Orientador: Alberto José Cavalheiro / Banca: Maysa Furlan / Banca: Leonardo Gobbo Neto / Banca: Marina Franco Maggi Tavares / Banca: Marcelo Mattos Cavallari / Resumo: A espécie Casearia sylvestris Sw. (Salicaceae) é um importante representante do gênero Casearia Jacq. destacando-se nos pontos de vista químico, farmacológico, econômico, biotecnológico e ecológico. Por possuir alta capacidade adaptativa, encontra-se amplamente disseminada nas Américas Central e do Sul, sendo que, no Brasil, ocorre em praticamente todos os biomas. Os dados morfo-anatômicos, químicos e genéticos disponíveis sobre C. sylvestris, indicam relação próxima entre variedade lingua e bioma Cerrado e entre variedade sylvestris e Mata Atlântica, havendo também dados descrevendo diferenças genéticas significativas entre estas duas variedades. Em ecótonos Cerrado/Mata Atlântica, estas duas variedades co-existem, havendo principalmente nessas regiões indivíduos com características intermediárias, tanto do ponto de vista morfo-anatômico quanto genético. Há também indícios de que em C. sylvestris var. lingua/Cerrado ocorram predominantemente compostos fenólicos, enquando em C. sylvestris var. sylvestris/Mata Atlântica predominam os diterpenos clerodânicos. Assim, este trabalho tem como objetivo principal avaliar e confirmar indícios de que a composição química, no que concerne a metabólitos secundários, está relacionada e/ou condicionada pelos biomas, e principalmente associada aos respectivos morfotipos predominantes e, portanto, sob forte controle genético. Para tanto, desenvolveu-se e validou-se um método analítico por UHPLC-DAD para a análise simultânea de compostos fenólicos e diterpenos clerodânicos produzidos pelas duas variedades de C. sylvestris. Através do estudo metabolômico destas duas variedades utilizando foram identificados 15 diterpenos clerodânicos em C. sylvestris var. sylvestris e 14 flavonoides glicosilados e uma catequina em C. sylvestris var. lingua. O estudo dos ciclos circadiano e sazonal de ambas as variedades evidenciou um... / Abstract: The species Casearia sylvestris Sw (Salicaceae) is an important representative of the Casearia Jacq. genus, due to its chemical, pharmacological, economic, environmental and biotechnological aspects. Because of its high adaptive capacity, this species is widespread in Central and South America and, in Brazil, it occurs in practically all biomes. The morpho-anatomical, chemical and genetic data available on C. sylvestris, indicate close relationship between the variety "lingua" and the Cerrado biome, and between the variety "sylvestris" and Atlantic Forest. Also, there are data describing significant genetic differences between these two varieties. In ecotones Cerrado/Atlantic Forest, it can be found these two varieties, including individuals with intermediate characteristics, considering both morpho-anatomical and genetic ones. There is evidence that in C. sylvestris var. "lingua"/Cerrado occur predominantly the phenolic compounds, while in C. sylvestris var. "sylvestris"/Atlantic Forest the clerodane diterpenes predominate. So, the main objective of this work is to evaluate if the chemical composition, considering the secondary metabolites, is related to and/or conditioned by biomes, and mainly associated to their predominant morphotypes and, therefore, under strong genetic control. To evaluate this, an analytical method using UHPLC-DAD was developed and validated for the simultaneous analysis of phenolic compounds and clerodane-type diterpenes produced by the two C. sylvestris varieties. The metabolomic study allowed the identification of 15 clerodane-type diterpenes in C. sylvestris var. sylvestris and 14 glycosylated flavonoids and one catechin in C. sylvestris var. lingua. The study of the circadian rhythm and seasonal cycle of both varieties showed a decrease in the production of the two secondary metabolites classes in the reproductive period. In the infraspecific chemical... / Doutor

The metabolomics is an area of science "omics" that characterizes the phenotypes of the metabolites and the connection of these with their corresponding genotypes, allowing the identification of the metabolome of an individual. This metabolomics research allows to view the rapid responses of the biochemical and biological analysis of metabolism in any situation, whether environmental change, pathological, genetic or in response to exercise stress. This study aims main to present the mass spectrometry together with the clinical laboratory as a research tool for obtaining the metabolome of an athlete's Olympic Windsurfing Class RS:X. During exercise, the energy demand is increased by requiring changes in metabolism, and thus the metabolism provides answers to these various metabolic modifications. Therefore, analytical techniques, such as laboratory tests and mass spectrometry may be used for the metabolic evaluation, allowing to investigate and intervene in a scientific manner, the exercise prescription, control and monitoring of athlete training, helping with interventions to adaptation of physical exercise in improving their athletic performance. / A metabolômica é uma área da ciências ômicas que caracteriza os fenótipos dos metabólitos bem como a ligação destes com os seus genótipos correspondentes, permitindo identificar o metaboloma de um indivíduo. Essa investigação metabolômica permite visualizar as rápidas respostas dos mecanismos bioquímicos e biológicos do metabolismo analisado em qualquer situação, seja alteração ambiental, patológica, genética ou em resposta ao estresse causado pelo exercício físico. Esse estudo tem como objetivo principal apresentar a espectrometria de massas junto com as análises laboratoriais clínicas como ferramenta de investigação para obtenção do metaboloma de um atleta olímpico de Windsurf classe RS:X. Durante o exercício físico, a demanda energética é aumentada exigindo adaptações no metabolismo, e desta forma o metabolismo apresenta respostas para essas diversas modificações metabólicas. Portanto, as técnicas analíticas, como os exames laboratoriais e a espectrometria de massas, podem ser utilizadas para a avaliação metabólica, permitindo investigar e intervir de maneira científica, na prescrição, controle e acompanhamento dos processos de treinamento desse atleta, auxiliando-o com intervenções para a sua adaptação ao exercício físico na melhoria da sua performance atlética. / Mestre em Genética e Bioquímica

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-17T21:13:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Andrea Dória Batista.pdf: 3733528 bytes, checksum: 118ca9a13fedf2f4a63feac6b2e74c4c (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-19T22:44:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Andrea Dória Batista.pdf: 3733528 bytes, checksum: 118ca9a13fedf2f4a63feac6b2e74c4c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T22:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Andrea Dória Batista.pdf: 3733528 bytes, checksum: 118ca9a13fedf2f4a63feac6b2e74c4c (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / O padrão-ouro na avaliação da fibrose hepática em pacientes com hepatite C crônica (HCC) é a análise histopatológica de fragmento hepático por biópsia, método invasivo, sujeito a complicações e a erros. Alternativamente, biomarcadores vêm sendo testados. A metabonômica é uma estratégia de análise que utiliza espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN H1) para classificar biofluidos em função do seu status bioquímico. Este estudo de validação fase II teve como objetivo desenvolver modelos metabonômicos (MMs), através de espectros de RMN H1 de amostras de soro, para predição de fibrose hepática significativa (FS: METAVIR ≥ F2), fibrose avançada (FA: METAVIR ≥ F3), e cirrose (C: METAVIR F4 ou cirrose clínica), em duas populações de pacientes com HCC, nas cidades de Recife/PE e do Rio de Janeiro/RJ, e comparar com os índices APRI e FIB-4, utilizando a biópsia como padrão de referência. Em PE, foram incluídos 69 pacientes com biópsia dos últimos 12 meses ou diagnóstico clínico de cirrose. No RJ, foram incluídos 180 pacientes com biópsia na inclusão. Pacientes com doença hepática por outra etiologia, coinfecção com HBV ou HIV ou ingestão excessiva de etanol foram excluídos. Espectros de RMN H1 foram obtidos utilizando espectrômetro Varian Unity 300. Os MMs foram construídos utilizando os formalismos análise discriminante linear (LDA) e análise discriminante por mínimos quadrados paricais (PLS-DA). Em pacientes de PE, os MMs foram testados por validação cruzada, considerando FS, FA e C, e em pacientes do RJ, por validação cruzada em 126 indivíduos, e por validação externa em 54, considerando FS e FA. Em PE, 42 (61%) pacientes apresentaram FS, 28 (40%) FA e 18 (26%) C. Os MMs apresentaram sensibilidade e especificidade de 97,6% (IC 95%: 87,4-99,9%) e 92,6% (IC 95%: 77,5-99,9%) para predição de FS; 96,4% (IC 95%: 81,7-99,1%) e 95,1% (IC 95%: 83,5-99,4%) para FA; e 100% (IC 95%: 81,5-100%) e 98,0% (IC 95%: 89,6-99,9%) para C. No RJ, 103 (57,2%) pacientes apresentaram FS e 51 (28,3%) FA. Os MMs validados externamente apresentaram sensibilidade e especificidade de 100% (IC 95%: 86,8-100%) e 100% (IC 95%: 87,7-100%) para predição de FS, e de 100% (IC 95%: 71,5-100%) e 100% (IC 95%: 91,8-100%) para FA. O desempenho dos MMs foi similar ao do APRI e FIB-4, nas duas populações, porém, os MMs classificaram corretamente 27 (39,7%) pacientes de PE e 95 (54,3%) do RJ com valores intermediários de APRI, e 25 (36,8%) pacientes de PE e 76 (44,2%) do RJ com valores intermediários de FIB-4, quando não é possível predizer FS e FA por esses índices. Conclui-se que os MMs desenvolvidos apresentaram elevada acurácia para predição de FS, FA e C, em pacientes com HCC de PE e do RJ, e permitiram o estadiamento da fibrose nas zonas cinzas do APRI e FIB-4, sugerindo tratar-se de método promissor como marcador indireto de fibrose nesses pacientes. Entretanto, serão necessários novos estudos, com maior casuística, a fim de confirmar seu desempenho, para posterior incorporação na prática clínica. / The gold standard in liver fibrosis assessment in patients with chronic hepatitis C (CHV) is histopathological analysis of hepatic fragment by biopsy, an invasive method, subject to complications and errors. Alternatively, biomarkers have been tested. Metabonomics is an analytical strategy that uses nuclear magnetic resonance of hydrogen (1H-NMR) spectroscopy to classify biofluids based on their biochemical status. This phase II validation study aimed to develop metabonomic models (MMs), using 1H-NMR spectra of serum samples, to predict significant liver fibrosis (SF: METAVIR ≥ F2), advanced fibrosis (AF: METAVIR ≥ F3), and cirrhosis (C: METAVIR F4 or clinical cirrhosis), in two populations of CHC patients, in the cities of Recife/ PE and Rio de Janeiro/RJ, and to compare these to the APRI and FIB-4 scores, using biopsy as reference. In PE, 69 patients were included, who had had a biopsy in the last 12 months or clinical diagnosis of cirrhosis. In RJ, 180 patients were included who had had a biopsy on inclusion. Patients with liver disease due to another etiology, co-infection with HBV or HIV or excessive ethanol intake were excluded. 1H-NMR spectra were obtained using a Varian Unity 300 spectrometer. The MMs were constructed using the linear discriminant analysis (LDA) and partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) formalisms. For patients of PE, the constructed MMs were tested by cross-validation, considering SF, AF and C and for those of RJ, by cross-validation in 126, and by external validation in 54 patients, considering SF and AF. In PE, 42 (61%) patients had SF, 28 (40%) AF and 18 (26%) C. The MMs presented sensitivity and specificity of 97.6% (95% CI: 87.4-99.9%) and 92.6% (95% CI: 77.5-99.9%) for predicting SF; 96.4% (95% CI: 81.7-99.1%) and 95.1% (95% CI: 83.5-99) for AF; and 100% (95% CI: 81.5-100%) and 98.0% (95% CI: 89.6-99.9%) for C. In RJ, 103 (57.2%) patients presented SF and 51 (28.3%) AF. The externally validated MMs presented sensitivity and specificity of 100% (95% CI: 86.8-100%) and 100% (95% CI: 87.7-100%) for predicting SF, and 100% (95% CI: 71.5-100%) and 100% (95% CI: 91.8-100%) for AF. The performance of the MMs was similar to that of APRI and FIB-4, in both populations, however, the MMs correctly classified 27 (39.7%) PE patients and 95 (54.3%) RJ patients with intermediate values of APRI and 25 (36.8%) PE patients and 76 (44.2%) RJ patients with intermediate values of FIB-4, when it is not possible to predict SF and AF by these scores. It is concluded that the MMs that were developed presented a high accuracy for predicting SF, AF and C in CHC patients of PE and RJ, and allowed the staging of fibrosis in the gray zones of these scores, suggesting that it is a promising method as an indirect marker of fibrosis in these patients. However, further studies, with a larger casuistry, will be necessary in order to confirm its performance, for later incorporation into clinical practice.

Orientador: Rodrigo Ramos Catharino / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T06:24:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eiras_MarinaMarques_M.pdf: 1209753 bytes, checksum: 3a49ee749d21e2dce0ee49574819d71a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A Cannabis sativa L. é a droga de abuso ilícita mais consumida e apreendida ao redor do mundo. A identificação de Cannabis pode ser alcançada através de diversos métodos, como inspeção visual, cromatografia em camada delgada, cromatografia gasosa e cromatografia líquida, acopladas ou não a espectrometria de massas, entre outros. Entretanto, esses métodos apresentam desvantagens significantes como ambiguidade nos resultados, necessidade de derivatização da amostra, análise relativamente demorada e/ou etapa lenta de preparação da amostra. Neste trabalho, foi desenvolvido um método de fingerprinting metabólico através da técnica de ESI-MS para identificação dos principais canabinóides e aditivos em amostras apreendidas de Cannabis sativa L., para utilização nos laboratórios de toxicologia forense. Ao fazer a determinação instantânea dos compostos das amostras ou fingerprinting metabólico por inserção direta ESI(+)-MS, foi possível observar as diferenças entre os canabinóides e conservantes existentes na Cannabis. O resultado é um fingerprinting metabólico que tem um grande potencial para ser utilizado como método de screening rápido e simples sendo simultaneamente empregado para detectar os canabinóides e conservantes e extrair espectros de diferentes amostras apreendidas em diferentes regiões, além de ser capaz de fazer distinção entre as amostras de uma região e as amostras de outra, o que mostra o potencial da técnica para a certificação de origem geográfica mediante o processo de produção, e possibilidade de ser empregada para outros tipos de drogas de abuso / Abstract: Cannabis sativa L. is the most used and seized drug worldwide. The identification of Cannabis products is achieved by several methods, such as visual inspection, thin layer chromatography, gas chromatography and liquid chromatography coupled or not to mass spectrometry, among others. However, these methods present important disadvantages like ambiguity in the results, the need to sample derivatisation, relatively long analysis or sample preparation. Herein, an ESI-MS metabolic fingerprinting method was tested for the identification of major cannabinoids and additives in seized Cannabis samples, to be used in forensic toxicology laboratories. Instantaneous determination of the sample composition via metabolic fingerprinting by direct insertion ESI(+)-MS reveals the differences in cannabinoids and preservatives in Cannabis samples. The result is a metabolic fingerprinting that has great potential to be used as a fast and simple screening method detecting cannabinoids and preservatives, being simultaneously applied to detect cannabinoids and preservatives and extracting spectra from different samples seized in different regions, besides being able to distinguish them from each other, which shows the potential of the technique to geographical origin certification by processing markers and the possibility to be applied to other types of drugs of abuse / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestre em Ciências Médicas

Orientador: Rodrigo Ramos Catharino / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:45:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Riccio_MariaFrancesca_M.pdf: 1073402 bytes, checksum: ad216531a7e88603fc492ee5c702fd1f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho direcionou-se ao controle de qualidade de óleos vegetais e gorduras animais pelo emprego de análise de baixa massa molecular pela técnica EASI-MS utilizando a ferramenta metabolômica. As matérias-primas graxas (óleos e gorduras vegetais e animais) e os produtos sintetizados a partir destes insumos são misturas complexas, com aplicações e valores agregados variados como por exemplo para a nutrição humana, aplicações industriais na produção de lubrificantes, biodiesel, plasticidas, surfactantes, entre outros. As técnicas disponíveis como Cromatografia gasosa (GC) com detector de ionização de chama (FID) ou acoplada a um espectrômetro de massas (GC-MS) tem sido as técnicas mais utilizadas para caracterizar óleos e gorduras, através da determinação da composição de ácidos graxos. Como a caracterização da composição graxa destas matrizes são muitas vezes restritas, exigindo a necessidade de procedimentos laboriosos como extrações, purificações que requerem muito tempo utilizamos neste trabalho uma recente técnica de ionização ambiente de espectrometria de massas: EASI-MS (easy ambient sonic-spray ionization mass spectrometry) na caracterização de óleos vegetais e gorduras animais que dispensa o emprego de processos de derivatização química e a separação cromatográfica. Neste trabalho aplicamos a metabolômica para elucidação de um conjugado de marcadores taxonômicos de óleos nunca observados ou analisados em conjunto antes, principalmente ácidos graxos e bifenóis os quais podem ser extraídos de maneira simples e eficaz. Para a caracterização dos componentes existentes no metaboloma de óleos de origem vegetal e animal e para a caracterização de azeites de oliva de diferentes procedências, uma simples extração com uma solução hidroalcoólica foi utilizada. O extrato foi adicionados à uma superfície de vidro para dessa forma, serem injetados para dentro do equipamento de massas e então analisados. O equipamento utilizado foi um Q-TrapTM utilizando uma fonte de EASI construída por pesquisadores do Laboratório ThoMSon de espectrometria de massas (IQ/UNICAMP). Os espectros de massas obtidos demonstraram a presença de ácidos graxos livres além de bifenóis característicos de cada tipo de óleo ou gordura analisado. A presença na mesma análise (espectro) demonstrou que mesmo para amostras complexas, a técnica se mostra aplicável para a identificação, caracterização e controle de qualidade de maneira inequívoca para óleos e gorduras / Abstract: This work is directed to quality control of vegetable oils and animal fats by the use of low molecular analysis of the EASI-MS technique using the metabolomics tool. Raw materials greases (oils and vegetable and animal fats) and the products synthesized from these inputs are complex mixtures, with varying applications and value added such as for human nutrition, industrial applications in the lubrificants production, biodiesel, plasticity, surfactants, among others. The available techniques such as chromatography (GC) with flame ionization detector (FID) and coupled to a mass spectrometer (GC-MS) has been the most widely used techniques to characterize oils and fats by determining the fatty acid composition. To characterize the grease composition of these matrices are often restricted, requiring the need of laborious procedures such as extractions, purifications that require much time, in this work we used a recent technique ambient ionization mass spectrometry: EASI-MS (Easy ambient sonic-spray ionization mass spectrometry) in the characterization of vegetable oils and animal fats does not require the use of chemical derivatization procedures and chromatographic separation. In this work we have applied metabolomics to elucidate a combination of taxonomic markers oils never observed or analyzed together before, mainly fatty acids and biphenols which can be extracted in a simple and effective process. To characterize the metabolome of existing components in vegetable oils and animal and for the characterization of olive oils from different sources, a simple extraction with a water-methanol solution was used. The extract was added to a glass surface to thereby be injected into the spectrometer and then analyzed. The equipment used was a Q-TrapTM using a source of EASI built by researchers at the Thomson Laboratory of mass spectrometry (Institute of Chemistry / UNICAMP). The mass spectra obtained showed the presence of free fatty acids besides biphenols characteristic of each type of oil or fat analyzed. The presence in the same analysis (spectrum) showed that even for complex samples, the technique proves to be applicable to the identification, characterization and quality control unequivocally for oils and fats / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestre em Ciências Médicas

As doenças cardiovasculares ainda são as principais causas de mortalidade e morbidade em todo o mundo. E a aterosclerose é uma das principais precursoras de vários desfechos clínicos como isquemias e infarto do miocárdio. As placas ateroscleróticas se desenvolvem preferencialmente em regiões de bifurcação ou curvatura dos vasos, onde o shear stress (SS) encontra-se diminuído ou perturbado. A expressão de proteínas pró-aterogênicas em regiões de baixo SS e ateroprotetoras em regiões de SS alto foram relatadas na literatura, porém o mecanismo completo carece de elucidação. Este trabalho teve por objetivo integrar proteômica e metabolômica para um melhor entendimento das alterações moleculares que acontecem nas células endoteliais em situações de alto e baixo SS, que podem resultar no desenvolvimento de lesões e placas ateroscleróticas. Para esta finalidade, células endoteliais foram submetidas a alto e baixo SS em sistema cone plate, seguido de análise proteômica e metabolômica por espectrometria de massas. Nossos dados demonstraram que o metabolismo de lipídio e metabolismo de modificações pós-traducionais de proteínas (N-glicosilações) estavam diminuídos em baixo SS. Em relação ao metabolismo de lipídio, foi identificada diminuição na concentração de ácidos graxos e na expressão de enzimas e proteínas transportadoras de lipídios em células sob baixo SS. O receptor de LDL, proteína importante para a homeostase do colesterol, foi identificado em menor concentração na membrana, bem como com alteração no seu perfil de glicosilação em células após baixo SS. As células submetidas a baixo SS e, portanto, aquelas com perfil pró-aterogênico, quando tratadas com estatina para o aumento da expressão de LDLR, aproximaram seu fenótipo ao de células submetidas a alto SS, adquirindo parte de um fenótipo ateroprotetor, com recuperação dos níveis de aminoácidos, lipídios, açúcares e ácidos carboxílicos. Os dados deste trabalho sugerem que o metabolismo de lipídios é um processo importante na manutenção do perfil ateroprotetor de células submetidas a alto SS. Além disso, as evidências demonstraram que estatinas apresentam uma atividade protetora, não apenas sistêmica, com diminuição do LDL circulante, mas também no microambiente vascular, contribuindo para o bom funcionamento das células endoteliais / Cardiovascular diseases are the main cause of the mortality and morbidity worldwide. Atherosclerotic plaque development is closely associated to the hemodynamic forces applied to endothelial cells (EC). Among these, shear stress (SS) plays a key role in disease development since changes in flow intensity and direction could stimulate an atheroprone or atheroprotective phenotype. EC under low and/or oscillatory SS (LSS) have upregulation of inflammatory proteins, adhesion and cellular permeability molecules. On the contrary, cells under high/laminar SS (HSS) increase their expression of protective and anti-inflammatory factors. The mechanism behind the SS regulating an atheroprotective phenotype is not completely elucidated. Here we used proteomics and metabolomics to better understand the changes suffered by endothelial cells under LSS and HSS that promote the atheroprone and atheroprotective profile and how these modifications can be connected to atherosclerosis development. Our data showed that lipid metabolism and post translational modification protein metabolism were downregulated in cells under LSS. About lipid metabolism, we found the LDLR, one important protein in cholesterol homeostasis, showed significant alterations both at the quantitative expression level, as well as regarding post-translational modifications. Under LSS, LDLR was seem at lower concentrations and with a different glycosylation profile. Finally, modulating LDLR with atorvastatin led to the recapitulation of an HSS metabolic phenotype in EC under LSS. The phenotype was recovery based on increasing of amino acids, lipids, sugars and carboxylic acids. Altogether, our data suggest lipid metabolism is important in atheroprotective phenotype of endothelial cells under HSS. Statins showed benefits not only systemic, decreasing cholesterol level in blood, but also in vascular environment, contributing for protector phenotype of endothelial cells

Árvores evolutivas de espécies de Peperomia baseadas nas regiões de ITS e matK foram confrontadas com perfis metabólicos de extratos brutos obtidos por RMN 1H, HPLC-DAD e LC-ESI-MS. A análise de clusters (HCA) e a análise discriminante de componentes principais (DAPC) suportaram em parte os agrupamentos observados por ITS e matK. As principais classes de metabólicos secundários observadas foram policetídeos, meroterpenos, cromenos, fenilpropanoides e amidas, sendo que foram ainda isolados um policetídeo (malabaricona D) de P. megapotamica; o fenilpropanoide elemicina e a lignana tetraidrofurânica diyangambina de P. rotundifolia; e as flavonas 5,6,7-trimetoxiflavona e 4\',5,6,7- tetrametoxiflavona de P. sincorana. As PKS tipo chalcona sintase (CHS) de peperomias, diferiram daquelas de famílias filogeneticamente próximas como Myristicaceae (Virola) e Lauraceae (Aniba). Como muitos meroterpenos de espécies de Peperomia possuem como núcleo básico o ácido orselínico, produto típico de líquens e bactérias, o gene ácido orselínico sintase (OSAS) foi investigado nas plantas e nos 27 fungos endofíticos isolados de espécies de Peperomia (identificados pelas sequências de ITS1-5.8S-ITS2). Foram amplificadas pelo menos uma PKS (NR, HR e PR) em cada uma das linhagens e AOS em várias delas (UR1, UC3, UF1, UF2, UF3, UF4, GC3, NR1, NC1, NC2, NF1, AR1, AC1, AC4, OC1 e OF1). A homologia de 60% da OSAS amplificada de UR1 com a sequência de Streptomyces viridochromogenes é sugestivo de transferência horizontal de bactéria para fungos. / Phylogenetic tree of Peperomia species based on ITS and matK were compared to the metabolic profiling of crude extracts using 1H NMR, HPLC-DAD and LC-ESI-MS. Cluster analysis (HCA) and discriminant analysis of principal componentes (DAPC) supported significantly the clustering observed by ITS and matK. The major classes of secondary metabolites were polyketides, meroterpenes, chromenes, phenylpropanoids and amides and besides, one polyketide (malabaricone D) of P. megapotamica; the phenylpropanoid elemicin and the tetrahydrofuran lignan diyangambin from P. rotundifolia; and the flavones 5,6,7- trimethoxyflavone and 4\',5,6,7-tetramethoxyflavone were isolated from P. sincorana. The PKS chalcone synthase type (CHS) from peperomia, differed from phylogenetically related families Myristicaceae (Virola) and Lauraceae (Aniba). Since several meroterpenes from Peperomia species have the orsellinic acid as an aromatic core, typical of liquens and bacteria, the orsellinic acid (OSAS) was investigate in the plants and 27 endophytes isolated from Peperomia (identified based on ITS1-5.8S-ITS2 sequences). At least one PKS (NR, HR and PR) were isolated from each strains and AOS were isolated from several strains (UR1, UC3, UF1, UF2, UF3, UF4, GC3, NR1, NC1, NC2, NF1, AR1, AC1, AC4, OC1 and OF1). The 60% of homology observed for OSAS amplified from UR1 with that of Streptomyces viridochromogenes is suggestive of a horizontal transferring from bacteria to fungi.

Em uma sociedade que lida com pressão diariamente para completar suas tarefas, a privação de sono é uma consequência comum. Como artifício para manter-se apto a trabalhar ou se divertir à noite, algumas pessoas utilizam a cocaína, cujo consumo é estudado há décadas, mas cuja associação com a privação de sono ainda não foi avaliada pela toxicologia. Este estudo utiliza a metabolômica para gerar um mapa de alterações metabólicas associadas a estas condições e sua iteração. Utilizando análise cromatográfica líquida no modo HILIC e espectrometria de massas com um analisador do tipo \"tempo de voo\" (TOF), os cromatogramas e espectros urinários de 60 ratos Wistar machos foram analisados utilizando o pacote XCMS (Bioconductor) na plataforma R. Os tratamentos estatísticos de dados (PCA, OPLS-DA, MANOVA) foram realizados através dos programas SIMCA 11 P+ e IBM SPSS, culminando em atribuições putativas dos metabólitos discriminantes nas condições estudadas (efeito da cocaína, efeito da privação total de sono e seu efeito combinado). Foram então evidenciados cinco marcadores biológicos de dano associados à cocaína, três associados à privação de sono e dois à sua iteração. Estes metabólitos foram identificados putativamente através de busca em banco de dados (Metlin, MassTrix, HMDB, Lipidmaps) e tiveram suas rotas metabólicas associadas através do banco de rotas metabólicas KEGG. Há diferenças metabólicas estatisticamente evidenciáveis e inclusive duradouras nas vias do ciclo da tirosina e do sistema dopaminérgico, além do ciclo do citrato. / In a society that deals daily with pressure to complete its tasks, sleep deprivation is a common consequence. As an excuse to keep oneself fit to work but to have fun at night some people use cocaine, whose consumption is studied for decades, but the association with sleep deprivation had not yet been evaluated by toxicology. This study uses metabolomics to generate a map of metabolic abnormalities associated with these conditions and its iteration. Using liquid chromatographic in HILIC mode and \"time of flight\" mass spectrometry (TOF), mass chromatograms of urine from 60 male Wistar rats were analysed using XCMS package (Bioconductor) running on R platform. Statistical data treatment (PCA, OPLS-DA, MANOVA) were performed using the programs SIMCA P + 11 and IBM SPSS, culminating in putative metabolites assignments that discriminate the conditions in the study (cocaine effect, total sleep deprivation effect and their combined effect). We highlighted five biological markers of damage associated with cocaine, three associated with sleep deprivation and their iteration. These metabolites were putatively identified by public databases (Metlin, MassTrix, HMDB, Lipidmaps) and their associated metabolic pathways were assessed through KEGG database. There are significant differences on metabolic pathways of the tyrosine cycle, the dopaminergic system and the citrate cycle.

A quimioterapia disponível para o tratamento das leishmanioses conta com um número reduzido de fármacos, com efeitos adversos severos e progressivo aumento de resistência. O reposicionamento de fármacos oferece uma grande oportunidade para introdução de novas terapias. Antidepressivos orais têm demonstrado eficácia tanto in vitro quanto in vivo contra espécies de Leishmania spp. Neste estudo, o antidepressivo sertralina (SRT), e o fármaco ciclobenzaprina (CBP), um relaxante muscular de estrutura tricíclica análoga a antidepressivos, foram avaliados quanto a atividade contra Leishmania (L.) infantum. Estudos metabolômicos não dirigidos utilizando multiplataforma analítica, foram combinados a análises de parâmetros celulares, essenciais para obtenção de uma ampla descrição dos mecanismos de ação. A CBP mostrou uma atividade leishmanicida in vitro, com valor de CE50 de 4,3 ?M contra formas promastigotas e 8,6 ?M contra formas amastigotas intracelulares. O fármaco apresentou uma citotoxicidade (CC50) de 70,6 ?M em células NCTC, e um índice de seletividade similar a miltefosina. Os estudos de mecanismo de ação, sugeriram que a CBP se difunde pela membrana plasmática, causando diminuição do ??p e no interior citoplasmático, parece induzir um estresse do RE com liberação de Ca+2; concomitantemente, induz um desacoplamento brando da cadeia respiratória mitocondrial e depleção dos níveis de ATP. Com o efeito prolongado, a liberação de Ca+2 parece ativar a autofagia, e seu influxo para a mitocôndria potencializar os efeitos deletérios, diminuindo o ??m e aumentando a produção de ROS. A longo prazo, o CBP induz uma extensa alteração metabólica, caracterizada aumento dos níveis da maioria dos metabólitos identificados e atividade desregulada de transportadores de membrana, gerando alto gasto energético associado a condições insuficientes de produção de energia mitocondrial, resultando em morte celular. A sertralina também apresentou atividade leishmanicida in vitro, com valor de CE50 de 2 ?M contra formas promastigotas e 3,9 ?M contra formas amastigotas intracelulares. Sua toxicidade em células NCTC foi de 19,6 ?M, resultando em um índice de seletividade similar a miltefosina. Nossos estudos confirmaram a mitocôndria de Leishmania como alvo primário e, o efeito de desacoplamento da cadeia respiratória associado ao colapso energético, estresse oxidativo seguido da despolarização do ??m como a possível origem desta disfunção mitocondrial. Estudos metabolômicos evidenciaram que a extensão do desarranjo metabólico, abrange diminuição da capacidade de detoxificação do metabolismo tiol-redox, uma severa depleção do pool intracelular de aminoácidos e poliaminas, evidenciando uma completa deterioração do metabolismo energético, por meio de um mecanismo multialvo direcionado a vias metabólicas essências do parasita. Finalmente, este estudo descreve a atividade anti-Leishmania de dois fármacos orais aprovados, com mecanismos de ação letais e irreversíveis no parasita, encorajando o prosseguimento para futuros estudos pré-clínicos na leishmaniose visceral americana / The available chemotherapy for the treatment of leishmaniasis has a reduced number of drugs, with severe adverse effects and progressive increase of resistance. The drug repurposing offers a great opportunity for the introduction of new therapies. Oral antidepressants have been demonstrated efficacy both in vitro and in vivo against Leishmania spp. In this study, the antidepressant sertraline (SRT), and the drug cyclobenzaprine (CBP), a muscle relaxant with tricyclic structure analogous to antidepressants, were evaluated against Leishmania (L.) infantum. Untargeted metabolomic studies using multiplataform analysis were combined to cellular parameters to a broad description of the mechanisms of action. Cyclobenzaprine showed an in vitro leishmanicidal activity with an EC50 value of 4.3 ?M against promastigotes and 8.6 ?M against intracellular amastigote forms. The drug showed a cytotoxicity (CC50) of 70.6 ?M in NCTC cells, and a selectivity index similar to miltefosine. Mechanism of action studies suggested that CBP diffuses through the plasma membrane, causing a decrease of the ??p and inside the cytoplasm, the drug seems to induce an ER stress, with release of Ca+2; concomitantly, it induces a mild decoupling of the mitochondrial respiratory chain and depletion of ATP levels. With the prolonged effect, a release of Ca+ 2 appears to activate an autophagy, and its mitochondrial influx results in a potentiation of deleterious effects as decreasing of ??m and increasing ROS production. In long term, CBP induces an extensive metabolic alteration, characterized increased levels of most of the identified metabolites and unregulated activity of membrane transporters. These generates a high energy expenditure associated to limited conditions of mitochondrial energy production, resulting in the cellular death. Sertraline also showed in vitro leishmanicidal activity, with an EC50 value of 2 ?M against promastigotes and 3.9 ?M against intracellular amastigote forms. Its toxicity in NCTC cells was 19.6 ?M, resulting in a selectivity index similar to miltefosine. Our studies confirmed the mitochondria of Leishmania as the primary target, and the uncoupling of the respiratory chain associated with energy collapse, oxidative stress, and the depolarization of ??m as the possible origin of this mitochondrial dysfunction. Metabolomics evidenced an extended metabolic disarray caused by SRT encompassing a decrease in the scavenging capacity of the thiol-redox metabolism and a severe depletion of the intracellular pool of amino acids and polyamines. The complete deterioration of energetic metabolism was evident through a multi-target mechanism, affecting the main metabolic pathways of the parasite. Finally, this study describes an anti-Leishmania activity of two approved oral drugs with lethal and irreversible mechanisms of action in the parasite, encouraging future preclinical studies in American visceral leishmaniasis.

A metabolômica é uma ciência emergente na era pós-genômica que almeja a análise abrangente de pequenas moléculas orgânicas em sistemas biológicos. Técnicas de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas (LC-MS) figuram como as abordagens de amostragem mais difundidas. A extração e detecção simultânea de metabólitos por LC-MS produz conjuntos de dados complexos que requerem uma série de etapas de pré-processamento para que a informação possa ser extraída com eficiência e precisão. Para que as abordagens de perfil metabólico não direcionado possam ser efetivamente relacionadas às alterações de interesse no metabolismo, é estritamente necessário que os metabólitos amostrados sejam anotados com confiabilidade e que a sua inter-relação seja interpretada sob a pressuposição de uma amostra conectada do metabolismo. Diante do desafio apresentado, a presente tese teve por objetivo desenvolver um arcabouço de software, que tem como componente central um método probabilístico de anotação de metabólitos que permite a incorporação de fontes independentes de informações espectrais e conhecimento prévio acerca do metabolismo. Após a classificação probabilística, um novo método para representar a distribuição de probabilidades a posteriori em forma de grafo foi proposto. Uma biblioteca de métodos para o ambiente R, denominada ProbMetab (Probilistic Metabolomics), foi criada e disponibilizada de forma aberta e gratuita. Utilizando o software ProbMetab para analisar um conjunto de dados benchmark com identidades dos compostos conhecidas de antemão, demonstramos que até 90% das identidades corretas dos metabólitos estão presentes entre as três maiores probabilidades. Portanto, pode-se enfatizar a eficiência da disponibilização da distribuição de probabilidades a posteriori em lugar da classificação simplista usualmente adotada na área de metabolômica, em que se usa apenas o candidato de maior probabilidade. Numa aplicação à dados reais, mudanças em uma via metabólica reconhecidamente relacionada a estresses abióticos em plantas (Biossíntese de Flavona e Flavonol) foram automaticamente detectadas em dados de cana-de-açúcar, demonstrando a importância de uma visualização centrada na distribuição a posteriori da rede de anotações dos metabólitos. / Metabolomics is an emerging science field in the post-genomic era, which aims at a comprehensive analysis of small organic molecules in biological systems. Techniques of liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS) figure as the most widespread approaches to metabolomics studies. The metabolite detection by LC-MS produces complex data sets, that require a series of preprocessing steps to ensure that the information can be extracted efficiently and accurately. In order to be effectively related to alterations in the metabolism of interest, is absolutely necessary that the metabolites sampled by untargeted metabolic profiling approaches are annotated with reliability and that their relationship are interpreted under the assumption of a connected metabolism sample. Faced with the presented challenge, this thesis developed a software framework, which has as its central component a probabilistic method for metabolite annotation that allows the incorporation of independent sources of spectral information and prior knowledge about metabolism. After the probabilistic classification, a new method to represent the a posteriori probability distribution in the form of a graph has been proposed. A library of methods for R environment, called ProbMetab (Probilistic Metabolomics), was created and made available as an open source software. Using the ProbMetab software to analyze a set of benchmark data with compound identities known beforehand, we demonstrated that up to 90% of the correct metabolite identities were present among the top-three higher probabilities, emphasizing the efficiency of a posteriori probability distribution display, in place of a simplistic classification with only the most probable candidate, usually adopted in the field of metabolomics. In an application to real data, changes in a known metabolic pathway related to abiotic stresses in plants (Biosynthesis of Flavone and Flavonol) were automatically detected on sugar cane data, demonstrating the importance of a view centered on the posterior distribution of metabolite annotation network.