In the works presented here, we studied molecular changes associated with drug resistance in human mantle cell lymphoma (MCL) cells using proteomics. Our analyses allowed us to identify causal and/or secondary changes in protein expression associated with the development of resistance to the experimental drug TRAIL and the clinically used antimetabolites cytarabine and fludarabine. Resistance of MCL cells to the recombinant proapoptotic cytokine TRAIL was associated with downregulation of key enzymes of purine metabolism. This pathway potentially represents a molecular "weakness", which could be used as a therapeutic target for selective elimination of such resistant cells. Resistance to the pyrimidine analog drug cytarabine was associated with cross-resistance to other antinucleosides. Proteomic and transcriptomic analyses showed pronounced downregulation of deoxycytidine kinase (dCK), which activates both purine and pyrimidine antinucleosides. This change explains the cross-resistance and is the causal mechanism of resistance to cytarabine. Our observations suggest that MCL patients, who do not respond to cytarabine-based therapy, should be treated with non-nucleoside drugs. MCL cells resistant to purine-derived antinucleoside fludarabine were cross-resistant to all tested antinucleosides and...

Le fer est un élément essentiel à la vie car il possède un rôle clé dans de nombreux processus biologiques.Malgré son abondance au niveau de la croûte terrestre, le fer est très faiblement biodisponible. Pour contourner ce problème, la majorité des micro-organismes a développé différents systèmes particulièrement efficaces pour l’acquisition de cet élément. Le mécanisme le plus répandu implique la production et la sécrétion de petites molécules chélatrices ayant une forte affinité pour le fer. Après sécrétion dans le milieu extracellulaire, ces composés chélatent le Fe3+ et le transportent ensuite au travers de la membrane externe via des transporteurs TonB-dépendants (TBDT). Durant cette thèse, nous avons mis en place un protocoleefficace permettant d’aller rapidement du clonage à la cristallisation de ces cibles afin d’étudier la structure tridimensionnelle de cette famille de protéines. Ainsi, nous avons pu résoudre et étudier la structure de plusieurs TBDT, de bactéries Gram-négatives. Ainsi nous avons mis en évidence un mouvement du domaine de signalisation en présence du ligand, proposé un mécanisme de transporteur de la molécule d’hème par le système shu chez Shigella dysenteriae. Chez les bactéries du genre Pseudomonas, nous avons élucidé et caractérisé au niveau structural les mystères de l’énantiosélectivité des pyochélines. En parallèle, nous nous sommes intéressé au devenir du ferri-sidérophore au niveau du périplasme, chez P. aeruginosa, ainsi qu’au transport du fer au travers de la membrane interne grâce à un transporteur ABC FpvCDEF ayant laparticularité de posséder deux protéines périplasmiques associées capables d’interagir avec le sidérophore. / Iron is essential for life because it has a key role in many biological processes. Despite its abundance in the earth's crust, iron is poorly bioavailable. To circumvent this problem, most micro-organisms have developed different systems particularly effective for the acquisition of this element. The most common mechanism involves the production and secretion of small chelating molecules having high affinity for iron. After secretion into the extracellular medium, these compounds chelate and transport ferric iron through the outer membrane via TonB-dependent transporters (TBDTs). In this thesis, we have developed an efficient protocol to easily go from cloning to crystallization of these targets and then studied the three-dimensional structure of this protein family. Thus, we were able to solve and study the structure of several TBDT of Gram-negative bacteria. We have identified a movement of the signaling domain in the presence of ligand. We proposed a mechanism for heme translocation through the shu system, in Shigella dysenteriae. In Pseudomonas species, we elucidated and characterized at the structural level the mysteries of the pyochelin enantioselectivity. In Pseudomonas aeruginosa, we studied the ferri-siderophore become in the periplasmic space, as well as iron transport across the inner membrane by an ABC transporter, named FpvCDEF, with the particularity of having two periplasmic proteins associated able to interact with the siderophore.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T17:46:50Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T17:46:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A movimentação dentária induzida é um processo biológico complexo mediado por estímulos mecânicos, levando a um subsequente processo de remodelação óssea, podendo haver reabsorção indesejada da raiz dentária provocada pelo excesso de força. Uma vez que a movimentação ortodôntica se baseia em um processo inflamatório localizado, o propósito deste estudo foi avaliar os efeitos do laser de baixa potência no processo de remodelação óssea e reabsorção radicular, buscando correlacionar as mudanças metabólicas observadas a nível celular ocorridas nos dias iniciais da movimentação dentária às alterações teciduais observadas microscopicamente e à arquitetura e morfologia do trabeculado e cortical ósseo. Primeiros molares de sessenta e oito ratos machos Wistar foram submetidos à movimentação induzida, divididos em 3 grupos: controle negativo (nenhuma movimentação), não irradiado (movimentação sem irradiação) e laser (movimentação e irradiação com laser de baixa potência de comprimento de onda de 810 nm, potência de 100 mW, área de 0,02cm2 e energia de 1,5 J/ponto) e eutanasiados nos dias 3, 6, 9, 14 e 21. Mensurações da movimentação dentária e análises histomorfométricas foram realizadas em todos os dias estudados. Análise imunoistoquímica dos marcadores RANKL, OPG e TRAP e avaliações por microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram feitas nos dias 3, 6 e 9 e o ensaio Western Blotting para proteínas RANKL e SOFAT e imagens de microtomografia computadorizada (MicroCT) nos dias 14 e 21. Os resultados deste estudo mostraram que a movimentação dentária foi significantemente maior no grupo Laser (aumento em média de 40%) em todos os dias avaliados. O lado de compressão mostrou maior expressão de RANKL e osteoclastos TRAP-positivos nos dias 3, 6 e 9 (p<0,05), promovendo significativa redução na área de osso alveolar presente no lado de compressão nos dias 6, 9 e 14 (p<0,05), e alterações microestruturais, como menor fração de volume ósseo/volume total, menor densidade óssea mineral aos 14 dias. A irradiação com laser também aumentou a expressão de RANKL e a citocina SOFAT no dia 14. No lado de tensão, houve maior expressão de OPG especialmente aos 9 dias (p<0,001) e significativo aumento na área de osso alveolar presente nos dias 14 (p<0,01) e 21 (p<0,05) histomorfometricamente e maior densidade óssea mineral e espessura das trabéculas aos 21 dias (p<0,01). Com relação às áreas de hialinização presentes, os resultados mostraram áreas significantemente reduzidas nos dias 3, 6 e 9 nos grupos irradiados, o que explica o menor número de odontoclastos na superfície radicular nestes dias e a redução significante das áreas de reabsorção radicular observadas nas lâminas histológicas nos dias 9, 14 e 21 e nas imagens de MEV nos dias 3 e 9. Os grupos irradiados também mostraram menor volume das lacunas de reabsorção radicular medidas no MicroCT nos dias 14 e 21, especialmente nos lados de compressão. O estudo concluiu que o laser de baixa potência influenciou a remodelação óssea, aumentou a atividade dos osteoclastos no lado da compressão, e estimulou a formação óssea no de tensão, acelerando significativamente o movimento dentário e potencialmente reduzindo as áreas de necrose no ligamento periodontal e, consequentemente, a reabsorção radicular. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2017-11-22T17:22:11Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-22T17:22:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A crotamina, um peptídeo catiônico que possui 42 aminoácidos e 4,88 kDa, é proveniente do veneno de Crotalus durissus terrificus. Ela apresenta características que permitem sua forte interação com alvos moleculares e membranas biológicas e assim foi o primeiro peptídeo de veneno a ser classificado como um CPP (cell penetrating peptide), justificando seus importantes efeitos biológicos e suas diversas atividades farmacológicas. A crotamina é descrita por sua atividade miotóxica, tendo como efeito a paralisia e espasmos das patas traseiras de ratos e camundongos. Esse fenômeno é descrito por ações em canais de Na+ e/ou K+ e consequente aumento do influxo intracelular dos níveis do íon Ca2+. Estudos a descrevem como um agente despolarizante utilizando a musculatura esquelética como modelo experimental. Outra atividade descrita da crotamina é um aumento na liberação basal de acetilcolina (ACh) e dopamina no sistema nervoso central de ratos. Até o momento, pouco ou nenhum estudo foi realizado em musculatura lisa. A junção neuromuscular autônoma difere em vários aspectos importantes da já conhecida junção neuromuscular esquelética. O ducto deferente de rato (DDR), um órgão par e tubular pertencente à genitália acessória masculina, foi utilizado como modelo experimental por ser um dos órgãos periféricos mais densamente inervados pelo sistema nervoso autônomo simpático. Esse fato, o torna uma importante ferramenta para estudos que envolvam a neurotransmissão e a ação de drogas adrenérgicas. O objetivo do presente trabalho é investigar o efeito da crotamina na contração da musculatura lisa. A crotamina foi isolada a partir do veneno de C. d. terrificus por cromatografia de exclusão molecular seguida de troca iônica. Os estudos em modelos animais foram realizados utilizando o DD (porção prostática) de ratos Wistar com 5 meses de idade entre 350 g (protocolo CEUA 1261/14). O estudo de neurotransmissão foi feito em sistema de órgão isolado (n=6) por estimulação elétrica transmural com tensão de 70V, 3ms de duração em frequências de 0,05 (30 min) e 1; 5 10 e 20Hz (30 seg). A contração isométrica foi registrada em gramas de tensão. Em todos os experimentos a crotamina (0,1;0,5 e 1g/ml) incubada 30 min antes da estimulação. O efeito máximo de contração (Emax) do componente fásico e tônico foi usado como medida. O componente pós-sináptico foi avaliado por meio de curvas dose-resposta de noradrenalina e dose única de ATP (10-3M) na presença ou ausência da crotamina. A diferença estatística foi avaliada pelo teste-t de student (P0,05). Os ensaios de estimulação elétrica de baixa frequência (0,05Hz) revelaram que a crotamina (0,1 e 0,5g/ml) promoveu uma diminuição da contração do DDR (95,7±4,6% e 85,4±5,9%, respectivamente) enquanto que na dose de 1 g/mL de crotamina este efeito não foi significativo. Na curva de freqüência observamos também com as mesmas concentrações de crotamina uma tendência à diminuição da contração fásica e tônica enquanto que a dose de 1 g/mL promoveu um aumento na contração fásica na freqüência de 20,0Hz ((3,2±0,3) em relação ao controle (2,2±0,2). O componente pós-sináptico não foi alterado pela crotamina conforme evidenciado pela curva concentração-resposta de noradrenalina e concentração única de ATP. Com base nos resultados obtidos, concluímos que a crotamina atua apenas no componente pré-sináptico da contração do DDR, provavelmente interferindo na neuroliberação de ATP e noradrenalina. Ela apresenta um efeito bifásico, dependendo da dose utilizada, inibindo ou potencializando a resposta, efeito semelhante ao da -defensinas, uma proteína cuja estrutura se assemelha bastante com a da crotamina. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

A pasteurelose é uma das doenças mais comuns do trato respiratório do coelho em criações comerciais e/ou em biotérios de animais destinados à pesquisa biomédica. A bactéria Pasteurella multocida é o patógeno responsável por uma série de manifestações clínicas em coelhos, incluindo rinite crônica, otite média, pneumonia, infecções no trato genital, formação de abscessos pulmonares e cutâneos, conjuntivite e septicemia hemorrágica. Porém, entre 50 e 70 % dos animais podem incubar o organismo de forma assintomática. Os fatores predisponentes para o desencadeamento dos sinais clínicos incluem acúmulo de amônia no ar (má ventilação), prenhez, aparecimento de doenças concomitantes, distúrbios no ambiente de criação ou na manipulação experimental. A doença está presente no Brasil, ocorrendo surtos com relativa freqüência, no entanto, o diagnóstico é feito com base nos sinais clínicos e necropsia. Dessa forma é difícil precisar a extensão dos prejuízos causados pela pasteurelose à cunicultura. Vacinas comerciais específicas contra a pasteurelose em coelhos não estão disponíveis no mercado. A prevenção, ainda que apresente resultados duvidosos, é realizada utilizando-se antibióticos dissolvidos na água, porém este tipo de tratamento normalmente não protege definitivamente os animais. Uma vez que não existem vacinas disponíveis e o tratamento com antibióticos não estabelece proteção contra a pasteurelose, foram desenvolvidos neste trabalho sistemas carreadores das proteínas antigênicas da membrana da P. multocida. Estes sistemas carreadores são formados por lipossomos, já conhecidos pelo seu potencial como imunoadjuvante, e por microesferas lipídicas, responsáveis por apresentar os antígenos às células apresentadoras de antígenos (APC). Inicialmente, foram obtidas colônias puras da bactéria as quais foram cultivadas em meio de crescimento específico (BHI). Os microrganismos foram isolados, rompidos e as proteínas antigênicas foram detectadas por SDS-PAGE e Western Blotting. Estes resultados mostraram que a maioria das bandas protéicas foi reconhecida pelo anticorpo policlonal contra a P. multocida. Visto que tínhamos um pool de proteínas as quais apresentavam antigenicidade, foi realizada uma solubilização incubando frações de membrana da bactéria com SDS 1 %. Este procedimento resultou em um rendimento de solubilização de 85 %. A obtenção dos proteolipossomos foi realizada pelo método da co-solubilização de lipídio, proteína e detergente. Um bom rendimento de incorporação das proteínas em lipossomos parecer estar relacionada com a metodologia utilizada para a remoção do detergente da mistura lipídio:proteína:detergente durante o processo de co-solubilização, e também com a natureza do fosfolipídio utilizado. Os resultados indicaram que a resina Calbiosorb® foi a mais eficiente para a remoção do SDS e, dentre os diversos fosfolipídios testados o que melhor incorporou as proteínas foi o DPPC, com rendimento de incorporação de 93 % e diâmetro médio de 180 nm. Além disso, o SDS-PAGE dos proteolipossomos mostrou que todas as espécies protéicas presentes no extrato bruto solubilizado foram incorporadas nos lipossomos de DPPC. O Western Blotting mostrou que as proteínas incorporadas nos lipossomos continuavam a ser reconhecidas pelo anticorpo policlonal contra a P. multocida. Para os ensaios de imunização foram separados 3 grupos de coelhos: (i) imunizados com lipossomos; (ii) imunizados com extrato bruto solubilizado (EBS); (iii) imunizados com os proteolipossomos. Após 21 dias de imunização com as preparações descritas, os animais foram infectados com 105 ufc de bactéria. Todos os animais vacinados previamente com lipossomos ou EBS foram a óbito enquanto que os animais vacinados com os sistemas de proteolipossomos apresentaram sobrevida de 95 %. Além disso, um grupo controle vacinado com a bactéria atenuada na presença de hidróxido de alumínio como imunoadjuvante apresentou uma sobrevida de apenas 30 %, indicando que a vacina convencional não apresenta uma proteção satisfatória contra a pasteurelose. O soro dos animais vacinados com lipossomo, EBS e proteolipossomos foram coletados semanalmente antes e após a infecção experimental para a detecção da produção de anticorpos IgG, IgM e IgA, utilizando-se a técnica de ELISA. Como esperado, os animais vacinados com lipossomos não apresentaram estimulação de nenhum dos anticorpos específicos para P. multocida analisados. Os animais imunizados com EBS apresentaram um significativo aumento dos níveis de IgG sérico 7 dias após a imunização os quais se mantiveram constantes durante todo o período experimental. Os níveis de IgG no soro de animais imunizados com os proteolipossomos apresentam um aumento 7 dias após a imunização, porém não se mantiveram até o momento da infecção experimental. Após a infecção experimental, os níveis séricos de IgG nos animais imunizados com proteolipossomos apresentam um aumento significativo, enquanto que para os imunizados com EBS houve manutenção dos níveis antes obtidos. A análise de anticorpos IgM específicos para a P. multocida mostram uma produção significativamente maior destes anticorpos para animais imunizados previamente com proteolipossomos que para os animais imunizados com EBS. Além disso, após a infecção experimental, a produção de IgM nos animais imunizados com proteolipossomos continuou sendo estimulada, o que não foi observado para os animais imunizados com EBS. O sistema de proteolipossomos não produz anticorpos IgA sistêmicos específicos para a bactéria, porém após a infecção experimental foi possível observar o aparecimento gradativo deste anticorpo no lavado nasal dos animais, durante as semanas de observação. Os animais previamente imunizados com proteolipossomos sobreviventes da primeira infecção experimental foram observados durante 140 dias e novamente infectados, com nova carga bacteriana. Após a reinfecção a sobrevida destes animais foi de 100 % indicando que o sistema de proteolipossomos foi capaz de gerar uma memória imunológica. A análise conjunta dos resultados obtidos na detecção de anticorpos indica que a proteção proporcionada pelos proteolipossomos contra a pasteurelose é devida a estimulação de anticorpos IgG e, principalmente, de IgM. O outro sistema de delivery de proteínas antigênicas desenvolvido foi o de microesferas lipídicas. Foram experimentados diferentes protocolos, porém o que mais se adequou as nossas condições foi obtido da união e adaptação de duas metodologias descritas na literatura. Estudos de microscopia eletrônica de varredura mostraram que as microesferas lipídicas são formadas quando é utilizado 3 % (p/v) de PVA na formulação. Além disso, marcamos as proteínas com isoticiocianato de fluoresceína e a microscopia revelou a presença de estruturas esféricas fluorescentes, indicando a encapsulação das proteínas na região lipofílica das microesferas. Estudos sistemáticos variando a concentração de óleo, fosfolipídio, proteínas e PVA na formação das microcapsulas permitiram um rendimento de encapsulação de cerca de 99 %. Portanto, no presente trabalho, estabelecemos metodologias de incorporação das proteínas antigênicas em lipossomos constituídos de DPPC e em microesferas lipídicas. Além disso, os sistemas de proteolipossomos apresentaram uma satisfatória propriedade de proteção dos coelhos contra a pasteurelose (frente à infecção experimental com P. multocida) indicando que o sistema aqui proposto pode ser utilizado como vacina, prevenindo a pasteurelose em criações de coelhos comerciais ou destinados à pesquisa biomédica. / Pasteurellosis is a common disease in the respiratory tract of commercial and/or biomedical rearing of research rabbits. The bacterium Pasteurella multocida is the pathogen responsible for a range of clinical syntomes, including chronic rhinitis (snuffles), otitis media, pneumonia, genital infection, pulmonary and cutaneous abscesses, conjunctivitis and hemorrhagic septicemia. However, between 50 and 70 % of the animals can harbour the microorganism asymptomatically. The factors that cause the clinical syntomes include the ammonium accumulation in the air (foul ventilation), pregnancy, another concomitant disease, disorder in the rabbit production environment and experimental manipulation. Outbreaks of this disease occur in Brazil with relative frequency; however diagnosis is generally based on the clinical signals and necropsy. Therefore, it is difficult to estimate the extent of losses caused by pasteurellosis druing cuniculture. However, specific commercial vaccines against pasteurellosis in rabbits are not available and prevention is through the use of antibiotics in drinking water, even though this type of treatment generally does not protect the animals. Initially, pure bacteria colonies were obtained, which were cultivated in specific growing media (BHI). The microorganisms were isolated, lysed and the antigenic proteins were detected by SDS-PAGE and Western Blotting. These results show that most protein bands were recognized by the policlonal antibody against P. multocida. Since this protein pool presented antigenicity, the protein mixture was solubilized by incubating 0,5 mg/ml of the membrane fraction with SDS 1 % (w/v) under constant agitation for 2 hours. This procedure resulted in a 85 % solubilization yield. The proteoliposomes wew formed using a lipid, protein and detergent co-solubilization method. A good yield of protein incorporation in liposomes seems to be related to the methodology used for the removal of the detergent from the lipid:protein:detergent mixture during the co-solubilization process, as well as the nature of the phospholipid used. The results indicated that the Calbiosorb® resin was the most efficient for SDS removal and, among the various phospholipids tested, DPPC best incorporated the proteins, presenting an incorporation yield of 93% and average proteoliposome diameter of 180 nm. In addition, SDS-PAGE of the proteoliposomes has shown that all the proteic species present in the crude solubilized extract were incorporated in the DPPC liposomes. The Western Blotting has shown that the proteins incorporated in the liposomes continue to be recognized by the policlonal antibody against P. multocida. For the immunization assays, three animal groups were separated: (i) rabbits immunized with liposomes; (ii) rabbits immunized with crude solubilized extract (CSE) and (iii) rabbits immunized with the proteoliposomes. After twenty-one days of immunization with the described preparations, the animals were challenged with 105 ufc of bacteria. All animals previously vaccinated with the liposomes or CSE died while the animals vaccinated with the proteoliposomes systems had 95 % survival after the challenge. Moreover, a control group vaccinated with the attenuated bacteria in the presence of aluminum hydroxide as an immunoadjuvant had only 30% survival, indicating that the conventional vaccine does not protect against pasteurellosis. The serum of animals vaccinated with liposome, CSE and proteoliposomes were collected weekly before and after the experimental infection for the detection of IgG, IgM and IgA antibodies production using ELISA. Animals vaccinated with liposomes did not present stimulation of any of the specific antibodies for the P. multocida analyzed. The animals immunized with CSE presented a significant increase in the IgA serum level seven days after the immunization, but these levels were not maintained until the moment of the experimental infection. After the experimental infection, the serum levels of IgG in rabbits immunized with proteoliposomes showed a significant increase, while for those animals immunized with the CSE the levels were maintained. The analysis of IgM antibodies specific for the P. multocida showed a higher production to animals vaccinated with proteoliposomes than for the animals immunized with CSE. Furthermore, after experimental infection, the production of IgM in animals immunized with proteoliposomes continued to be stimulated, which was not observed for those immunized with EBS. The proteoliposome system does not induce IgA systemic antibodies that were specific for the bacterium. However, after the experimental infections it was possible to observe the gradual appearance of IgA in the nasal lavage of the infected animals on the time course of the experiment. Animals previously immunized with the proteoliposomes which survived the first experimental infection were observed during 140 days and re-infected. After the re-infection, the survival of these animals was 100 %, indicating that the proteoliposome system was able to generate a possible immunological memory. The global analysis of the results obtained in the antibody detection indicates that the protection given by the proteoliposome against pasteurellosis is due to the stimulation of antibodies IgG and mainly of IgM. The other delivery system of antigenic proteins developed during this work is of lipidic microspheres. Different protocols were tried, but the one which was more adequate to our experimental conditions was elaborated from joining and adapting two methodologies described in literature. Scanning electron microscopy studies have shown that the lipidic microspheres are formed when 3 % (w/v) of PVA is used in the formulation. Furthermore, we have marked the proteins with fluorescein isothiocyanate and the microscopy revealed the presence of fluorescent spherical structures which indicated the encapsulation of the proteins in the lipophilic region of the microspheres. Systematic studies varying the concentration of oil, phospholipid, proteins and PVA in the microcapsules formulation has given a yield of encapsulation of 99%. We have established methodologies of incorporation of the antigenic proteins in liposomes constituted of DPPC and lipidic microspheres. Moreover, the proteolipossome systems have shown a satisfying property of protection of rabbits against pasteurellosis in face of the experimental challenge with P. multocida indicating that the system proposed here can be used as a vaccine to prevent the pasteurellosis either in commercial or biomedical research rearing of rabbit.

Esse estudo avaliou o efeito da glicose sobre a atividade da PKA e sua interação com o SGLT1 e os trocadores Na+/H+ (NHE1 e NHE3). As células HEK-293 foram transfectadas com hSGLT1 wild type (WT) ou mutante (S418H) e tratadas 20 dias com DMEM contendo glicose 5 mM ou 25 mM. Foi avaliada a expressão de hSGLT1, hSGLT1+GFP, NHE1, NHE3 e PKA. Foi avaliada a expressão de hSGLT1+GFP e SGLT2 na membrana, com ou sem H-89, Manose, Sucrose e Filipina. Foi avaliada a velocidade de recuperação do pH intracelular (dpHi/dt), onde a solução de NH4Cl foi substituída por uma solução de glicose 5 ou 25 mM ou ambas as soluções na vigência de H-89 ou S3226. Esses dados indicam que o aumento do AMPc pela glicose altera a expressão e atividade dos SGLTs e NHEs. Nossos experimentos utilizando a transfecção do SGLT1 demonstraram que as células regulam a distribuição de SGLT1 e 2 na membrana, frente ao aumento extracelular desse substrato e que as vias ativadas pela glicose afetam a capacidade de recuperação do pH intracelular (pHi), através do NHE3. / This study evaluated the effect of glucose on the PKA activity and its interaction with SGLT1 and the Na+/H+ exchanger (NHE1 and NHE3). The HEK-293 cells were transfected with hSGLT1 wild type (WT) or mutant (S418H) and treated 20 days with DMEM containing glucose 5 mM or 25 mM. The hSGLT1, hSGLT1+GFP, NHE1, NHE3 and PKA expression was analyzed. The surface hSGLT1+GFP and SGLT2 expression with or without H-89, Manose, Sucrose and Filipina was evaluated. The pHi recovery rate (dpHi/dt) was analyzed replacing the NH4Cl solution to glucose 5 or 25 mM solution or both with H-89 or S3226. These data indicate that the glucose increases the cAMP concentration and alters the expression and activity of SGLTs and NHEs. Our experiments using SGLT1 transfection demonstrated that, in the treatment with high glucose concentration, HEK-293 cells regulate the SGLT1 and 2 cellular distribution and that the pathways activated by glucose impair the pHi recovery rate, through the NHE3.

O pEO5, que codifica hemolisina, foi isolado de uma amostra de EPEC do sorotipo O26. Este plasmídio mostrou ser conjugativo e compatível com o pO157, e pelos testes de hibridização observou-se que estes plasmídios não são geneticamente relacionados. Para o estudo comparativo de similaridade foi seqüenciada uma região de 9227 pb de DNA do pEO5 que compreende todo o operon hlyCABD e suas regiões a montante e a jusante. A região do operon hemolitico (7225 pb) e a região promotora do operon foram similares às mesmas regiões do pHly152, que em uma amostra de E. coli isolada de roedor, codifica uma a hemolisina. No entanto, verificou-se a presença de elementos de inserção na região a montante do gene hlyC no pHly152. O pEO5 mostrou ser semelhante a outros plasmídios que também codificam a hemolisina em cepas de EPEC O26 de origem humana e de bovinos. A presença de estruturas semelhantes a transposons em ambas as extremidades do operon a hemolítico do pEO5 indica que esse fator de virulência provavelmente foi adquirido por transferência horizontal de genes. / The conjugative pEO5 encoding haemolysin in strains of EPEC O26 was investigated for its relationship with EHEC haemolysin-encoding of EHEC O26 and O157 strains. pEO5 was found to be compatible with EHEC virulence plasmids and did not hybridize in Southern blots with pO157, indicating that both plasmids were unrelated. A 9227 bp stretch pEO5 DNA encompassing the entire operon hlyCABD was sequenced and compared for similarity to plasmid and chromosomally inherited hly determinants. The a hly determinant of pEO5 (7252 bp) and its upstream region was most similar to corresponding sequences of pHly152, in particular, the structural a-hlyCABD and hlyR regions. pEO5 and hly of EPEC O26 strains from humans and cattle were very similar for the regions encompassing the structural a-hlyCABD. The major difference found between the hly regions of pHly152 and pEO5 is caused by the IS2 upstream of the hlyC in pHly152. The presence of transposonlike structures at both ends of hly sequence indicates that pEO5 was probably acquired by horizontal gene transfer.

O alumínio é limitante à atividade agrícola em todo o mundo. Nos solos ácidos a disponibilidade de Al aumenta. Estes solos constituem a maioria dos solos do mundo e dois terços dos solos brasileiros. O problema da acidez do solo e da toxicidade por Al é altamente significativo para as perdas na produtividade agrícola e florestal. Para se ter Al disponível, primeiramente tem que se ter condições de pH baixo. O primeiro sintoma causado pela toxicidade por Al é a inibição no alongamento do sistema radicular. Existem trabalhos vinculando a inibição a alterações nos processos de divisão e expansão celular. Embora os mecanismos de toxicidade e resistência ao Al não estejam totalmente elucidados, admite-se que em algumas plantas, a quelação do Al por ácidos orgânicos é um dos mecanismos que confere resistência das células ao Al, assim como em outras plantas a elevação do pH da rizosfera, por compostos liberados pelo sistema radicular, atua na queda da disponibilidade do Al na solução do solo. Porém, existem outras alternativas que vêm sendo propostas na literatura como possíveis mecanismos de resistência das plantas ao Al, principalmente ao nível celular e molecular. Alterações nas composições lipídica e protéica da membrana plasmática, assim como na sua estrutura física; ativação do sistema antioxidante celular; alterações na sinalização celular e de atividade dos canais de troca da membrana plasmática vêm sendo estudados como possíveis contribuintes para os mecanismos de resistência ao Al. A sensibilidade celular ao Al depende do seu estágio de desenvolvimento. As células sensíveis ao Al acumulam o metal, enquanto que as resistentes acumulam muito pouco. Foi constatado em nosso trabalho que as células sensíveis ao Al também são sensíveis ao baixo pH. As células sensíveis não conseguem recuperar seu crescimento e sua viabilidade celular após a exposição ao Al ou ao baixo pH.A sacarose ou manitol conferiram proteção às células quanto ao acúmulo de Al. Isso fez com que a viabilidade mantivesse-se em níveis próximos ao controle (pH5,6) e a cultura conseguisse recuperar seu crescimento e viabilidade após a exposição ao Al e ao baixo pH. O efeito protetor não foi devido ao caráter energético da sacarose, pois o manitol não é metabolizado pelas células BY-2 e os resultados foram semelhantes quando se usou sacarose ou manitol, nas mesmas concentrações. Sabe-se que o Al aumenta a peroxidação lipídica e a oxidação protéica da membrana plasmática, pela geração de EAO?s, desencadeando o processo de estresse oxidativo na célula. Em nosso estudo, nas células sensíveis houve peroxidação dos lipídios, ativação do sistema de enzimas antioxidantes, como SOD, GST, GR, CAT e APX, alteração nos níveis de carboidratos e alteração no perfil protéico de frações enriquecidas de membrana plasmática, obtido por eletroforese 2D. O mesmo comportamento foi verificado em células sensíveis tratadas a baixo pH. Pode-se concluir que o sistema antioxidante celular foi ativado na presença de baixo pH ou Al, pela ocorrência de peroxidação lipídica, que gera maiores concentrações de H2O2 nas células sensíveis (fase log). E que existem diferenças no perfil protéico de células tratadas com Al em relação a células mantidas sob condições de cultivo, tanto em presença de spots como em expressão diferencial. Porém estas diferenças necessitam ser melhores exploradas. A peroxidação lipídica é um bom indicador da sensibilidade celular ao Al e ao baixo pH, assim como a ativação do sistema antioxidante e a geração do peróxido de hidrogênio. Poderiam ser realizados experimentos no tempo, medindo-se o acúmulo de Al e relacionando-o aos níveis de peroxidação lipídica, atividade das enzimas antioxidantes e geração do peróxido, para que pudéssemos indicar talvez um processo que se iniciasse antes que outro, ou mesmo que decaísse antes do outro. Assim como um monitoramento das condições de oxidação protéica na presença de Al. / Aluminum limits crop production in all over the world. In acid solis the Al disponibility is larger. Acid soils compose the major part of the brazillian soils. The problem of acidity and Al toxicity results in losses of productivity in agriculture and forestry. The first symptom of Al toxicity is inhibition of root growth. There is many studies that indicate relations between the inhibition of root growth and cell division and expansion alterations. The mechanisms of Al toxicity and resistance aren?t completely understood in plants. The resistance mechanism of Al chelation by organic acid is one of the mechanisms accept, like the elevation of the rizosphere pH by substances exsudated by the root system. Other possible mechanisms that are being mentionated are the alterations in plasma membrane composition and structure, antioxidant cell system activation, alterations in cell signal and alterations in the membrane channels activity. Aluminum cell sensibility depends of the status cellular. The cells that are sensible to Al, are in the log phase of growth and accumulate the metal, whereas the resistant cells do not accumulate and were in the stationary phase of growth. In our work, we observed that the sensible cells are sensible to low pH too. The sensible cells don?t recover their growth rate and cellular viability after the treatment exposition. Sucrose or mannitol confers cellular protection against the Al. The cellular viability was high (next to the control, pH5,6) and the cell culture recovery their growth and viability after the Al or low pH exposition. The protective effect don?t occurs in response to the energetic role of sucrose, because cells treated with mannitol showed the same results and the mannitol did not metabolizated by tobacco BY-2 cells. Al induces lipid peroxidation and protein oxidation in plasma membrane, by the ROS generation promoting the oxidative stress. We found that sensible Al cells showed lipid peroxidation, H2O2 generation, antioxidant enzymes activation (SOD, le carbohydrate levels and protein profile alterations by 2D electrophoresis. The same responses were observed in the pH sensible cells, at log phase of growth. This differences should be more explored. We concluded that the lipid peroxidation is an indicator of sensitivity to Al and low pH, like the antioxidant enzymes activities and the H2O2 generation. Studies should be done with the Al accumulated in time, measuring the activities of antioxidant system and the lipid peroxidation with the objective to indicated what process could start firstly

Orientador: Tomomasa Yano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T23:05:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conceicao_RogerioArcuri1983-_D.pdf: 4676987 bytes, checksum: 96e3babbbb52c358f5daca2c8166f056 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Estudos preliminares sobre adesão e invasão mostraram que 100% de 49 amostras de Escherichia coli associada à sepse humana (SEPEC) foram capazes de aderir e invadir células Vero (Rim de macaco verde africano) e Huvec (Veia umbilical humana). Em análise genotípica, foi observada uma alta prevalência dos genes fimH (98,0%) que codificam para a adesina da fimbria de tipo 1 (F1). No entanto, as cepas analisadas aderiram tanto na presença quanto na ausência de ?-D-manopiranosideo, um inibidor da adesão mediada pela F1. Por esse motivo foram analisadas as proteínas de membrana externa de SEPEC, com o objetivo de se avaliar potenciais fatores adesão e invasão dessas cepas. Por técnicas de proteômica, foram identificadas três proteínas de SEPEC com afinidade a glicoproteínas celulares: OmpA (Proteína de membrana A); FimA (Subunidade maior da fimbria do tipo 1) e YdeR (Subunidade menor da fimbria do tipo 9 - F9). Esses dados foram coerentes com a análise genotípica das amostras SEPEC, pois foi observada uma alta porcentagem dos genes que codificam para as três proteínas descritas anteriormente, sendo que 100% das amostras foram ompA+, 98,0% foram fimA+ e 100% foram ydeR+. Os ensaios de adesão e invasão de SEPEC (OmpA+/ F1+) em células Vero e Huvec mostraram que ?-D-manopiranosideo e GlcNAc, quando atuando juntos, agem como potentes inibidores da adesão e invasão, sugerindo que essas moléculas poderiam estar ocupando os sítios de ligação a carboidratos das duas adesinas F1 e/ou OmpA, respectivamente. Para confirmar essa hipótese, mutantes nulos para ?fimA (OmpA+/ F1-) e ?ompA (OmpA-/F1+) foram construídos, e os resultados de adesão e invasão bacteriana foram similares aos obtidos na presença dos inibidores: ?-D-manopiranosideo e GlcNAc. Mutante nulo para a proteína YdeR da fimbria F9 (OmpA+/ F1+), mostrou significativa redução da adesão e invasão bacteriana em células Vero e Huvec (p ? 0,05) somente na presença dos inibidores da adesão mediada por F1 e OmpA: ?-D-manopiranosideo e GlcNAc, respectivamente. Esses dados sugerem que F9 também contribui para a adesão e invasão de SEPEC. Juntos, nossos dados demonstram que os processos de adesão e invasão de SEPEC são dependentes de OmpA, F1 e F9, as quais podem ser complementares, e devem atuar sinergicamente para a adesão e invasão de SEPEC / Abstract: Our preliminary studies about bacterial adhesion and invasion showed 100% of 49 strains of human sepsis-associated Escherichia coli (SEPEC) were able to adhere and invade Vero (African green monkey kidney) and HUVEC (human umbilical vein) cells. In genotypic analysis, high prevalence of fimH (98.0%), gene encoding for the type 1 fimbrial adhesin was observed. However, all the strains analyzed were able to adhere and invade these cellular lineages both in the presence and absence of the type 1 fimbriae adherence-inhibitor ?-D-mannopiranoside. Consequently, the outer membrane proteins of SEPEC were analyzed in order to find potential adhesion and invasion factors expressed by these strains. Through proteomic techniques, three proteins with affinity to cellular glycoproteins were identified: OmpA (Membrane Protein A); FimA (major subunit of type 1 fimbriae - F1) and YdeR (minor subunit of type 9 fimbriae - F9). These data were consistent with the genotypic analysis of SEPEC strains because a high percentage of the genes encoding these three proteins was observed, being that ompA+ (100%) fimA+ (98%) and ydeR+ (100%). Assays of adhesion and invasion of SEPEC (OmpA+ / F1+) in Vero and HUVEC cells showed that ?-D-manopiranosideo and GlcNAc, when acting together, act as potent inhibitors of adhesion and invasion, suggesting that these molecules could be occupying sites of carbohydrate-binding displayed by adhesins from both F1 and/or OmpA, respectively. To confirm this hypothesis, null mutants ?fimA (OmpA+/F1-) and ?ompA (OmpA-/F1+) were constructed, and the phenotypic results of bacterial adhesion and invasion were similar to those obtained in the presence of inhibitors ?-D-mannopiranoside and GlcNAc. The mutant ?ydeR (OmpA+ / F1+), null mutant for YdeR protein of F9 fimbriae, showed a significant reduction in bacterial adhesion and invasion in Vero and HUVEC (p ? 0.05) just in the presence of inhibitors of cell adhesion mediated by F1 and OmpA. These data suggest that F9 also can contribute to the adhesion and invasion of SEPEC in Vero and HUVEC cells. Hold together, our data demonstrated that adhesion and invasion of SEPEC are OmpA, F1 and F9 dependents, which can be complementary and express synergistic activity leading to enhancing the ability of adhesion and invasion in SEPEC strains / Doutorado / Microbiologia / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Pseudomonas aeruginosa est un pathogène opportuniste impliqué dans les infections nosocomiales. Sa multi résistance aux antibiotiques s’exerce notamment grâce à l’activation de pompes d’efflux membranaires. Il s’agit de systèmes tripartites composés d’une porine de la famille OMF (Outer Membrane Factor) ancrée dans la membrane externe, d’un transporteur de la famille des RND (Resistance Nodulation Division) localisé dans la membrane interne et d’un adaptateur périplasmique de la famille des MFP (Membrane Fusion Protein) qui consolide l’ensemble. Le travail réalisé au cours de cette thèse apporte une contribution à la compréhension des mécanismes d’assemblage et d’ouverture des pompes d’efflux ainsi qu’à leur régulation grâce au développement de nouveaux outils empruntés à la physique, à la biochimie et à la microbiologie. Une première étude a permis de déterminer la stoechiométrie d’interaction entre MexA et OprM par gel bleu natif (Ferrandez, Monlezun et al. 2012). Une deuxième étude a été consacrée, dans le cadre d’une collaboration avec l’équipe de B. Le Pioufle (ENS Cachan), à la caractérisation par électrophysiologie de l'ouverture de la porine OprM, insérée dans une membrane artificielle reconstituée sur une biopuce (Wang, Monlezun et al. 2012). Puis, afin d’étudier cette fois ci, le mécanisme d’ouverture de la porine OprM in vivo, une étude fonctionnelle par complémentation chez Pseudomonas aeruginosa a été initiée. Enfin, dans le cadre d'une collaboration avec l’équipe de P. Plésiat (Laboratoire de Bactériologie, Besançon), deux analyses de mutants cliniques par modélisation ont été réalisées sur le régulateur MexZ de la pompe MexXY/OprM et de la porine d’influx des carbapénèmes OprD. / Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen involved in nosocomial infections. This bacteria has developed various strategies to resist antibiotics treatments, one of them being the activation of membrane efflux pumps. These tripartite systems consist of an OMF (Outer Membrane Factor) family porin, localized in the outer membrane, an active transporter in the inner membrane, belonging to the RND (Resistance Nodulation Division) family and a periplasmic adaptator protein, member of the MFP (Membrane Fusion Protein) family which consolidates the whole complex. Results obtained during this thesis contribute to a better understanding of efflux pumps’ assembly and opening thanks to the development of new research tools borrowed from physic, biochemistry and microbiology. The first study describes the binding stoechiometry of MexA with its cognate partner OprM by Blue Native Polyacrylamide gel Electrophoresis (Ferrandez, Monlezun et al. 2012). Secondly, a study, in collaboration with B. Le Pioufle’s team (ENS Cachan), was dedicated to the electrophysiologic caracterization of OprM opening using a microfluidic device incorporated with a miniaturized artificial bilayer membrane (Wang, Monlezun et al. 2012). Then, to complete this analysis in vivo, in the third part of this thesis, complementation experiments were initiated in a Pseudomonas aeruginosa strain deleted of its chromosomal oprM gene. Finally, in collaboration with P. Plésiat’s team (Laboratoire de Bactériologie, Besançon), modelling of MexZ, the MexXY/OprM pump’s regulator and modelling of the carbapenems’ porin OprD were made in order to link structural modifications to mutations observed in clinical strains.