A leptospirose é causada por bactérias que pertencem ao gênero Leptospira. Em um estudo realizado por nosso grupo, observou-se que as proteases secretadas por leptospiras patogênicas foram capazes de clivar a molécula C3 do Complemento e seus fragmentos C3b e iC3b, além de Fator B, C4b e C2. Neste trabalho expandimos a análise da atividade proteolítica sobre os componentes do Complexo de Ataque à Membrana (MAC): C6, C7, C8 e C9. Nós observamos que essas proteases clivam todos os componentes do MAC inclusive o complexo solúvel formado e que essas clivagens ocorrem de modo tempo-dependente. Além disso, as clivagens dessas moléculas ocorrem de modo seletivo, pois mesmo utilizando quantidades reduzidas de sobrenadantes ainda foi possível observar produtos de clivagem. A atividade proteolítica foi inibida pela 1,10fenantrolina, indicando a participação de metaloproteases. O reconhecimento de quais moléculas do MAC são clivadas por proteases de leptospiras patogênicas pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas na infecção por estes patógenos. / Leptospirosis is a zoonosis caused by spirochetes from the genus Leptospira. In a previous study, our group observed that the proteases secreted by Pathogenic Leptospira were capable of cleaving C3 of Complement, as well as the fragments C3b and iC3b, Factor B (Alternative Pathway), C4 and C2 (Classical and Lectin Pathways). In this work, we analyze the activity of the leptospiral proteases on the components of Membrane Attack Complex (MAC). We observed that the protease cleaves all MAC components including soluble complex formed and that these cleavages occur in a time-dependent manner and in a selective way, since even when reduced quantities of supernatants were used, the cleavage products were still observed. The proteolytic activity was inhibited by 1,10phenanthroline, indicating the participation of metalloproteinases. The recognition that MAC molecules are cleaved by proteases of pathogenic leptospires can contribute to the development of therapeutic strategies for the infection by these pathogens.

A leptospirose é uma zoonose causada por leptospiras patogênicas que possuem estratégias para driblar a ação do sistema complemento ao interagir com diversos reguladores negativos, como a vitronectina. Neste projeto, avaliou-se a interação de vitronectina com três proteínas de membrana de Leptospira: LigA, LigB e LcpA. Verificou-se que essas interações ocorrem nas porções C-terminais das proteínas e nos domínios de ligação com heparina da vitronectina. Essas proteínas também se ligam a C9 e são capazes de impedir a formação do poro in vitro e a formação do MAC em um ensaio clássico de hemólise. Essas proteínas de Leptospira interagem com diversos reguladores negativos do sistema complemento. Ensaios de competição demonstram que estes reguladores interagem simultaneamente com as proteínas através de sítios distintos. A caracterização funcional de proteínas e a descoberta de novos mecanismos utilizados por esse patógeno para sobreviver no hospedeiro podem auxiliar nossa compreensão no que diz respeito a aspectos relacionados à clínica e à prevenção da leptospirose. / Leptospirosis is a zoonotic disease caused by pathogenic Leptospira that have strategies to escape the action of the complement system interacting with several negative regulators, such as vitronectin. In this project, we evaluated the interaction of vitronectin with three Leptospira membrane proteins: LigA, LigB and LcpA. It has been found that such interactions occur at the C-terminal portions of these proteins and the heparin binding domain of vitronectin. These proteins also bind to C9 and are capable of preventing the formation of the pore in vitro and the formation of MAC in a classical test of hemolysis. These proteins interact with various Leptospira negative regulators of the complement system. Competition assays demonstrated that both interact with these regulatory proteins through distinct sites. The functional characterization of these proteins and the discovery of new mechanisms used by this pathogen to survive in the host may help our understanding with regard to clinical aspects and prevention of leptospirosis.

A leptospirose é uma doença bacteriana infectocontagiosa, de curso agudo ou crônico, causada por espiroquetas do gênero Leptospira, de caráter zoonótico e cosmopolita que acomete o homem e os animais domésticos e silvestres. Pode ser transmitida de forma direta pelo contato com os fluidos contendo leptospiras, através das vias transplacentária e hematogênica, genital e o ato de mamar; ou de forma indireta pelo contato com ambiente contaminado com leptospiras. O conhecimento da gravidade da infecção, da distribuição geográfica, dos fatores de risco e das estirpes circulantes é de extrema importância para o estabelecimento da epidemiologia e o aprimoramento de medidas preventivas e diagnósticas. Neste estudo, avaliou-se a utilização de proteínas recombinantes de Leptospira spp. como antígenos no desenvolvimento de um teste rápido baseado em ensaio imunocromatográfico do tipo dipstick, como método diagnóstico da leptospirose animal. Foram selecionadas 11 proteínas recombinantes como candidatos a antígenos. As proteínas recombinantes purificadas foram avaliadas na detecção de anticorpos específicos por Western-blotting e ELISA. Somente a LipL32 apresentou reatividade com os soros positivos para leptospirose. Dois testes imunocromatográficos, utilizando a proteína LipL32, foram desenvolvidos. Um teste tipo I utilizando a proteína LipL32 conjugada ao ouro coloidal e outro tipo III com o ouro coloidal conjugado a proteína A e a LipL32 na linha teste. Em ambos as linhas teste e controle reagiram, demonstrando que os testes estão funcionando. O teste tipo I realizado manualmente mostrou resultados satisfatórios para os soros bovinos e soro hiperimune de coelho. O tipo III mostrou reatividade para as amostras de soro bovino, equino, coelho e cão. Quando se aplicou este dois testes em máquinas automatizadas não foi possível detectar a linha teste, provavelmente devido a necessidade de nova padronização de todos os parâmetros do método. / Leptospirosis is an infectious bacterial disease of acute or chronic course, caused by spirochetes of the genus Leptospira, with zoonotic and cosmopolitan character, which affects humans, wild and domestic animals. It can be transmitted directly by contact with fluids containing leptospires through placental, hematogenous and genital routes and through the act of breastfeeding; or indirectly by contact with an environment contaminated with leptospires. Acquiring knowledge about the infection severity, the geographical distribution, the risk factors, and the circulating strains is of utmost importance to stablish the epidemiology and to improve preventive and diagnostic measures. In this study, recombinant proteins of Leptospira spp. were evaluated as antigens in the development of a rapid immunochromatographic assay based on the type dipsticks a method of diagnosing animal leptospirosis. 11 recombinant proteins were selected as candidate antigens. The purified recombinant proteins were evaluated in the detection of specific antibodies by Western blotting and ELISA. Only the LipL32 protein showed reactivity with positive sera for leptospirosis. Two immunochromatographic tests, using LipL32 protein, have been developed: a type I test using the LipL32 protein conjugated to colloidal gold and another, type III with colloidal gold conjugated to protein A and LipL32 in the test line. In both assays the test lines and the control lines reacted, showing that the methods are working. The type I test performed manually showed satisfactory results for bovine and hyperimmune rabbit sera. The type III test showed reactivity for bovine, horse, rabbit and dog sera. When these two tests were applied in automated machinery, it has not been possible to detect the line test, probably due to the need for further standardization of all method parameters.

Leptospirosis is a zoonotic disease of global importance caused by pathogenic Leptospira species. Dogs are reservoir hosts for pathogenic Leptospira and can act as potential transmission sources of the disease. Identification of such individuals and characterization of leptospires involved in chronic infections may promote a better understanding of the role of dogs in the epidemiology of particular leptospiral strains and the overall contribution of dogs to environmental contamination in urban and rural scenarios. The present work describes the identification of dogs presenting asymptomatic urinary shedding of different pathogenic Leptospira species among stray and sheltered dog populations, as well as the characterization of leptospiral strains isolated from chronic carriers. Blood and urine samples were taken from three different populations: (I) 92 dogs kept in a public shelter at the University of São Paulo campus; (II) seven stray dogs living inside the University of São Paulo campus; and (III) 24 dogs kept in a public shelter from the city of Mogi das Cruzes. Dogs identified as urinary shedders by PCR-based DNA detection were prospectively evaluated in order to confirm persistent renal carriage of the pathogen and to recover viable leptospires for proper characterization. Leptospiruric dogs were identified in all populations studied. Quantitative PCR targeting the lipL32 gene and the 16S rRNA detected urinary shedding in 10 dogs (10,87%) from population I: two of these dogs were recently admitted at the facility and one dog was adopted immediately after presenting large quantities of leptospires in urine. Prospective evaluation of nine leptospiruric dogs enabled the identification of two chronic carriers, allowing the recovery of leptospires from both dogs. The strains were further characterized by MLST analysis and serogrouping, thus confirming infection caused by L. interrogans serogroup Canicola and L. santarosai serogroup Sejroe. Two leptospiruric dogs (28,5%) were detected in population II by 16S and secY PCR amplification; one dog presented persistent urinary shedding of L. interrogans, but no isolates could be recovered. The other leptospiruric dog presented asymptomatic infection caused by L. santarosai and could not be reevaluated. Only one dog from population III (4,1%) presented leptospiruria detected by PCR; the dog could not be reevaluated, however sequence analysis revealed infection caused by L. santarosai. The results indicate the first report of L. santarosai infection in dogs. Asymptomatic infection caused by this leptospiral species was observed in all populations studied, thus indicating a possible role of dogs in the chain of transmission of this particular pathogen. The results also suggest a possible genetic distinction between lineages of Brazilian L. santarosai maintained by dogs and other animal hosts. Isolation and persistent chronic carriage of L. santarosai found shows that dogs can persistently harbor leptospires other than L. interrogans. This study also points out that dogs can be inadvertently admitted and adopted in dog shelters, potentially increasing the risks of occupational and zoonotic transmission by bringing infected animals closer to shelter workers, adopters and their households. / A leptospirose é uma doença zoonótica de importância global causada por espécies patogênicas do gênero Leptospira. Cães são hospedeiros de manutenção de leptospiras patogênicas e podem atuar como potenciais fontes de infecção da doença. A identificação de tais indivíduos e a caracterização de leptospiras envolvidas na infecção crônica podem ajudar a compreender o papel dos cães na epidemiologia da doença tanto em ambientes rurais quanto urbanos. O presente trabalho descreve a identificação de cães errantes e mantidos em abrigos coletivos com eliminação assintomática de leptospiras patogênicas, além de descrever também a caracterização das diferentes estirpes obtidas de cães cronicamente infectados. Amostras de sangue e urina foram coletadas de 3 populações distintas: (I) 92 cães mantidos em um abrigo coletivo localizado dentro da Universidade de São Paulo; (II) sete cães errantes capturados dentro do campus da Universidade de São Paulo; e (III) 24 cães mantidos em um abrigo coletivo localizado na cidade de Mogi das Cruzes. Cães identificados como leptospirúricos por técnicas moleculares (PCR) foram prospectivamente avaliados para confirmar a persistência da eliminação bacteriana e para obter isolamento da cepa infectante e sua subsequente caracterização. A amplificação de fragmentos dos genes 16S rRNA e lipL32 permitiu a identificação de 10 cães (10,87%) leptospirúricos na população I. Dois dos 10 cães haviam sido recentemente admitidos no local, e outro cão foi adotado logo após apresentar grandes quantidades de leptospiras na urina. A avaliação prospectiva de nove animais leptospirúricos permitiu a caracterização da infecção crônica e assintomática em dois cães, o que possibilitou o isolamento de leptospiras de ambos os animais. As cepas foram tipificadas pelas técnicas de MLST e sorogrupagem, caracterizando duas cepas distintas, sendo elas L. interrogans sorogrupo Canicola e L. santarosai sorogrupo Sejroe. Dois cães leptospirúricos (28,5%) foram identificados na população II pela amplificação por PCR dos genes 16S rRNA e secY; um deles apresentou eliminação persistente de L. interrogans, no entanto não foi possível o isolamento do patógeno. O outro cão leptospirúrico não pôde ser reavaliado, entretanto a análise filogenética permitiu identificar infecção causada por L. santarosai. Apenas um cão da população III (4,1%) apresentou eliminação de leptospiras na urina, que foi confirmada pela amplificação de fragmento dos genes 16S rRNA e secY; o cão não pôde ser reavaliado, no entanto a análise filogenética dos fragmentos amplificados confirmou infecção causada por L. santarosai. Os resultados indicam o primeiro registro de infecção causada por L. santarosai em cães. A ocorrência da infecção assintomática causada por essa espécie nas três populações avaliadas indica um possível papel dos cães na cadeia de transmissão desse patógeno em centros urbanos, além de demonstrar que cães podem se tornar portadores de diferentes espécies de leptospiras. Os resultados sugerem uma possível distinção genotípica de cepas de L. santarosai mantidas por cães quando comparadas com estirpes desta espécie isoladas de outros hospedeiros. O presente estudo também foi capaz de demonstrar que cães leptospirúricos podem ser inadvertidamente admitidos ou adotados em abrigos coletivos, aumentando potencialmente os riscos de transmissão ocupacional e zoonótica da doença.

Resumo: A uveíte em mamíferos tem sido relacionada à infecção por Leptospira spp., e, embora ocorra com maior frequência na espécie equina, já foi observada e relatada em outras espécies mamíferas, inclusive na humana. O objetivo deste trabalho foi investigar a relação entre a infecção por leptospiras e a ocorrência de alterações oculares em cães. Para a obtenção dos dados foram utilizados 32 cães, em idade reprodutiva, recolhidos pelo Centro de Controle de Zoonoses do Município de São José do Rio Preto, que apresentaram reação negativa, em duas provas de soroaglutinação microscópica (SAM) no intervalo de sete dias. Dos 32 cães, 20 foram inoculados com uma cepa patogênica de Leptospira interrogans sorovariedade Canicola e 12 formaram o grupo controle. Com a finalidade de avaliar as possíveis alterações do globo ocular post mortem, oito cães (cinco inoculados e três controles) foram sacrificados nos dias: sete, 15, 30 e 45 após o dia da inoculação. Amostras de humor aquoso, de um dos olhos de cada animal, foram retiradas para realização de PCR e SAM; o outro globo ocular foi retirado para realização de exame histopatológico e para a técnica de coloração de Levaditi. Nos dias zero, três, cinco, sete, 10 e após, a cada cinco dias, inclusive no dia do sacrifício, foram realizadas avaliações do estado físico do animal, do globo ocular e realizadas colheitas de sangue. O soro sanguíneo foi submetido à SAM para estabelecer os títulos obtidos em cada fase da infecção. Embora todos os animais tenham apresentado títulos sorológicos, indicando o sucesso da infecção, nenhum dos testes de detecção resultou positivo em até 45 dias de observação; no exame clínico apenas três animais apresentaram alterações perceptíveis: dois apresentavam irritação ocular, com hiperemia da esclera e um animal apresentava lacrimejamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Uveitis in mammals has been related to Leptospira spp. And although it occurs more frequently in the horse has already been observed and reported in other mammalian species, including the human. The aim of this study was to investigate the relationship between leptospira infection and the occurrence of ocular changes in dogs. To obtain the data were used 32 dogs in the reproductive age, collected by the Center for Zoonosis Control in São José do Rio Preto, which showed negative reaction in both tests of microscopic agglutination test (MAT) within seven days. Of the 32 dogs, 20 were inoculated with a pathogenic strain of Leptospira interrogans sorovar Canicola and 12 formed the control group. With the aim of assessing possible changes of the eye post mortem, eight dogs (five inoculated and three controls) were sacrificed on days: seven, 15, 30 and 45 days after inoculation. Samples of aqueous humor of one eye of each animal were removed for PCR, and MAT, and the other eye was removed for histological examination and the staining technique Levaditi. On days zero, three, five, seven, 10 and, thereafter, every five days, including the day of sacrifice, were assessed the physical condition of the animal, the eyeball and blood samples. The serum was subjected to SAM to establish the qualifications obtained at each stage of infection. Although all animals have serologic evidence indicating the success of infection, no detection tests resulted positive in up to 45 days of observation and by clinical examination only three animals showed noticeable changes: two had eye irritation with redness of the sclera and one animal showed tearing. We conclude that 45 days of infection with Leptospira interrogans sorovar Canicola are not enough to cause serious damage to the ocular system of dogs / Orientador: Raul José Silva Gírio / Coorientador: Fernanda Senter Magajevski / Banca: Luis Antonio Mathias / Banca: Heloisa Cristina da Silva / Mestre

A Leptospira é o agente etiológico da leptospirose, uma das mais importantes zoonoses, considerada um grande problema de saúde pública mundial. São observados aproximadamente um milhão de casos mundialmente a cada ano, principalmente em países em desenvolvimento com clima ameno ou tropical, sendo 5% a 10% fatais. As leptospiras são bactérias espiroquetas de vida extracelular, com capacidade de multiplicar-se e disseminar-se em vários tecidos. A presença desse microrganismo no hospedeiro ativa os mecanismos de defesa tanto da resposta imune inata quanto da resposta adaptativa, entre eles: a ativação do Sistema Complemento, a fagocitose e a produção de anticorpos específicos. Dados da literatura demonstraram que algumas espécies patogênicas são resistentes à ação do Sistema Complemento, enquanto que as espécies não patogênicas são sensíveis, uma vez que são rapidamente eliminadas na presença de soro humano normal (SHN). Neste estudo, expandimos o número de espécies de leptospiras estudadas, sendo: sete estirpes patogênicas e duas não patogênicas, com a finalidade de aprofundar o nosso conhecimento sobre a susceptibilidade e resistência dos diferentes sorovares à ativação de Sistema Complemento. Nos ensaios de sobrevivência, os sorovares das espécies patogênicas mostraram-se resistentes em todas as condições avaliadas.Os dois sorovares daespécie não patogênica (L. biflexa sorovar Andamana e sorovar Patoc) mostraram-se susceptíveis à ação do Sistema Complemento em presença do SHN, como esperado.Quando incubadas com SHN+EDTA 10 mM porcentagem de sobrevida foi semelhanteao SHNi e ao SHN+EGTA 10 mM em menor medida.Ensaios de sobrevivência com soros depletados de C1q, de FD, e soro deficiente de MBLsugerem que a Via Clássica, com menor contribuição e, principalmente, a Via das Lectinas foram importantes para eliminar os sorovares não patogênicos. A interação das proteínas C3, C5, C6, C7, C8 e C9 com a superfície das espécies patogênicas e não patogênicas foi avaliada por Western Blot e ELISA. Diante dos resultados obtidos, não observamos diferenças significativas na deposição de C3 entre as espécies aqui estudadas.Foi observado maior deposição das proteínas C5, C8 e C9 na bactéria não patogênica sorovar Andamana quando comparada a alguns sorovares patogênicos.Em relação às proteínas C6 e C7, houve uma maior deposição em ambas as estirpes sensíveis ao soro, sorovar Andamana e sorovar Patoc, quando comparadas com as sete estirpes patogênicas estudadas. Os sorovares não patogênicos, apesar de pertencer à mesma espécie (L. biflexa), tiveram uma interação diferenciada com os componentes do Complemento, observando uma maior deposição no sorovar Andamana, em relação ao sorovar Patoc. Nosso trabalho sugere que a Via das Lectinas é a melhor via de ativação para eliminar as leptospiras não patogênicas, a Via Clássica contribui minimamente, e por fim, a Via Alternativa não possui relevância na morte das mesmas. As leptospiras patogênicas não são afetadas pelo Sistema Complemento. / Leptospira is the etiological agent of leptospirosis, one of the most important zoonoses and a major public health problem worldwide. There are one million cases worldwide observed each year, especially in developing countries with mild or tropical climate, being 5% to 10% fatal. Leptospires are spirochetes of extracellular life, with the ability to multiply and spread in various tissues. The presence of this microorganism can activate host defense mechanisms of both the innate immune response and the adaptive response, among them: activation of the Complement System, phagocytosis and production of specific antibodies. Literature data show that there are pathogenic species that are resistant to the action of the Complement System, whereas species that are non - pathogenic are sensitive, since they are rapidly eliminated in the presence of normal human serum (NHS). In this study, we expanded the number of leptospira species studied: seven pathogenic strains and two non-pathogenic strains, in order to deepen our knowledge about the susceptibility and resistance of different serovars to Complement System activation. The serovars of the pathogenic species proved to be resistant in all conditions evaluated. The two non-pathogenic serovars (L. biflexa serovar Andamana and serovar Patoc) were susceptible to the action of the Complement System in the presence of NHS as expected. When incubated with 10 mM NHS+EDTA, the survival percentage was similar to the incubation with iNHS and, to a lesser extent, to 10 mM NHS+EGTA. Survival tests with serum depleted from C1q, FD and MBL deficient serum suggest that the Classical Pathway, with a lower contribution, and the Lectin Pathway were important to eliminate the nonpathogenic serovars. Western Blot and ELISA evaluated interactions between the C3, C5, C6, C7, C8 and C9 proteins and the surface of the pathogenic and non-pathogenic species. In view of the results obtained, we didnt observed anything significant in the deposition of C3 among the species studied here. A higher deposition of C5, C8 and C9 proteins was observed in the nonpathogenic bacterium Andamana when compared to some pathogenic serovars. Regarding the C6 and C7 proteins, a greater deposition in both serum-sensitive strains, serovar Andamana and serovar Patoc, when compared to the seven pathogenic strains studied. Non-pathogenic serovars, although belonging to the same species (L. biflexa), had different interactions with the components of the Complement, observing a greater deposition in the Andamana serovar, in relation to the serovar Patoc. Our work suggests that the Lectin Pathway is the best route of activation to eliminate nonpathogenic leptospires. Classical Pathway contributes minimally and, finally, the Alternative Pathway has no relevance in the death of these pathogens. Pathogenic leptospires are not affected by the Complement System.

A leptospirose é causada por bactérias que pertencem ao gênero Leptospira. Em um estudo realizado por nosso grupo, observou-se que as proteases secretadas por leptospiras patogênicas foram capazes de clivar a molécula C3 do Complemento e seus fragmentos C3b e iC3b, além de Fator B, C4b e C2. Neste trabalho expandimos a análise da atividade proteolítica sobre os componentes do Complexo de Ataque à Membrana (MAC): C6, C7, C8 e C9. Nós observamos que essas proteases clivam todos os componentes do MAC inclusive o complexo solúvel formado e que essas clivagens ocorrem de modo tempo-dependente. Além disso, as clivagens dessas moléculas ocorrem de modo seletivo, pois mesmo utilizando quantidades reduzidas de sobrenadantes ainda foi possível observar produtos de clivagem. A atividade proteolítica foi inibida pela 1,10fenantrolina, indicando a participação de metaloproteases. O reconhecimento de quais moléculas do MAC são clivadas por proteases de leptospiras patogênicas pode contribuir para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas na infecção por estes patógenos. / Leptospirosis is a zoonosis caused by spirochetes from the genus Leptospira. In a previous study, our group observed that the proteases secreted by Pathogenic Leptospira were capable of cleaving C3 of Complement, as well as the fragments C3b and iC3b, Factor B (Alternative Pathway), C4 and C2 (Classical and Lectin Pathways). In this work, we analyze the activity of the leptospiral proteases on the components of Membrane Attack Complex (MAC). We observed that the protease cleaves all MAC components including soluble complex formed and that these cleavages occur in a time-dependent manner and in a selective way, since even when reduced quantities of supernatants were used, the cleavage products were still observed. The proteolytic activity was inhibited by 1,10phenanthroline, indicating the participation of metalloproteinases. The recognition that MAC molecules are cleaved by proteases of pathogenic leptospires can contribute to the development of therapeutic strategies for the infection by these pathogens.

A leptospirose é uma zoonose causada por leptospiras patogênicas que possuem estratégias para driblar a ação do sistema complemento ao interagir com diversos reguladores negativos, como a vitronectina. Neste projeto, avaliou-se a interação de vitronectina com três proteínas de membrana de Leptospira: LigA, LigB e LcpA. Verificou-se que essas interações ocorrem nas porções C-terminais das proteínas e nos domínios de ligação com heparina da vitronectina. Essas proteínas também se ligam a C9 e são capazes de impedir a formação do poro in vitro e a formação do MAC em um ensaio clássico de hemólise. Essas proteínas de Leptospira interagem com diversos reguladores negativos do sistema complemento. Ensaios de competição demonstram que estes reguladores interagem simultaneamente com as proteínas através de sítios distintos. A caracterização funcional de proteínas e a descoberta de novos mecanismos utilizados por esse patógeno para sobreviver no hospedeiro podem auxiliar nossa compreensão no que diz respeito a aspectos relacionados à clínica e à prevenção da leptospirose. / Leptospirosis is a zoonotic disease caused by pathogenic Leptospira that have strategies to escape the action of the complement system interacting with several negative regulators, such as vitronectin. In this project, we evaluated the interaction of vitronectin with three Leptospira membrane proteins: LigA, LigB and LcpA. It has been found that such interactions occur at the C-terminal portions of these proteins and the heparin binding domain of vitronectin. These proteins also bind to C9 and are capable of preventing the formation of the pore in vitro and the formation of MAC in a classical test of hemolysis. These proteins interact with various Leptospira negative regulators of the complement system. Competition assays demonstrated that both interact with these regulatory proteins through distinct sites. The functional characterization of these proteins and the discovery of new mechanisms used by this pathogen to survive in the host may help our understanding with regard to clinical aspects and prevention of leptospirosis.

Em Leptospira interrogans algumas proteínas com capacidade de ligação aos componentes de matriz extracelular foram identificadas e, em sua maioria, são fatores de virulência. Phage display é considerada uma técnica poderosa na identificação de novos ligantes, inclusive de moléculas adesinas, importantes no primeiro estágio de infecção do hospedeiro. A técnica de shotgun phage display foi utilizada visando à obtenção de ligantes à células de mamíferos. Quatro bibliotecas, por inserção de fragmentos aleatórios obtidos por sonicação do DNA de L. interrogans nos fagomídeos pG8SAET (BBT1 e BBT2) e pG3DSS (BBT5 e BBT6), foram construídas. As bibliotecas BBT1 e BBT5 contém insertos maiores e as BBT2 e BBT6 contém insertos menores, com tamanhos médios de 1500 pb e 350 pb, respectivamente. Após ensaio de panning da BBT5 contra células de mamíferos e soro fetal bovino, as sequências de clones selecionados foram analisadas quanto a orientação correta e se a fusão estava em fase com a proteína pIII. As proteínas codificadas pelos genes LIC11719, LIC10769, LIC13143 e LIC12976 foram selecionadas com estas características. Os genes que codificam a LIC12976, LIC10768, LIC10769 e LIC13418, tiveram sua conservação avaliada em diferentes sorovares da espécie patogênica L. interrogans e no sorovar Patoc da espécie de vida livre L. biflexa. As proteínas LIC12976 (selecionada pela técnica de phage display) e LIC13418 (selecionada por ferramentas de bioinformática) tiveram suas sequências amplificadas por PCR, clonadas em pGEM T easy, subclonadas em vetor de expressão pAE e expressas na fração celular correspondente ao corpúsculo de inclusão em E. coli BL21 (DE3) Star pLysS e E. coli BL21 SI, respectivamente. Após renaturação e purificação destas proteínas por cromatografia de afinidade a metal bivalente, um grupo de cinco animais BALB/c fêmeas foi imunizado. Ambas as proteínas se mostraram imunogênicas com títulos dos soros policlonais 1:256000 e 1:512000, respectivamente. Em ensaio de Western Blot os soros foram específicos no reconhecimento das proteínas recombinantes e as proteínas nativas foram verificadas em extratos de sorovares patogênicos de L. interrogans. Em ensaios de adesão, as proteínas recombinantes aderiram às células A31, LLC-PK1 e Vero e especificamente à laminina. Em ensaios de interferência em células usando laminina houve um aumento da adesão das proteínas recombinantes, o que pode ser explicado pela ligação da laminina às células e uma maior ligação das LICs estudadas. Em ensaio de localização celular usando imunofluorescência e microscopia eletrônica, foi observado que ambas as proteínas se encontram na superfície da L. interrogans. No experimento de desafio animal, a LIC12976 e a LIC13418 não se mostraram protetoras. Este trabalho contribuiu para a identificação das novas adesinas LIC13418 e LIC12976 que podem participar da virulência de leptospiras patogênicas envolvendo a primeira etapa da infecção na interação patógeno-hospedeiro / In Leptospira interrogans, proteins capable to bind to extracellular matrix components have been identified and most of them are important virulence factors. Phage display is a powerful technique to identify new ligands, including adhesin molecules that are important in the first stage of host infection. A shotgun phage display technique was used in order to obtain cell ligands. Four libraries were constructed by inserting random fragments obtained by sonication of L. interrogans DNA into phagemids pG8SAET (BBT1 and BBT2) and pG3DSS (BBT5 and BBT6). The libraries BBT1 and BBT5 contain larger inserts and BBT2 and BBT6 contain smaller inserts, with 1500 bp and 350 bp average sizes, respectively. After panning of BBT5 against mammalian cells and bovine fetal serum, the sequences of selected clones were analyzed for correct orientation and fusion with pIII protein. The proteins encoded by genes LIC11719, LIC10769, LIC13143 and LIC12976 were selected. The genes LIC12976, LIC10768, LIC10769 and LIC13418 were evaluated for their conservation in different pathogenic serovars of L. interrogans and free-living L. biflexa serovar Patoc. Proteins LIC12976 (selected by phage display technique) and also LIC13418 that was selected by bioinformatic tools, were amplified by PCR, cloned into pGEM T easy, subcloned into expression vector pAE and expressed in cellular fraction corresponding to the inclusion body in E. coli BL21 (DE3) Star pLysS and E. coli BL21 SI, respectively. After protein renaturation protocol and purification by affinity chromatography, a group of five BALB/c mice was immunized with the purified proteins. Both proteins were shown to be immunogenic with 1:256000 and 1:512000 polyclonal sera titers, respectively. In Western blot the sera were specific to recognize recombinant proteins and native proteins were detected in pathogenic L. interrogans serovars extracts. In binding assays, recombinant proteins bind to A31, LLC-PK1 and Vero cells and specifically to laminin. In interference cell assay using laminin there was an increase of recombinant protein bindings, which can be explained by the laminin binding to cells and further binding of the recombinant LICs. In cellular localization assay using immunofluorescence and electron microscopy, it was observed that both are surface proteins of L. interrogans. In the animal challenge, the LIC12976 and LIC13418 were not protective. As a whole, this work contributed to the identification of LIC12976 and LIC13418 as new adhesins and they can participate in the virulence of pathogenic Leptospira in the first stage of host pathogen interaction.

Submitted by Maria Beatriz Vieira (mbeatriz.vieira@gmail.com) on 2017-10-17T12:13:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) dissertacao_carlos_eduardo_pouey_da_cunha (2).pdf: 934243 bytes, checksum: 07247a5a64f709717d8bc06370d25dc7 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-10-23T11:07:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_carlos_eduardo_pouey_da_cunha (2).pdf: 934243 bytes, checksum: 07247a5a64f709717d8bc06370d25dc7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-10-23T11:07:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 dissertacao_carlos_eduardo_pouey_da_cunha (2).pdf: 934243 bytes, checksum: 07247a5a64f709717d8bc06370d25dc7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-23T11:07:43Z (GMT). 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Apesar de Pelotas apresentar um clima temperado, a taxa de infecções por Leptospira (10 casos por 100 mil habitantes) é superior a regiões com climas tropical e subtropical (3.5 casos por 100 mil habitantes). Trabalhos de vigilância em leptospirose desempenham papel fundamental no combate à doença identificado espécies e sorovares endêmicos a determinada região. Este trabalho descreve o isolamento e caracterização de uma cepa de Leptospira de uma paciente da zona rural de Pelotas que relatou contato com coleções hídricas, bovinos, caninos e roedores, e apresentou sintomas clássicos da fase aguda da doença. O isolado foi caracterizado como L. kirschneri sorogrupo Pomona sorovar Mozdok, conforme determinado por multilocus sequence typing (MLST). O genoma do isolado possui 3.398 sequencias codificadoras, 39 tRNAs, 1 região codificadora de rRNA e conteúdo G+C de 34,6%. O cromossomo I tem 3.738.643 pares de base, e o segundo, 335.634, totalizando 4,07 Mb. Imunofluorescência indireta mostrou a expressão dos fatores de virulência LipL32, LigA e LigB. O isolado foi capaz de causar danos severos aos tecidos renal, hepático e pulmonar, como revelado por histopatologia e a presença de leptospiras nesses tecidos confirmada pela técnica de imprint. Este é o primeiro relato de isolamento de L. kirschneri sorovar Mozdok de caso clínico humano no Hemisfério Sul, de acordo com a literatura disponível. Os resultados aqui apresentados são de grande importância epidemiológica, bem como para o desenvolvimento de novas vacinas e testes rápidos de diagnóstico. / Leptospirosis is a neglected zoonosis spread worldwide with more than 800,000 human cases each year. The disease is caused by pathogenic members of the genus Leptospira, which is classified in 10 species and more than 260 serovars, grouped in more than 30 serogroups. The main species associated with human cases of leptospirosis are L. interrogans, L. borgpetersenii and L. kirschneri. L. interrogans serogroup Icterohaemorrhagiae causes the majority of human leptospirosis cases in Brazil, where the tropical and subtropical climates favour the spread of the disease. Even though the climate in Pelotas is temperate, Leptospira infection rates (10 cases per 100 thousand inhabitants) are higher than other regions with tropical and subtropical climates (3.5 cases per 100 thousand inhabitants). Leptospirosis surveillance studies play a vital role against the disease through the identification of endemic species and sorovars to a given region. This work describes the characterization of a Leptospira strain isolated from an inhabitant of the rural area of Pelotas. The patient reported contact with water, cattle, dogs and rodents and presented classical symptomatology for leptospirosis. Multilocus sequence typing (MLST) determined the isolate to be a L. kirschneri serogroup Pomona serovar Mozdok. The genome of the isolate includes of 3,398 coding sequences, 39 tRNAs, 1 rRNA coding region and 34.6% G+C content. Chromosome I has 3,738,643 base pairs, and chromosome II has 335,634 base pairs, totalizing 4.07 Mb. Indirect immunofluorescence showed the expression of LigA and LigB virulence factors as well as the LipL32 protein. The isolate was capable of causing severe renal, hepatic and lung damage, as revealed by histopathological analysis and the presence of leptospiras in these tissues was confirmed by the imprint technique. This is the first report of isolation of L. kirschneri serovar Mozdok from a human patient in the Southern Hemisphere, according to the literature. Results presented herein are important for epidemiologic studies, as well as for the development of new vaccines and rapid diagnosis tests.