastador para a saúde e continuam a ser um sério impedimento para a redução da pobreza e desenvolvimento socioeconômico. Das 17 doenças desse grupo, a leishmaniose, incluindo a leishmaniose cutânea, tem grande destaque devido sua alta incidência, os gastos para o tratamento e as complicações geradas em processos de coinfecção. Ainda mais agravante, os investimentos direcionados ao controle, combate e principalmente a inovação em novos produtos é ainda muito limitado. Atualmente, a academia tem um importante papel na luta contra essas doenças através da busca de novos alvos terapêuticos e também de novas moléculas com potencial terapêutico. É nesse contexto que esse projeto teve como meta a implantação de uma plataforma para a identificação de moléculas com atividade leishmanicida. Como alvo terapêutico, optamos pela utilização da enzima diidroorotato desidrogenase de Leishmania Viannia braziliensis (LbDHODH), enzima de extrema importância na síntese de novo de nucleotídeos de pirimidina, cuja principal função é converter o diidroorotato em orotato. Esta enzima foi clonada, expressa e purificada com sucesso em nosso laboratório. Os estudos permitiram que a enzima fosse caracterizada cineticamente e estruturalmente via cristalografia de raios- X. Os primeiros ensaios inibitórios foram realizados com o orotato, produto da catálise e inibidor natural da enzima. O potencial inibitório do orotato foi mensurado através da estimativa do IC50 e a interação proteína-ligante foi caracterizada através de estudos cristalográficos. Estratégias in silico e in vitro foram utilizadas na busca de ligantes, através das quais foram identificados inibidores para a enzima LbDHODH. Ensaios de validação cruzada, utilizando a enzima homóloga humana, permitiram identificar os ligantes com maior índice de seletividade que tiveram seu potencial leishmanicida avaliado in vitro contra as formas promastigota e amastigota de Leishmania braziliensis. A realização do presente projeto permitiu a identificação de uma classe de ligantes que apresentam atividade seletiva contra LbDHODH e que será utilizada no planejamento de futuras gerações de moléculas com atividade terapêutica para o tratamento da leishmaniose. Além disso, a plataforma de ensaios otimizada permitirá a avaliação de novos grupos de moléculas como uma importante estratégia na busca por novos tratamentos contra a leishmaniose / Neglected tropical diseases (NTDs) pose a devastating obstacle to health and remain a serious impediment to poverty reduction and socioeconomic development. Of 17 diseases listed among NTDs, the leishmaniasis, including cutaneous and mucocutaneous leishmaniasis, are characterized by high number of cases and high costs for the treatment, usually of low efficacy and highly toxic. Even more problematic, the investment devoted to combat to control and to develop new therapies remains limited. Nowadays, the Academy has had an important role in the fight against NTDs, contributing in the search of new therapeutic targets and in the development of lead compounds. Within this context, the present project aimed the development of a pipeline for identification of leishmanicidal compounds based on the selective inhibition of the enzyme dihydroorotate dehydrogenase from Leishmania Viannia braziliensis (LbDHODH). LbDHODH acts in the de novo biosynthetic pathway of pyrimidine nucleotides, by catalysing the conversion of dihydroorotate to orotate and has been considered an important macromolecular target against proliferative and parasitic diseases. LbDHODH was successfully cloned, expressed and purified. The target enzyme was characterized by kinetic studies and its structure was solved by X-ray crystallography techniques. Inhibition assays were performed in presence of orotate, product of catalysis and natural inhibitor of DHODH. Its inhibitory potential was evaluated by the estimative of IC50 and the protein-ligand interaction was characterized by crystallographic studies. In silico and in vitro strategies were used in the search for LbDHODH inhibitors. Cross-validation studies were performed against the human homologue enzyme. Inhibitors displaying higher selectivity index were evaluated against both promastigote and amastigote forms of Leishmania braziliensis. Our work allowed the identification of a new class of compounds that display selective inhibition of LbDHODH and show leishmanicidal activity. They will be used as prototypes for the development of new generations of LbDHODH inhibitors. Moreover, our pipeline can be used to screen large number of chemical libraries as tool for the identification of different chemical entities that can contribute to the development of new therapeutic strategies for the treatment of leishmaniasis.

A leishmaniose visceral canina é uma zoonose, no Brasil causado pelo protozoário Leishmania chagasi (syn. L. infantum). É endêmica em 88 países, os quais compreendem regiões tropicais e subtropicais do Velho e do Novo Mundo, com incidência estimada em 2 milhões de casos por ano. No ambiente urbano, o cão doméstico é considerado o principal reservatório do parasito. A transmissão da doença ocorre através da picada do vetor, díptero flebotomíneo, da espécie Lutzomyia longipalpis. O diagnóstico pode ser feito através de métodos diretos, como esfregaço preparado com os diferentes órgãos linfoides, Reação em Cadeia da Polimerase (PCR), cultivo in vitro do parasito, ou por métodos sorológicos, como ELISA (Ensaio Imunoenzimático) e RIFI (Reação de Imunofluorescência Indireta). O controle epidemiológico da doença humana envolve o tratamento sistemático dos casos humanos, borrifação de inseticida em região domiciliar e peridomiciliar e eliminação de cães soropositivos, ponto mais controverso do programa de controle. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a técnica não invasiva do suabe conjuntival na identificação por PCR de leishmaniose canina. As amostras, de sangue e suabe conjuntival, foram coletadas durante inquérito epidemiológico realizado na cidade de Ilha Solteira - SP. A prevalência de animais positivos em pelo menos um dos três testes (RIFI, PCR de sangue, e PCR de suabe conjuntival) foi de 28,17% (60/213). No teste sorológico RIFI, um total de 13,6% (29/213) dos cães reagiram positivamente. Na PCR do suabe conjuntival, 13,1% (28/213) dos cães foram positivos, e na PCR de sangue total também obtivemos 13,1% (28/213) positivos. Comparando os animais testados pela RIFI e pela PCR de suabe conjuntival, 7,9% (17/213) animais foram positivos em ambos os testes, enquanto 81,2% (173/213) animais foram negativos em ambos os testes (PCR-SC e RIFI). Dos animais testados para PCR-SC, 5,1% (11/213) foram positivos apenas neste teste. Na sorologia, 5,6% (12/213) reagiram positivamente apenas pela RIFI. A sensibilidade e especificidade da PCR-SC foram respectivamente 58,6% e 94,0%, valor preditivo positivo de 61,0%, valor preditivo negativo de 94,0%, e o índice kappa 0,53, o qual demonstra moderada concordância entre os testes. Ao se comparar a RIFI com a PCR-SG, dos animais testados, 3,3% (7/213) foram positivos nos dois testes simultaneamente, 13,6% (29/213) foram positivos apenas na RIFI, logo, 9,9% (21/213) foram positivos apenas na PCR-SG. Foram negativos nos dois testes 76,5% (163/231). A PCR-SG demonstrou sensibilidade de 24,1%, especificidade de 88,5%, valor preditivo positivo de 25,0% e valor preditivo negativo de 88,0% e índice kappa de 0,13, quando comparado à RIFI, indicando uma fraca concordância. Além disso, foram positivos em todos os três testes 2,35% (5/213), e apenas 0,47% (1/213) foi positivo nos testes de PCR-SG e PCR-SC. Os resultados demonstraram que o suabe conjuntival é uma boa alternativa, fácil e pouco invasiva, que pode ser utilizada para auxiliar inquéritos e estudos epidemiológicos da Leishmaniose Visceral Canina. / Canine visceral leishmaniasis is a zoonosis in Brazil caused by the protozoan Leishmania chagasi (syn. L. infantum). It is endemic in 88 countries, which include tropical and subtropical regions of the Old and New World, with an estimated incidence of 2 million cases per year. In the urban environment, the domestic dog is the main reservoir of the parasite. Disease transmission occurs through the bite of the vector, sandfly, Lutzomyia longipalpis species. The diagnosis by direct methods can be made, such as smear prepared with different lymphoid organs, Polymerase Chain Reaction (PCR) in vitro culture of the parasite, or by serological methods such as ELISA (enzyme immunoassay) and IFAT (Indirect Immunofluorescence Test). The epidemiological control of human disease involves the systematic treatment of human cases, insecticide spraying in domiciliary area and elimination of seropositive dogs, most controversial point of the control program. The objective of this study was evaluate the noninvasive technique of conjunctival swab for canine leishmaniasis PCR identification. Were collected Samples of blood and conjunctival swab during an epidemiological survey conducted in the city of Ilha Solteira SP. The prevalence of positive animals in at least one of the three test (IFAT, blood PCR, and swab PCR) was 28.17% (60/213). In IFAT serological test, 13.6% (29/213) of the dogs responded positively. In conjunctival swabs PCR, 13.1% (28/213) dogs were positive, and PCR of whole blood obtained 13.1% (28/213) positive. Comparing the animals tested by IFAT and conjunctival swab PCR, 7.9% (17/213) were positive in both tests, while 81.2% (173/213) animals were negative in both tests. Of the tested animals for swab PCR, 5.1% (11/213) were positive only in this test. In serology, 5.6% (12/213) reacted positively only by IFAT. The sensitivity and specificity of swab PCR were respectively 58.6% and 94.0%, positive predictive value 61.0%, negative predictive value of 94.0%, and kappa 0.53, which demonstrates moderate agreement between tests. Comparing the IFAT with blood PCR, the animals tested, 3.3% (7/213) were positive in both tests simultaneously, 13.6% (29/213) were positive only by IFAT, so, 9, 86% (21/213) were positive only by blood PCR. Were negative in both tests 76.5% (163/213). The blood PCR demonstrated a sensitivity of 24.1%, specificity 88.5%, positive predictive value 25% and negative predictive value of 88% and coefficient of agreement (kappa) of 0.13, compared to IFAT, indicating poor agreement. Furthermore, were positive in all three tests 2.35% (5/213), and only 0.47% (1/213) were positive in the PCR-SC and PCR-SG test. The results showed that conjunctival swab is a good alternative, easier and less invasive that can be used to aid investigations and epidemiological studies of Canine Visceral Leishmaniasis.

Cães, gatos e equinos domésticos podem ser importantes reservatórios de agentes infecciosos potencialmente zoonóticos, podendo-se destacar entre eles as leishmanioses. Por esse motivo, torna-se necessário aprimorar o conhecimento sobre essas enfermidades, estudando mais detalhadamente sua ecoepidemiologia, importante fonte de informações para a tomada de decisões com relação ao controle das mesmas. O presente estudo objetivou verificar a ocorrência de Leishmania spp. em cães, gatos e equinos procedentes de regiões endêmicas e não endêmicas do estado de São Paulo, por meio dos testes diagnósticos Imunofluorescência Indireta (RIFI) e Reação em cadeia pela Polimerase (PCR) e objetivou também comprovar a eficácia da PCR realizada com DNA extraído de amostras de suabe da conjuntiva ocular de gatos e equinos. Foram encontrados cães infectados por Leishmania spp. em Itapecerica da Serra, São Lourenço da Serra e São Paulo, com freqüências de 3,12% (1/32) (PCR de suabe), 10% (1/10) (PCR de suabe) e 1,72% (02/116) (PCR de suabe) / 6,89% (08/116) (PCR de sangue), respectivamente. As amostras analisadas dos gatos provenientes dos municípios de Pirassununga e São Lourenço da Serra, foram positivas para Leishmania spp., com frequências de 28,57% (02/07) (PCR de suabe) / 28,57% (02/07) (RIFI) e 33,33% (1/3) (RIFI) respectivamente. Equinos infectados por Leishmania spp. foram verificados nas cidades de Bragança Paulista e Ilha Solteira, com frequências de 100% (14/14) (PCR de sangue) e 90% (36/40) (PCR de suabe)/ 100% (40/40) (PCR de sangue)/ RIFI 2,5% (01/40) respectivamente. Os resultados demonstram a presença de Leishmania spp infectando cães, gatos e equinos no Estado de São Paulo e que o suabe de conjuntiva ocular foi capaz de detectar gatos e equinos infectados. A coleta de amostras da conjuntiva ocular mostrou-se de fácil execução em felinos, mas nem tanto em equinos, quando comparado à coleta de sangue. / Domestic dogs, cats and horses can be important reservoirs of potential zoonotic agents, as leishmaniasis diseases. Therefore it is necessary improving knowledge on these diseases by studying the ecoepidemiology of leishmaniasis, which is an important source to make decisions on the disease control. The present study aimed to verify the occurrence of Leishmania spp. in dogs, cats and horses from endemic and non-endemic regions from São Paulo State using diagnostics tests as Indirect Immunofluorescence Test (RIFI) and Polymerase Chain Reaction (PCR), and to study the efficacy of the PCR protocol on DNA extracted from ocular conjunctival swab samples from cats, dogs and horses. Leishmania spp. was found in dogs from Itapecerica da Serra, São Lourenço da Serra and São Paulo with frequencies of 3,12% (1/32) (swab PCR), 10%(1/10) (swab PCR) and 1,72% (02/116) (swab PC)/ 6,89% (08/116) (blood PCR) respectively. The cats samples analyzed from Pirassununga and São Lourenço da Serra were positive for Leishmania spp. showing frequencies of 28,57%(02/07) (swab PCR)/ 28,57%(02/07) (RIFI) and 33,33%(1/3) (RIFI) respectively. Leishmania spp. infected horses were detected in Bragança Paulista and Ilha Solteira cities with frequencies of 100% (14/14) (blood PCR) and 90% (36/40) (swab PCR)/ 100% (40/40) (blood PCR)/ RIFI 2,5% (01/40) respectively. Results demonstrated the presence of Leishmania spp infection in dogs, cats and horses from São Paulo and that is possible detect Leishmania spp. DNA in ocular conjunctival swab from infected cats and horses. Colect samples from ocular conjuntiva is more easily made in felines than horses, when compared to blood sample collection.

A técnica de PCR pode ser empregada para a detecção e identificação de agentes patogênicos e, tem por isso grande aplicabilidade em estudos de epidemiologia molecular. Particularmente no que se refere às infecções por Leishmania spp., a detecção do seu agente é de suma importância em animais sorologicamente positivos, no caso de inquéritos para a detecção direta em vetores e em animais de vida livre, cujo anti-soro para provas sorodiagnósticas, não são disponíveis. A PCR ainda pode oferecer o recurso de identificação molecular do agente em pesquisa, quando marcadores filogeneticamente informativos são amplificados e seqüenciados. Neste sentido, foi realizado o presente trabalho, cujo objetivo foi avaliar o desempenho analítico e diagnóstico de PCRs baseadas em primers direcionados a marcadores universais para diagnosticar Leishmania spp. localizados em dois genomas da célula parasitária, a saber, kDNA (maxicírculo e minicírculo) e DNA nuclear. Foram avaliadas PCRs baseadas em primers direcionados ao (i) DNA de kinetoplasto (kDNA) minicirculo, ao gene codificador de Citocromo B e Citocromo C Oxidase subunidade II presentes no (ii) kDNA maxicírculo, e ao gene codificador Citicromo C, presente no (iii) DNA nuclear. Pelos resultados infere-se que a PCR direcionada ao kDNA de minicírculo apresentou uma sensibilidade analítica muito superior às PCRs direcionadas ao DNA maxicirculo e nuclear. Pelo menos uma combinação dos primers de cada marcador foi capaz de detectar DNA de todas as espécies da Coleção de Leishmania do Instituto Oswaldo Cruz (CLIOC), tornando-os uma ferramenta útil para identificação de espécies de Leishmania spp. A PCR direcionada ao kDNA de minicírculo apresentou uma sensibilidade diagnóstica também muito superior às PCRs direcionadas ao DNA maxicirculo e nuclear. Amostras de baço e medula óssea produzem informações complementares para diagnóstico post-mortem de Leishmania spp. em cães soropositivos. Finalmente, as amostras de aspirado de medula óssea demonstraram ser uma alternativa confirmatória para o diagnóstico laboratorial do agente em animais soropositivos assintomáticos. / The PCR technique can be employed for the detection and identification of pathogens, and therefore has wide application in molecular epidemiology studies. Particularly in relation to infection by Leishmania spp., the detection of its agent is important in seropositive animals, in the case of surveys for direct detection in vectors and in free-living animals, whose anti-serum for serodiagnosis test are not available. PCR can also offer the molecular identification of the agent, when phylogenetically informative markers are amplified and sequenced. In this sense, we performed the present study, whose aim was to evaluate the analytical and diagnostic performance of PCR based on universal primers that target markers to diagnose Leishmania spp located in two distinct genomes of the parasite cell, namely, kDNA (maxicírcle and minicircle) and nuclear DNA. PCRs were evaluated based on primers targeted to the kinetoplastids (i) DNA (kDNA) minicircles, the cytochrome B and cytochrome C oxidase subunit II genes present in the (ii) kDNA maxicircle and the gene encoding Citicromo C, present in (iii) nuclear DNA. Based on the results, the PCR directed to the kDNA minicircle showed an analytical sensitivity much higher than the PCR targeting the kDNA maxicircle and nuclear DNA. At least one combination of primers of each marker was able to detect DNA from all CLIOC - Leishmania collection of Oswald Cruz institute species, which qualifies a useful tool for species identification of Leishmania spp. The PCR targeted to minicircle kDNA also showed to have a diagnostic sensitivity much higher than PCRs directed to kDNA maxicircle and nuclear DNA. Spleen and bone marrow samples produces additional information post-mortem diagnosis of Leishmania spp. on seropositive dogs. Finally, samples of bone marrow aspirate are an alternative for confirmatory laboratory diagnosis of the agent in asymptomatic seropositive animals.

Incluída dentre as doenças tropicais negligenciadas (DTNs), a leishmaniose se apresenta como um complexo de doenças de variados graus de gravidade, ocasionando desde uma lesão cutânea a uma progressiva infecção visceral fatal. O desenvolvimento de novas terapias é imprescindível, devido ao limitado e complexo arsenal terapêutico. Sendo assim, o presente projeto realizou o estudo in vitro e experimental em modelo de hamster infectado com L. (Leishmania) infantum de novas terapias para a leishmaniose visceral, utilizando três abordagens: i) reposicionamento de fármacos em uso na clínica para o tratamento de outras patologias; ii) sistemas de liberação controlada e sustentada de fármacos como os lipossomos e iii) avaliação de análogos sintéticos de naftoquinonas, bem como, análogos sintéticos de quelantes de ferro. O fármaco nitazoxanida (NTZ) foi amplamente estudado, apresentando atividade anti-Leishmania contra amastigotas intracelulares e um índice de seletividade (IS) de 2,5. Quando avaliado em modelo experimental, foi incapaz de reduzir a densidade parasitária no baço e fígado na forma livre, porém a encapsulação em lipossomos (NTZ-LP) conferiu maior direcionamento, resultando em uma eficácia de 50 e 82% no baço e fígado, respectivamente. A captação, in vitro, da NTZ-LP também foi avaliada em macrófagos sadios e infectados demonstrando uma ampla distribuição no citoplasma de ambos os grupos. Os parâmetros físico-químicos avaliados da NTZLP demonstraram uma formulação unilamelar, negativa com diâmetro inferior a 200nm. Estudos farmacocinéticos em modelo murino da NTZ e NTZ-LP demonstraram uma meia vida plasmática (T1/2) similar para ambas às formulações (6,5 minutos para NTZ e 8,7 minutos para NTZ-LP), porém tanto a exposição (AUC) e concentração plasmática máxima (Cmax) resultaram em valores quatro vezes maiores para os lipossomos, justificando a eficácia da formulação no estudo préclínico. Foi realizada ainda a triagem de 10 fármacos antihistamímicos, porém somente a cinarizina apresentou atividade no amastigota intracelular. O estudo experimental demonstrou que o fármaco foi incapaz de reduzir a densidade parasitária tanto no baço como no fígado dos animais, porém quando encapsulado em lipossomos foi observada uma eficácia de 54% apenas no fígado. Outros dois fármacos estudados apresentaram atividade anti-Leishmania, a amiodarona (antiarrítmico) e a sertralina (anti-depressivo). Apesar de a amiodarona ter apresentado potente atividade contra os amastigotas, com Concentração Efetiva 50% (CE50) de 0,5 ?M e um elevado IS de 56, não demonstrou atividade tanto no baço como no fígado no modelo experimental. Sertralina foi o fármaco mais promissor do trabalho, apresentando uma CE50 de 1,8 ?M e IS de 10, alcançando níveis de tratamento de 58% no baço e 87% no fígado dos animais. Novos compostos sintéticos também foram estudados. Dentre os 36 compostos análogos sintéticos de naftoquinonas, 14 demonstraram atividade contra as formas amastigotas intracelulares, destacando cinco compostos com IS >5. Ainda, os compostos sintéticos, quelantes de ferro, não foram capazes de eliminar o amastigota intracelular. O projeto teve como objetivo primordial a obtenção de um novo candidato a fármaco, livre ou encapsulado em lipossomos, que pudesse contribuir com novas perspectivas para estudos de novas terapias para a leishmaniose visceral. / Included among the neglected tropical diseases (NTDs), leishmaniasis present itself as a complex of varying degrees of serious diseases, resulting from a skin lesion to a progressive fatal visceral infection. The development of new therapies is essential, due to the limited and complex therapeutic arsenal. Thus, this project conducted the in vitro and in vivo studies using infected hamsters with L. (L.) infantum for new therapies against visceral leishmaniasis, using the three following approaches: i) drug repurposing; ii) controlled and sustained systems for drug delivery, such as liposomes, and iii) synthetic analogs of naphthoquinones, as well as, analogs of synthetic iron chelators. The nitazoxanide drug (NTZ) has been studied extensively, showing anti-Leishmania activity against intracellular amastigotes and selectivity index (SI) of 2.5. When it was evaluated in an experimental model, was unable to reduce the parasite burden in the spleen and liver in free form. However, when was encapsulated in liposomes (NTZ-LP), it has conferred higher direction, resulting in an efficiency of 50 to 82% in the spleen and liver, respectively. The in vitro uptake of NTZ-LP was evaluated in healthy and infected macrophages demonstrating a broad distribution in the cytoplasm of both groups. The NTZ-LP physical-chemical parameters were evaluated and showed a unilamellar formulation, negative and with diameter lower than 200nm. Pharmacokinetics studies in the murine model with NTZ and NTZ-LP showed a half-life (T1/2) similar for both formulations (6.5 minutes to NTZ and 8.7 minutes to NTZ-LP). However, the exposure (AUC) and maximum plasma concentration (Cmax), resulted, for the liposomes values, four times higher, which justify the efficacy of liposomal formulation in preclinical study. Additionally, 10 antihistamines drugs were evaluated, but only cinnarizine showed activity in the intracellular amastigotes. The experimental study showed that the drug was unable to reduce the parasite burden in both, spleen and liver infected animals. Nevertheless, when it was encapsulated in liposomes, a 54% efficacy, only, in the liver was observed. Other two drugs were studied relating Leishmania activity: amiodarone (antiarrhythmic) and sertraline (antidepressant). Although amiodarone have shown potent activity against amastigotes with Effective Concentration 50% (EC50) of 0.5 ?M and a high SI of 56, no activity was seen in spleen and liver in the experimental model. On the other hand, sertraline was the most promising drug, showing an IC50 of 1.8 ?M and SI of 10, increasing the treatment levels of 58% in the spleen and 87% in the liver of the animals. Novel synthetic compounds were also studied. Among 36 synthetic analogues of naphthoquinones, 14 demonstrated activity against intracellular amastigotes, highlighting five compounds with SI>5. Moreover, synthetic analogues of iron chelators were not able to eliminate intracellular amastigotes. The project had as its primary objective the attainment of a new drug candidate, free or encapsulated into liposomes, and it could contribute with new perspectives for studies towards novel therapies against visceral leishmaniasis.

Leishmania caracteriza-se por apresentar duas formas morfologicamente distintas em seu ciclo de vida: promastigotas e amastigotas. As formas promastigotas vivem tubo digestório do vetor flebotomíneo, sob as condições de pH 7,0 e temperatura ambiente, ao redor de 25ºC. As formas amastigotas são encontradas no interior dos fagolisossomos de macrófagos infectados onde encontram um ambiente de pH ácido e temperatura ao redor de 34ºC. Leishmania utiliza arginina para a síntese de poliaminas, que desempenham papel fundamental no crescimento, diferenciação celular e sucesso da infecção. A tomada de arginina em L. (L.) amazonensis é feita pela proteína transportadora de aminoácidos - amino acid transporter-like 3 (AAP3), codificada por duas cópias do gene (5.1 aap3 e 4.7 aap3) dispostas em tandem no genoma. Os transcritos de 5.1 aap3 e de 4.7 aap3 apresentam 98% de identidade entre as ORFs, mas diferem nas 5\' e 3\' UTR. O objetivo do presente trabalho foi avaliar se os sinais de temperatura, pH e privação de arginina disparam a regulação da expressão de aap3 em formas promastigotas e amastigotas. Para isso avaliamos o nível dos transcritos e realizamos ensaios de tomada de arginina em células submetidas à privação ou suplementadas com arginina, nas temperaturas de 25°C ou 34°C em pH 7,0 ou 5,0. Constatou-se em formas promastigotas que o transcrito 5.1 aap3 apresentou maior abundância em relação a 4.7 aap3, e que a privação promoveu o aumento da tomada do aminoácido quando os parasitos eram mantidos em pH 7,0 a 25°C, corroborando dados anteriores do nosso grupo. Demonstramos que a mudança de temperatura foi um fator importante para o aumento do número de cópias de 5.1 aap3 em promastigotas privadas, principalmente quando associadas com o pH 5,0. Além disso, o aumento da temperatura favoreceu a tomada de arginina, corroborando com a elevação do número de cópias observada para o transcrito 5.1 aap3. Em amastigotas-like, mantidas a 25°C e pH 7,0 a privação reverteu a expressão de 5.1 aap3 para o mesmo perfil observado para promastigotas. Contudo, não observamos um favorecimento na tomada de arginina. Ainda em amastigotas, o tratamento a 34°C e pH 7,0 favoreceu a tomada de arginina, porém não observamos um aumento correspondente na quantificação do transcrito. O transcrito 4.7 aap3 não apresentou alteração significativa em qualquer tratamento em promastigotas e amastigotas. Os nossos resultados indicam que a variação de temperatura e do pH, além da privação de arginina, podem ser sinais importantes para regulação da expressão diferencial de aap3, principalmente a cópia 5.1 aap3, de forma a assegurar a oferta de arginina em formas promastigotas previamente à entrada no hospedeiro mamífero e em formas amastigotas, na passagem para o vetor, assegurando o sucesso da infecção / Leishmania presents two morphologically distinct forms in its life cycle: promastigote and amastigote. The promastigotes live in the midgut of the sand fly vector under the conditions of pH 7.0 and room temperature, around 25°C. The amastigote forms are found inside the phagolysosomes of infected macrophages where they encounter an environment of acidic pH and temperature around 34°C. Leishmania uses the arginine to synthesize polyamines which play an important role in cell growth, differentiation and in the successful of infection. The arginine uptake in Leishmania (L.) amazonensis is made by an amino acid porter 3-like protein (AAP3), coded by a two copies gene (5.1 aap3 e 4.7 aap3) arranged in tandem in the genome. The transcripts, 5.1 aap3 and 4.7 aap3, present 98% of ORFs identity, but differ in the 5\' and 3\' UTR. The aim of this work was to evaluate if canges in temperature, pH and arginine deprivation represent signals to trigger the regulation expression of aap3 in promastigotes and amastigotes. For this, we evaluated the transcripts level and performed assays of arginine uptake in parasites subjected to arginine starvation or supplemented with arginine, at temperatures of 25°C or 34°C and pH 7.0 or 5.0. In promastigotes we verified that the transcript 5.1 aap3 showed higher abundance in relation to 4.7 aap3, and that the arginine starvation promoted an increase in the amino acid uptake when the parasites were maintained at pH 7.0 and 25°C, confirming previous data from our group. The change of temperature was an important factor to the increase of 5.1 aap3 transcripts - in starved promastigotes, particularly when associated with pH 5.0. In addition, the increase of the temperature led to an increase of the arginine uptake, correlated to the increase of 5.1 aap3 transcript. The amastigotes-like maintained at 25°C and pH 7.0 and submitted to the amino acid starvation reverted 5.1 aap3 expression profile to the same observed for promastigotes. However, those condictions did not favor an increase in arginine uptake. The treatment of amastigotes at 34°C and pH 7.0 facilitated the increased of arginine uptake, but did not correlated with the transcripts level. The 4.7 aap3 transcript did not change significantly in any promastigotes and amastigotes treatments. Our results indicate that variation in temperature and pH, in addition to arginine starvation may be important signals for regulating the aap3 expression, mainly the copy 5.1 aap3, in order to ensure the correct supply of arginine in the previous period in relation to the entry of the promastigotes into the mammalian host or to the amastigotes transition in the vector, ensuring the success of the infection.

A terapia fotodinâmica (PDT) é uma modalidade terapêutica utilizada para causar morte celular baseada no uso de fármacos fotossensibilizadores e aplicação de luz com comprimento de onda adequado. No processo fotodinâmico, a molécula do fotossensibilizador (FS) é excitada para o seu estado singleto como resultado da absorção da luz gerando estresse oxidativo em diversas estruturas celulares, dentre elas a mitocôndria. A geração do estresse oxidativo pode induzir a resposta de morte por via apoptótica. Esse estudo tem como objetivo avaliar o tipo de resposta de morte celular em formas promastigotas metacíclicas de Leishmania (L.) amazonensis submetidas à PDT utilizando o azul de metileno como FS. Para isso algumas condições como captação do FS pela célula, potência de irradiação (100 mW/ 250m W), concentração do FS (50, 100, 250 e 500 &mu;M) e tempo de irradiação (60 s /300 s) foram testadas para compreender a resposta do parasito a esse desafio leishmanicida. Após essas etapas foi investigada a viabilidade das promastigotas por meio da atividade mitocondrial utilizando o MTT ((brometo de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium). Em seguida, a exposição de fosfatidilserina, a permeabilidade de membrana e a alteração de potencial de membrana da mitocôndria foram avaliados para analisar a via de resposta de morte celular provocada pela ação fotodinâmica e as possíveis mudanças morfológicas e ultraestruturais que esse parasito pudesse apresentar. Os resultados obtidos pelos testes \"in vitro\" de viabilidade celular (MTT) das promastigotas demostra que a terapia consegue diminuir a atividade metabólica em até 80%, na condição de 50 &mu;M - 100 mW/300s. Foi possível concluir que promastigotas de L.(L.) amazonensis sofrem dano celular provocado pelo estresse oxidativo. A morte celular desse parasito é possivelmente por via apoptótica. A análise por microscopia eletrônica de transmissão indica danos celulares como encolhimento celular, arredondamento, vacuolização do meio intracelular, perda de integridade do flagelo e migração da cromatina nuclear para a periferia da membrana do núcleo do parasito. / The photodynamic therapy (PDT) is a treatment modality used to cause cell death based on the substances with photosensitizing properties and application of a light with suitable wavelength. In the photodynamic process, photosensitizer (PS) molecule is excited to its singlet state as a result of light absorption generating oxidative stress on many cellular structures, among them the mitochondria. The oxidative stress may induce cell death by apoptosis. Thus, this study aims to evaluate the type of cell death in promastigotes forms of Leishmania amazonensis following PDT using the methylene blue as PS. For that certain conditions as PS uptake, power irradiation, PS concentration and irradiation time were tested to investigate the response of the parasite to this leishmanicidal challenge. After these steps, it has been investigated the viability of the promastigotes, the cell death response pathway caused by photodynamic challenge and the possible morphological and ultrastructural changes that this parasite could present. The results obtained by the in vitro cell viability tests (MTT) of promastigotes indicate that the therapy can reduce metabolic activity by up to 80%, in the condition of 50 &mu;M - 100 mW / 300s. It was concluded that L. amazonensis suffers cell damage caused by oxidative stress. The analysis by transmission electron microscopy indicated cell damage and cell shrinkage, rounding, vacuolization of the intracellular environment, scourge of integrity loss and migration of nuclear chromatin to the periphery of the membrane of the nucleus of the parasite.

Orientador: Maria Isabel Nogueira Cano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T06:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giardini_MiriamAparecida_D.pdf: 16478216 bytes, checksum: 881eff76c52bbb67a22537e86deba896 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Telômeros são complexos DNA-proteínas que protegem os cromossomos eucarióticos da degradação, garantindo estabilidade genômica. As seqüências teloméricas são ricas em G e apresentam uma protrusão 3¿ simples-fita que se estende em direção ao terminal cromossômico. Em Leishmania, os telômeros são compostos pela seqüência repetida 5¿-TTAGGG-3¿ e são replicados pela telomerase, a principal responsável pela manutenção dos terminais cromossômicos em eucariotos. Além de replicar os telômeros, o complexo holoenzimático da telomerase, composto pela transcriptase reversa da telomerase (TERT), pelo RNA da telomerase (TER) e por proteínas associadas, também atua como parte de um complexo de ordem maior que protege os terminais teloméricos. O entendimento do mecanismo de regulação da manutenção telomérica será de grande valor científico e poderá levar ao descobrimento de algum alvo potencial para o desenvolvimento de novas drogas anti-leishmania. Com esse objetivo, identificamos, clonamos e caracterizamos o gene que codifica o componente TERT em Leishmania spp.. O alinhamento múltiplo das seqüências através do programa ClustalW demonstrou que as telomerases de Leishmania apresentam muito mais homologia entre si do que com as proteínas de outros kinetoplastídeos e eucariotos. Experimentos de caracterização indicaram que a seqüência putativa do gene da telomerase de Leishmania localiza-se provavelmente em cópia única nos maiores cromossomos. Um único transcrito de RNA mensageiro foi encontrado nos promastigotas. Análises filogenéticas sugeriram que a telomerase de Leishmania pode representar uma ligação entre os mais antigos e os mais novos ramos das telomerases. Além disso, proteínas recombinantes foram expressas em sistema bacteriano, tornando possível a produção de anticorpos policlonais em coelhos. Experimentos de ¿Western blotting¿ e imunoprecipitação de cromatina indicaram que o anticorpo foi capaz de reconhecer a proteína nativa e que a telomerase de L. amazonensis interage in vivo com a seqüência telomérica rica em G. A atividade de telomerase de L. amazonensis foi purificada utilizando-se uma combinação de colunas cromatográficas. Testou-se a atividade enzimática em cada passo da purificação utilizando-se o ensaio ¿Two-tube TRAP¿. Os resultados mostraram que a atividade enzimática é encontrada nas frações purificadas pelas cromatografias de troca iônica, de afinidade por Heparina e de gel filtração. A atividade foi altamente enriquecida após a purificação por afinidade utilizando um oligonucleotídeo de DNA telomérico rico em G. Quando foi utilizado um oligorribonucleotídeo 2¿O-metil complementar à putativa seqüência molde do TER de Leishmania como ligante na cromatografia de afinidade, pouca ou nenhuma atividade enzimática foi eluída da resina, sugerindo que a interação entre a telomerase de L. amazonensis e este oligorribonucleotídeo é tão forte que não permite sua dissociação nas condições de eluição gentis necessárias para manter a atividade enzimática. Formas procíclicas de Trypanosoma brucei foram utilizadas para a construção do sistema ¿PTP-tagging¿, no intuito de futuramente purificar o complexo holoenzimático da telomerase. Em paralelo, ensaios de ¿primer extension¿ foram padronizados e identificou-se uma seqüência candidata ao gene do RNA da telomerase de T. brucei. Também foi identificada e clonada em L. amazonensis, uma seqüência homóloga à PinX1 humana, descrita como uma proteína que interage diretamente com a TERT humana e considerada um inibidor natural da atividade de telomerase / Abstract: Telomeres are protein-DNA complexes that protect linear chromosomes from degradation, providing genomic stability. The telomeric sequences are G-rich and contain a 3¿ single-stranded region that protrudes toward the chromosome end. In Leishmania, the telomeric DNA is composed by the conserved 5¿-TTAGGG-3¿ repeated sequence and it is replicated by telomerase. Telomerase is responsible for maintaining chromosome ends in most eucaryotes by adding new telomeric sequences to the G-rich strand. Besides replicating telomeres, the telomerase holoenzyme complex, composed by the reverse transcriptase component (TERT), the telomerase RNA (TER) and associated proteins, also works as part of the higher order complex that protects telomeric ends. Understanding the regulation of the telomeric maintainance mechanism may allow the discovery of potential targets to the development of new antileishmania drugs. Therefore, we identified, cloned and characterized the TERT gene in Leishmania spp.. A ClustalW multiple-sequence alignment demonstrated that the Leishmania telomerases show greater homology with each other than with the proteins of other kinetoplastids and eukaryotes. Characterization experiments indicated that the putative Leishmania TERT gene was probably located in single copy at the largest chromosomes. A single messenger RNA transcript was found in promastigotes. Phylogenetic analysis suggested that Leishmania telomerase might represent a liaison between the oldest and the newest branches of telomerases. Besides that, recombinant proteins were expressed in bacterial system, allowing production of anti-LaTERT polyclonal serum in rabbits. Western blotting and chromatin immunoprecipitation assays indicated that the anti-LaTERT serum was able to recognize a native protein in nuclear and total extracts of the parasite and that L. amazonensis telomerase interacts in vivo with the G-richtelomeric sequence. We have also purified the L. amazonensis telomerase activity in order to better understand its biochemical features. Protein extracts of L. amazonensis containing telomerase activity were purified using combined chromatographic columns. Enzyme activity was tested in each purification step using the ¿Two-tube TRAP¿ assay. The results showed that enzyme activity is found in fractions purified by ion exchange (DEAE), Heparin affinity and gel filtration chromatographic methods. The activity was greatly enriched after affinity purification using a G rich telomeric DNA oligonucleotide as the ligand. When a 2¿O-methyl oligoribonucleotide complementary to the putative L. amazonensis TER template was used as a ligand in the affinity purification, little or no enzyme activity was eluted from resin, suggesting that the interaction between L. amazonensis telomerase and this oligoribonucleotide is too strong that disables its dissociation under the gentle elution conditions necessary to maintain enzyme activity. In order to identify the telomerase holoenzyme components, procyclic forms of Trypanosoma brucei were used to construct the PTP-tagging system. ¿Primer extension¿ reactions were also done in order to isolate and sequence an RNA candidate for the telomerase RNA gene in T. brucei. In addition, we have cloned a L. amazonensis homologue of the human PinX1 protein, previously known as a hTERT-interacting factor and as a potent telomerase inhibitor / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular