SOUZA, Adson Ávila de. McLTP1 (Morinda citrifolia LIPID TRANSFER PROTEIN 1): efeito antimicrobiano in vitro e atividade protetora sobre a sepse induzida em camundongos. 2016. 117 f. Dissertação (Mestrado em Bioquímica)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-23T21:39:38Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_aasouza.pdf: 2447488 bytes, checksum: 29d7cdd8e4951ca5cb0f7bf3bbe1e1f4 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-26T18:13:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_aasouza.pdf: 2447488 bytes, checksum: 29d7cdd8e4951ca5cb0f7bf3bbe1e1f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T18:13:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_aasouza.pdf: 2447488 bytes, checksum: 29d7cdd8e4951ca5cb0f7bf3bbe1e1f4 (MD5) Previous issue date: 2016 / Microbial resistance is a major public health problem of this century, that has led to increased concern of severe sepsis cases in intensive care units. Due to the nonspecific therapy and the absence of drugs approved for sepsis treatment, new therapeutic approaches has been demanded. Among these approaches, plant antimicrobial peptides have emerged as promising molecules with a potential therapeutic intervention in human health. Recently, our research group isolated a lipid transfer protein type 1 (McLTP1 - UniProt Accession Number: C0HJH5) from Morinda citrifolia L. seeds (noni). This study aimed to evaluate the antibacterial and antifungal potential of McLTP1 against species of clinical concern and investigate its protective effect in mice subjected to sepsis. McLTP1 was isolated from noni seeds crude extract by protein fractionation with trichloroacetic acid 2.5% and ultrafiltration in 30 kDa membrane. McLTP1 antimicrobial properties were evaluated in vitro against planktonic cells and biofilm of Candida spp., gram-positive and gram-negative bacteria species in 96-well plates. In addition, it was evaluated the effect of McLTP1 on bacterial virulence factors and its modulatory properties on clinical antimicrobial drugs. Sepsis in mice was induced by cecal ligation and puncture model, being evaluated the survival rate, body weight and fresh organ weights, haematological parameters and antipyretic effect in animals treated intraperitoneally and orally with McLTP1 (8 mg/kg). Although McLTP1 was not able to inhibit Candida spp. biofilm formation, McLTP1 antifungal activity was observed through growth inhibition of Candida parapsilosis planktonic cells at 25 μg/mL (52.72%; p < 0.05), and through the potentiation effect of amphotericin B (0.06 μg/mL; 28.6% inhibition C. parapsilosis growth) when in the cotreatment with McLTP1 (50 μg/mL; 88.1 % inhibition). Regarding to the antibacterial activity, McLTP1 did not inhibit gram-negative bacteria planktonic cells growth, exhibiting effect only against gram-positive bacteria of Staphylococcus genus, being observed inhibitions on planktonic cells ranging from 18.7% (0.78 μg/mL, p < 0.05) to 98.8% (800 μg/mL; p <0.05) and against biofilms from 34.5% (12.5 μg/mL; p < 0.05) to 73.6% (400 μg/mL). McLTP1 reduced the activity of bacterial virulence factors such as catalase and coagulase, and acted in synergism with the antibiotic oxacillin. In prophylactic and therapeutic treatments at a dose of 8 mg/kg by intraperitoneal and oral route, McLTP1 increased the survival of animals with sepsis, showing antipyretic effect within the first hours after sepsis induction. Moreover, McLTP1 significantly reduced leukocytosis condition observed to the animals of vehicle group with sepsis. In conclusion, McLTP1 showed promising antimicrobial properties and protective effects on animals with sepsis, a new activity for this class of proteins, configured as a therapeutic potential candidate to this syndrome. / A resistência microbiana é um dos principais problemas de saúde pública deste século, e que tem levado ao aumento da preocupação dos quadros graves de sepse em unidades de tratamento intensivo. Diante da inespecificidade da terapia e inexistência de drogas aprovadas no tratamento da sepse, tem-se demandado novas abordagens terapêuticas. Dentre essas abordagens, peptídeos antimicrobianos vegetais têm se destacado como moléculas promissoras com possibilidade de intervenção terapêutica na saúde humana. Recentemente, nosso grupo de pesquisa isolou uma proteína transferidora de lipídeos do tipo 1 (McLTP1 - UniProt Accession Number: C0HJH5) das sementes de Morinda citrifolia L (noni). Este trabalho objetivou avaliar o potencial antibacteriano e antifúngico de McLTP1 sobre espécies de interesse clínico e investigar seu efeito protetor em camundongos submetidos à sepse. McLTP1 foi isolada através do fracionamento de proteínas do extrato total das sementes de noni com ácido tricloroacético 2,5% e ultrafiltração em membrana de 30 kDa. Propriedades antimicrobianas de McLTP1 foram avaliadas in vitro sobre crescimento planctônico e biofilmes de espécies de Candida spp. e de bactérias gram-positivas e gram-negativas em placas de 96 poços. Em adição, foi avaliado o efeito de McLTP1 sobre fatores de virulência bacterianos, e sua atividade moduladora sobre antimicrobianos da prática clínica. A sepse em camundongos foi induzida através do modelo de ligadura e perfuração do ceco, sendo avaliados a taxa de sobrevida, peso corpóreo e peso fresco relativo dos órgãos, parâmetros hematológicos e efeito antipirético em animais tratados por via intraperitoneal e oral com McLTP1 (8 mg/kg). Embora McLTP1 não tenha sido capaz de inibir a formação de biofilmes de Candida spp., a natureza antifúngica de McLTP1 foi observada por meio da inibição do crescimento planctônico de C. parapsilosis na concentração de 25 µg/mL (52,72%; p<0,05), e através da potencialização significativa do efeito de anfotericina B (0,06 μg/mL; 28,6% de inibição do crescimento de C. parapsilosis) quando no cotratamento com McLTP1 (50 μg/mL; 88,1% de inibição). Quanto à atividade antibacteriana, McLTP1 não inibiu o crescimento planctônico de bactérias gram-negativas, exibindo efeito contra bactérias gram-positivas do gênero Staphylococcus, sendo observadas inibições sobre células planctônicas variando entre 18,7% (0,78 μg/mL; p<0,05) e 98,8% (800 μg/mL; p<0,05), e sobre biofilmes em 34,5%, (12,5 μg/mL; p<0,05) a 73,6% (400 μg/mL). McLTP1 reduziu a atividade dos fatores de virulência bacterianos catalase e coagulase, e atuou em sinergismo com o antibiótico oxacilina. Em tratamentos profiláticos e terapêuticos na dose de 8 mg/kg pelas vias intraperitoneal e oral, McLTP1 aumentou a sobrevida de animais com sepse, apresentando efeito antipirético já nas primeiras horas após a indução da sepse. Além disso, McLTP1 reduziu significativamente o quadro de leucocitose observado nos animais com sepse do grupo controle. Portanto, McLTP1 possui propriedades antimicrobianas e efeito protetor sobre animais com sepse promissores, fato este inédito para essa classe de proteínas, configurando-se como candidato terapêutico potencial desta síndrome.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / This work reports the biochemical characterization, cytotoxic and allergenic effects of a lipid transfer protein isolated from M. citrifolia seeds (McLTP1), with trypsin and alpha-amylase inhibition properties. McLTP1 was purified with a procedure involving trichloroacetic acid precipitation and gel filtration chromatography. This protein showed significant inhibitory activities against trypsin (767,10  8,36 TIU/mgP), chymotrypsin (25,36  0,86 IU/mgP), papain (65,419  0,152 IU/mgP) and alpha-amylase (24,40%). Atomic force microscopy displayed that McLTP1 oligomerized in tetramers showing a central channel. Fluorescence and CD assays revealed that the McLTP1 structure is highly stable, regardless of pH and temperature levels. In vitro, McLTP1 presented a selective cytotoxic effect to human ovarian cancer cells (OVCAR-8; IC50 of 16,6 &#956;g/mL) and demonstrated hemolytic effect against fresh rabbit red blood cels. Similarly to other non-specific lipid transfer protein reported, McLTP1 showed allergenic properties in mice, being considered as a true food allergen since it was able to sensitize the animals via the gastrointestinal tract. / Morinda citrifolia L. à uma espÃcie nativa do Sudeste da Ãsia intensamente investigada em funÃÃo de suas propriedades terapÃuticas reportadas hà mais de 2.000 anos. Recentemente, uma proteÃna transferidora de lipÃdeos denominada McLTP1 (UniProt Accession Number: C0HJH5) foi isolada de sementes de noni pelo nosso grupo de pesquisa. McLTP1 à uma proteÃna termoestÃvel de massa molecular 9,4 kDa, resistente à proteÃlise e dotada de atividades moduladoras da inflamaÃÃo e da dor pela via oral, promissoras e inÃditas para esse grupo de molÃculas. Este trabalho objetivou caracterizar bioquimicamente McLTP1, bem como avaliar o seu potencial alergÃnico em camundongos, como etapas bÃsicas para o seu uso racional e seguro do ponto de vista farmacolÃgico. Em adiÃÃo, as propriedades terapÃuticas de McLTP1 foram tambÃm ampliadas, atravÃs da investigaÃÃo de seu efeito citotÃxico em diferentes linhagens de cÃlulas tumorais. A proteÃna em estudo foi isolada utilizando o protocolo jà estabelecido, envolvendo as etapas de precipitaÃÃo seletiva de proteÃnas do extrato total das sementes de noni com Ãcido tricloroacÃtico 2,5% e cromatografia de exclusÃo molecular. O ensaio de alergenicidade in vivo foi conduzido apÃs prÃvia aprovaÃÃo pelo Comità de Ãtica para Uso de Animais da Universidade Federal do Cearà e utilizou fÃmeas nulÃparas com massa corporal entre 25 e 30 g. McLTP1 apresentou in vitro atividades inibitÃrias de tripsina (767,10  8,36 UIT/mgP), quimotripsina (25,36  0,86 UI/mgP), papaÃna (65,419  0,152 UI/mgP) e alfa-amilase (24,40%). A atividade inibitÃria de tripsina de McLTP1 foi reduzida significativamente em temperaturas superiores a 37 ÂC, apresentando atividade residual de apenas 5,91% quando aquecida a 100 ÂC por 30 min. Essa atividade foi tambÃm influenciada pelo pH, sendo de apenas 30,13% e 39,05% quando a proteÃna foi incubada em tampÃes de pH 3,0 e 12,0. O padrÃo de oligomerizaÃÃo de McLTP1 demonstrou a formaÃÃo de agregados dimÃricos/tetramÃricos delimitando um canal central de diÃmetro de 4,4 nm. As anÃlises espectroscÃpicas mostraram que McLTP1 apresenta espectro de CD similar Ãquele apresentado por outras proteÃnas transferidoras de lipÃdeos e caracterÃstico de proteÃnas ricas em alfa-hÃlice. Espectro de CD de McLTP1 nÃo mostrou alteraÃÃes significativas em diferentes temperaturas e pHs, corroborando com os dados de estabilidade obtidos anteriormente. Diferentemente, em condiÃÃes redutoras (DTT 1 mM) o espectro de CD mostrou alteraÃÃo na estrutura secundÃria da proteÃna e os mÃnimos e mÃximos de elipticidade molar foram tambÃm alterados na presenÃa de micelas iÃnicas de SDS (10 mM). McLTP1 apresentou atividade citotÃxica seletiva contra cÃlulas de cÃncer de ovÃrio (Ovcar-8; CI50: 16,6 &#956;g/mL), nÃo sendo citotÃxica para as cÃlulas tumorais de cÃlon humano (HCT-116), leucemia humano (HL-60) e glioblastoma humano (SF-295) testadas. McLTP1 foi capaz de promover hemÃlise significativa em hemÃcias de coelho a partir da concentraÃÃo de 0,005 mgP/mL. McLTP1 apresentou potencial efeito alergÃnico in silico e em camundongos imunizados pela via oral, induzindo a sÃntese de anticorpos IgG e IgG1. Tal como descrito na literatura para outras LTPs, anticorpos anti-McLTP1 produzidos em coelho foram tambÃm capazes de reconhecer proteÃnas presentes em extratos de Rosaceae, Cucurbitaceae e na polpa do fruto de noni. Os dados obtidos permitiram caracterizar parcialmente a proteÃna em estudo, bem como avaliar o seu potencial imunogÃnico apÃs administraÃÃo oral. Novos testes serÃo conduzidos objetivando avaliar a importÃncia clÃnica dessas respostas, uma vez que testes de toxicidade demonstraram que McLTP1 nÃo foi capaz de promover reaÃÃes adversas em camundongos, mesmo apÃs administraÃÃo da dose de 8 mg/kg por 28 dias.

LUTIF, Camila Castro. Caracterização bioquímica e avaliação das atividades citotóxica e alergênica de uma proteína transferidora de lipídeos isolada de sementes de Morinda citrifolia L. (Rubiaceae). 2015. 121 f. Dissertação (mestrado em bioquímica)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-03-18T20:44:02Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_cclutif.pdf: 2310338 bytes, checksum: 8a82cd88a2632e2362b0397b8d7fb306 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-04-28T20:36:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_cclutif.pdf: 2310338 bytes, checksum: 8a82cd88a2632e2362b0397b8d7fb306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T20:36:38Z (GMT). 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In vitro, McLTP1 presented a selective cytotoxic effect to human ovarian cancer cells (OVCAR-8; IC50 of 16,6 μg/mL) and demonstrated hemolytic effect against fresh rabbit red blood cels. Similarly to other non-specific lipid transfer protein reported, McLTP1 showed allergenic properties in mice, being considered as a true food allergen since it was able to sensitize the animals via the gastrointestinal tract. / Morinda citrifolia L. é uma espécie nativa do Sudeste da Ásia intensamente investigada em função de suas propriedades terapêuticas reportadas há mais de 2.000 anos. Recentemente, uma proteína transferidora de lipídeos denominada McLTP1 (UniProt Accession Number: C0HJH5) foi isolada de sementes de noni pelo nosso grupo de pesquisa. McLTP1 é uma proteína termoestável de massa molecular 9,4 kDa, resistente à proteólise e dotada de atividades moduladoras da inflamação e da dor pela via oral, promissoras e inéditas para esse grupo de moléculas. Este trabalho objetivou caracterizar bioquimicamente McLTP1, bem como avaliar o seu potencial alergênico em camundongos, como etapas básicas para o seu uso racional e seguro do ponto de vista farmacológico. Em adição, as propriedades terapêuticas de McLTP1 foram também ampliadas, através da investigação de seu efeito citotóxico em diferentes linhagens de células tumorais. A proteína em estudo foi isolada utilizando o protocolo já estabelecido, envolvendo as etapas de precipitação seletiva de proteínas do extrato total das sementes de noni com ácido tricloroacético 2,5% e cromatografia de exclusão molecular. O ensaio de alergenicidade in vivo foi conduzido após prévia aprovação pelo Comitê de Ética para Uso de Animais da Universidade Federal do Ceará e utilizou fêmeas nulíparas com massa corporal entre 25 e 30 g. McLTP1 apresentou in vitro atividades inibitórias de tripsina (767,10 ± 8,36 UIT/mgP), quimotripsina (25,36 ± 0,86 UI/mgP), papaína (65,419 ± 0,152 UI/mgP) e alfa-amilase (24,40%). A atividade inibitória de tripsina de McLTP1 foi reduzida significativamente em temperaturas superiores a 37 ºC, apresentando atividade residual de apenas 5,91% quando aquecida a 100 ºC por 30 min. Essa atividade foi também influenciada pelo pH, sendo de apenas 30,13% e 39,05% quando a proteína foi incubada em tampões de pH 3,0 e 12,0. O padrão de oligomerização de McLTP1 demonstrou a formação de agregados diméricos/tetraméricos delimitando um canal central de diâmetro de 4,4 nm. As análises espectroscópicas mostraram que McLTP1 apresenta espectro de CD similar àquele apresentado por outras proteínas transferidoras de lipídeos e característico de proteínas ricas em alfa-hélice. Espectro de CD de McLTP1 não mostrou alterações significativas em diferentes temperaturas e pHs, corroborando com os dados de estabilidade obtidos anteriormente. Diferentemente, em condições redutoras (DTT 1 mM) o espectro de CD mostrou alteração na estrutura secundária da proteína e os mínimos e máximos de elipticidade molar foram também alterados na presença de micelas iônicas de SDS (10 mM). McLTP1 apresentou atividade citotóxica seletiva contra células de câncer de ovário (Ovcar-8; CI50: 16,6 μg/mL), não sendo citotóxica para as células tumorais de cólon humano (HCT-116), leucemia humano (HL-60) e glioblastoma humano (SF-295) testadas. McLTP1 foi capaz de promover hemólise significativa em hemácias de coelho a partir da concentração de 0,005 mgP/mL. McLTP1 apresentou potencial efeito alergênico in silico e em camundongos imunizados pela via oral, induzindo a síntese de anticorpos IgG e IgG1. Tal como descrito na literatura para outras LTPs, anticorpos anti-McLTP1 produzidos em coelho foram também capazes de reconhecer proteínas presentes em extratos de Rosaceae, Cucurbitaceae e na polpa do fruto de noni. Os dados obtidos permitiram caracterizar parcialmente a proteína em estudo, bem como avaliar o seu potencial imunogênico após administração oral. Novos testes serão conduzidos objetivando avaliar a importância clínica dessas respostas, uma vez que testes de toxicidade demonstraram que McLTP1 não foi capaz de promover reações adversas em camundongos, mesmo após administração da dose de 8 mg/kg por 28 dias.