The Amazon basin has about 7000 km2 of extension and a vast biodiversity providing an ichthyofauna of approximately 5000 species of fish. Myxozoan parasites cause diseases in fish in both the natural environment and the breeding systemand they are responsible for high mortality rates. Myxozoans show a great diversity of species with some of them, highly pathogenic and, therefore, have been receiving attention of the researchers. In Brazil, due to the great diversity of fish species, the study of these parasites has been gaining the attention of the researchers, focusing on diversity, biology and parasite-host interaction. In this context, the objective of this work was to explore the parasite diversity of the Myxozoa subphylum, through morphological and molecular analyses of myxosporean parasites of Amazonian fish, important for the food market such as Colossoma macropomum (tambaqui) and Piaractus brachypomus (pirapitinga). For the taxonomic study, morphological analyses were performed using light microscopy and molecular analyses using ssrDNA. The fish were captured in the Amazon basin, in the Tapajós and Solimões Rivers, Santarém, PA and Manaus, AM, respectively. Two new myxosporean species, Myxobolus n. sp. 1 and Myxobolus n. sp. 2, were described infecting C. macropomum, based on morphological and molecular data. Myxobolus colossomatis, found infecting C. macropomum, was considered a distinct species of Myxobolus cf. colossomatis described in Piaractus mesopotamicus, through molecular and phylogenetic data. For P. brachypomus four new species were described. Henneguya n. sp. 1 and Myxobolus n. sp. 3, were described through of morphological, histological, ultra-structural and molecular analyses. Henneguya n. sp. 2 and Myxobolus n. sp. 4 were described based in morphological and molecular data. After observing the mitochondrial behavior of myxospores through electron microscopy studies, we performed an experiment of mitochondrial fluorescence microscopy and the results showed that few Henneguya sp. myxospores presented labeling for mitochondrial activity. / A bacia Amazônica tem cerca de 7000 km2 de extensão e uma vasta biodiversidade abrigando uma ictiofauna de, aproximadamente, 5000 espécies de peixes. Parasitos mixozoários são causadores de doenças em peixes de ambiente natural e de sistemas de criação sendo responsáveis por altas taxas de mortalidade. Mixosporídeos apresentam uma grande diversidade de espécies com algumas destas, altamente patogênicas e, por isso, vêm recebendo atenção dos pesquisadores. No Brasil, devido à grande diversidade de espécies de peixes, o estudo destes parasitos vem ganhando cada vez mais destaque, com foco para a diversidade, biologia e a interação parasito-hospedeiro. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi explorar a diversidade de parasitos do subfilo Myxozoa, através de análises morfológicas e moleculares de mixosporídeos parasitos de peixes amazônicos, importantes para o mercado de alimentos como Colossoma macropomum (tambaqui) e Piaractus brachypomus (pirapitinga). Para o estudo taxonômico foram realizadas análises morfológicas, utilizando microscopia de luz, e análises moleculares utilizando o sequenciamento do ssrDNA. Os peixes foram capturados na bacia Amazônica, nos rios Tapajós e Solimões, Santarém, PA e Manaus, AM, respectivamente. Duas novas espécies de mixosporídeos, Myxobolus sp. n. 1 e Myxobolus sp. n. 2, foram descritas infectando C. macropomum, baseado em dados morfológicos e moleculares. Myxobolus colossomatis encontrada infectando C. macropomum foi considerada uma espécie distinta de Myxobolus cf. colossomatis descrita em Piaractus mesopotamicus, através de dados moleculares e filogenéticos. Para P. brachypomus quatro novas espécies foram descritas. Henneguya sp. n. 1 e Myxobolus sp. n. 3 foram descritas através de análises morfológicas, histológicas, ultra-estruturais e moleculares. Henneguya sp. n. 2 e Myxobolus sp. n. 4 foram descritas baseadas em dados morfológicos e moleculares. Após a observação do comportamento mitocondrial de mixosporídeos através de estudos de microscopia eletrônica, nós realizamos um experimento de microscopia de fluorescência mitocondrial e os resultados obtidos demonstraram que poucos mixosporos de Henneguya sp. apresentaram marcação para a atividade mitocondrial.

A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada causada por diferentes espécies do gênero Leishmania que atinge grande parte da população mais pobre do mundo e sua manifestação visceral, que é fatal se não tratada, tem se alastrado atingindo grandes cidades, aumentando o número de pessoas com risco de infecção. Dentre os medicamentos em uso, está o análogo lipídico sintético hexadecilfosfocolina (miltefosina), administrado oralmente, que age nas membranas celulares do parasita e pode induzir apoptose, mas com modo de ação não totalmente esclarecido. O primeiro local de interação desse fármaco é a membrana celular do parasita, sendo importante o conhecimento da sua forma de interação. Neste trabalho examinamos propriedades de diversos modelos de membrana com diferentes composições, levando em consideração o conhecimento existente sobre a composição da membrana plasmática da Leishmania. Assim, as membranas modelo foram vesículas unilamelares grandes e gigantes (LUVs e GUVs), de fosfolipídios puros, de misturas binárias com fosfolipídios e colesterol e ainda misturas ternárias com ceramida, um esterol presente nas membranas de Leishmania. A interação com a miltefosina foi estudada em diferentes intervalos de concentração do fármaco. Como técnicas principais utilizamos a espectroscopia de fluorescência, estática e resolvida no tempo, a espectroscopia de correlação de fluorescência, microscopia de fluorescência e confocal e imagens por tempo de vida de fluorescência. Observou-se que a interação entre o fármaco e as membranas lipídicas ocorre de diferentes formas, dependendo i) da razão molar entre o fármaco e os lipídios; ii) da concentração real do fármaco, se abaixo ou acima da concentração micelar crítica (CMC); iii) da composição do modelo de membrana e da fase lipídica da bicamada. Em concentrações abaixo da CMC, a miltefosina tem efeito de fluidificação das bicamadas, principalmente quando elas se encontram em na fase gel, mas esse efeito é pouco pronunciado na presença de colesterol, pois esse composto protege a bicamada do efeito do fármaco. Em vesículas de misturas ternárias de fosfolipídio, colesterol e ceramida em alta concentração, não há separação de fases, e a presença de 10 mol% de miltefosina promove a formação de domínios de ceramida; nas vesículas em que a ceramida está em concentração molar mais baixa, formando domínios, a separação de fases fica menos evidente com o acréscimo de miltefosina. Em razões de concentração miltefosina/lipídio elevadas, mas ainda abaixo da CMC, observa-se diminuição no tamanho das vesículas, por formação de agregados de fármaco/lipídio com porções da bicamada. Em concentrações acima da CMC, ocorrem efeitos drásticos com solubilização de partes cada vez maiores da bicamada da membrana, e esses efeitos ocorrem em tempos menores quanto maior a concentração de miltefosina. Portanto, de maneira geral, o colesterol protege a bicamada do efeito da miltefosina, mas o fármaco tem efeito pronunciado em modelos de membrana de misturas ternárias contendo ceramida. Os efeitos variam com a concentração da miltefosina, com aumento da fluidez da bicamada em baixas razões fármaco/lipídios, solubilização de pequenas porções da bicamada e diminuição do tamanho das vesículas em razões maiores, mas ainda abaixo da CMC, e acima da CMC, formação de agregados do fármaco com porções dos lipídios da bicamada e fragmentação da membrana. / Leishmaniasis is a complex of diseases part of the neglected tropical diseases caused by several species of the genus Leishmania. It reaches a large part of the poorest people in the world and its visceral form, which is fatal if left untreated, has been spread around big cities, increasing the number of people at risk of infection. Among the used drugs for the treatment, there is the synthetic lipid analogue hexadecylphosphocholine (miltefosine), orally administrated, which acts in the cell membranes and can induce apoptosis like death, but its mechanism of action is not totally clear. The first interactions site of this drug is the cell membrane, and it is important to know its mechanism of interaction. In this work we explore properties of several membrane models with different compositions, taking into account the existent knowledge about the composition of the Leishmania plasma membrane. Therefore, the model membranes were giant and large unilamellar vesicles (GUVs and LUVs), formed from pure phospholipids, binary mixtures of phospholipids and cholesterol and ternary mixtures with ceramide, a sterol present in the Leishmania membranes. The interaction with miltefosine was studied in different intervals of drug concentration. The main techniques used were the steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy, fluorescence correlation spectroscopy, confocal and fluorescence microscopy and fluorescence lifetime imaging. The interaction depends on i) the molar ratio of drug and lipids; ii) the real concentration of the drug, if it is below or above the critical micelle concentration (CMC); iii) the composition of the model membrane and the lipid phase of the bilayer. In concentration below the CMC, miltefosine has an effect of bilayer fluidization, mainly when it is in a more ordered phase, but this effect is less pronounced in cholesterol presence, because this compound protects the bilayers from the drug effect. In vesicles from ternary mixtures of phospholipid, cholesterol and ceramide in high concentration, there is no phase separation, and the presence of 10 mol% of miltefosine promotes ceramide domains formation; in vesicles in which ceramide is in low concentration, forming domains, the phase separation is less evident with miltefosine addition. In high concentration ratio miltefosine/lipids, but below CMC, it is observed a decrease in vesicles size with drug/lipids aggregates formation from portion of the bilayer. In concentrations above the CMC, drastic effects occur, with solubilization of bigger portions of the membrane bilayer, and the effects occur in lower times for higher drug concentration. Therefore, generally, cholesterol protects bilayer from the effect of miltefosine, but the drug has a pronounced effect in model membranes of ternary mixtures containing ceramide. The effects vary with miltefosine concentration, increasing the bilayer fluidity in lower drug/lipid ratio, solubilization of small portions of the bilayer and decrease of vesicles size in higher ratios, but still below CMC, and above CMC, formation of aggregates of the drug with portions of bilayer lipids, and membrane fragmentation.

Entre as diferentes propriedades de uma superfície capazes de influenciar a deposição óssea ao redor de implantes, suas composições químicas e bioquímicas podem interferir no processo de reconhecimento a partir do tecido ósseo circundante. O presente trabalho se propôs a investigar se a funcionalização de superfícies de implante poderia influenciar a deposição óssea ao redor de implantes em um modelo animal. Para tanto, quatro grupos experimentais com mesma topografia microtexturizada, porém variando quanto à adição ou não de uma concentração de peptídeo bioativo foram testados. Metodologicamente, os pré-molares mandibulares bilaterais de 8 cães foram extraídos e após 12 semanas, foram instalados 6 implantes em cada cão, constituindo uma amostra de 48 implantes. Durante o período cicatricial de 2 meses, uma marcação policromática fluorescente foi realizada com o intuito de investigar a dinâmica de remodelação óssea. Estes marcadores ósseos foram administrados no terceiro dia após a instalação dos implantes, bem como após 1, 2, 4 e 6 semanas. A análise histomorfométrica revelou que a superfície microtexturizada modificada pela adição de uma baixa concentração peptídica obteve maior densidade óssea adjacente (54,6 ± 16,6%) quando comparada aos outros grupos (microtexturizada + veículo de hidroxiapatita = 46,0 ± 21,0%, somente microtexturizada = 45,3 ± 11,3% e microtexturizada com adição de alta concentração peptídica = 40,7 ± 15,3%), no entanto estas diferenças numéricas não foram estatisticamente significantes (p>0,05). Adicionalmente, em relação à análise de fluorescência, a comparação entre grupos demonstrou uma diferença estatisticamente significante em favor da superfície composta pela baixa concentração do peptídeo bioativo na área adjacente aos implantes no período de 4 semanas (p<0,001). Pode-se concluir que a funcionalização da superfície de implantes pode interferir na aposição óssea, em particular na densidade óssea, ressaltando que diferentes concentrações peptídicas podem conduzir a diferentes resultados. Dentro do padrão de remodelação óssea observado entre superfícies microtexturizadas, sendo estas funcionalizadas ou não, aquelas com baixa concentração do peptídeo bioativo estudado favoreceram a formação óssea adjacente aos implantes quando comparadas às demais no período avaliado. / Among the different surface properties that influence the bone apposition around implants, the chemical or biochemical composition may interfere in its acceptance by the surrounding bone. The aim of this study was to investigate if a biofunctionalization of implant surface influences the bone apposition in a dog model and to compare it with other surfaces, such as a microstructured created by the grit-blasting/acid-etching process. The mandibular bilateral premolars of 8 dogs were extracted and after 12 weeks each dog received 6 implants, totaling 48 implants in the experiment. All the 4 experimental groups had the same microrough topography with or without some biofunctionalization treatment. After histomorphometric analysis it was observed that the modified microstructured surface with a low concentration of the bioactive peptide provided a higher adjacent bone density (54.6%) when compared to the other groups (microstructured + HA coating = 46.0%, microstructured only = 45.3% and microstructured + high concentration of the bioactive peptide = 40.7%), but this difference was only numeric and not statistically significant. The fluorescence analysis showed that bone remodeling is an active process resulting from the alternation of resorptive and formative activities. A similar pattern of bone remodeling was observed among the microstructured surfaces, biofunctionalized or not; however the addition of an adhesive peptide in low concentration favored the bone formation adjacent to the implants when compared to the other surfaces during the period evaluated. In conclusion the biofunctionalization of the implant surface could interfere in the bone apposition around implants in particular in terms of bone density and different concentrations of bioactive peptide lead to different results.

Neste trabalho estudamos a interação de dois tipos de nanopartículas de prata metálica, obtidas pelo processo de poliol (IQUSP) e pelo método eletrolítico (Khemia®), em células de músculo liso. Um extenso trabalho de caracterização foi realizado, descrevendo a natureza físico-química dessas nanopartículas. Medidas de absorção óptica mostraram que as nanopartículas exibem bandas suaves em torno de 400 nm, região do azul do espectro eletromagnético, devido à ressonância dos plasmons de superfície, evidenciando a tendência à agregação com o tempo. Microscopia eletrônica de transmissão foi realizada para obter as imagens das nanopartículas em micrografias. Histogramas foram construídos para determinar o tamanho das NPs e o índice de polidispersividade. Espectros de EDS foram obtidos para a caracterização química das amostras. Difratogramas de raios X foram obtidos para as AgNPs. Os picos de difração foram indexados e revelaram uma única fase cristalina da prata, com estrutura cúbica e estado de oxidação, Ag0. Com o auxílio desses difratogramas, foram calculados o parâmetro de rede e a distância interplanar dos planos de difração. Utilizando a equação de Scherrer e um ajuste gaussiano dos picos de Ag mostrados nos difratogramas de raios X, foi possível obter o tamanho do cristalito para nanopartículas IQUSP. Experimentos de DLS mostraram distribuição de número monomodal para AgNPs Khemia® e, para AgNPs IQUSP lavadas, distribuição bimodal, estimando-se a distribuição de número e tamanho. Os resultados mostraram que a distribuição dominante é sempre para raios menores, sugerindo partículas menores que se agregam com o tempo e formam maiores dimensões. Resultados de SAXS mostraram que as amostras fornecem boa intensidade de espalhamento. Utilizando modelos teóricos foram calculados o raio médio da distribuição, polidispersividade e raio de giro. Os dados revelaram que as nanopartículas IQUSP possuem um raio maior que as AgNPs Khemia® e não apresentaram agregação. Em contrapartida, AgNPs Khemia® apresentaram maior agregação, com polidispersividade relativa de 72%. Para AgNPs IQ--USP, análises de SAXS forneceram tamanho de partícula comparável a TEM e bastante diferente de DLS. As medidas de SAXS para AgNPs Khemia® mostram diferenças com as medidas de TEM e DLS. Ficou evidente o efeito da agregação, que tem influências desde o preparo das amostras até o tempo de realização das medidas. Testes de citotocixidade e estudos de análise morfológica por microscopia de fluorescência evidenciaram as características citotóxicas de cada nanopartícula. Os resultados apresentados pela análise morfológica realizada com microscopia de fluorescência concordam com os testes de citotoxicidade. AgNPs IQUSP mostraram alta toxicidade até a concentração 9.37 mg/mL, onde as células são apresentadas com fragmentação nuclear. Em concentrações mais baixas, as AgNPs IQUSP exibiram características morfológicas comparáveis ao grupo controle. Por sua vez, AgNPs Khemia® mostram alta toxicidade até a concentração 1.37 mg/mL, com índice IC50 variando na faixa de 1.3 a 6.7 mg/mL. Foi possível observar que concentrações mais altas induzem à fragmentação nuclear, desencadeando processos como apoptose e necrose. Experimentos utilizando a técnica de OMTC demonstraram que as diferentes concentrações de nanopartículas de prata podem modificar a rigidez celular. Isto é evidenciado quando comparamos o grupo controle com os demais grupos, com as diferentes concentrações de NPs. Para concentrações mais altas de nanopartículas, verificou-se um aumento da viscoelasticidade. Os dois tipos de nanopartículas estudadas apresentaram mudanças nas propriedades mecânicas, mas as AgNPs Khemia® apresentaram um maior aumento na viscoelasticidade nas diferentes concentrações de NPs. Essa mudança na viscoelasticidade foi explicada como sendo devido à maior disponibilidade do cálcio, liberado por células apoptóticas, o qual é utilizado no complexo miosina-actina para gerar contração muscular. / In this work we study the interaction of two types of metallic silver nanoparticles, obtained by the polyol process (IQUSP) and the electrolytic method (Khemia®), in smooth muscle cells. An extensive characterization work was carried out, describing the physico-chemical nature of these nanoparticles. Optical absorption measurements showed that nanoparticles exhibit smooth bands around 400 nm, the blue region of the electromagnetic spectrum, due to the resonance of the surface plasmons, evidencing the tendency to aggregate with time. Transmission electron microscopy was performed to obtain images of the nanoparticles in micrographs. Histograms were constructed to determine the size of NPs and the index of polydispersity. EDS spectra were obtained for the chemical characterization of the samples. X-ray diffraction patterns were obtained for the AgNPs. The diffraction peaks have been indexed and showed a single crystal layer of silver, with cubic structure and oxidation state, Ag0. By means of these diffractograms, the network parameter and the interplanar distance of the diffraction planes were calculated. Using the Scherrer equation and a Gaussian fit of the Ag peaks shown in the X-ray diffractograms, it was possible to obtain the crystallite size for IQ-USP nanoparticles. DLS experiments showed monomodal number distribution for Khemia® AgNPs and, for washed IQUSP AgNPs, bimodal distribution, estimating the number and size distribution. The results showed that the dominant distribution is always for smaller rays, suggesting smaller particles that aggregate with time and form larger dimensions. SAXS results showed that the samples provide good scattering intensity. Using the theoretical models, the average radius of the distribution, polydispersity and radius of gyration were calculated. The data revealed that the IQUSP nanoparticles have a larger radius than the Khemia® and did not show aggregation. In contrast, Khemia® AgNPs showed higher aggregation, with 72% relative polydispersity. For IQ-USP AgNPs, SAXS analyzes provided particle size comparable to TEM and quite different from DLS. SAXS measurements for Khemia® AgNPs show differences with TEM and DLS measurements. It was evident the effect of the aggregation that has influences from the sample preparation until the time of performing the measurements. Cytotoxicity tests and morphological analysis studies by fluorescence microscopy evidenced the cytotoxic characteristics of each nanoparticle. The results presented by the morphological analysis performed with fluorescence microscopy agree with the cytotoxicity tests. IQ-USP nanoparticles showed high toxicity up to the concentration of 9.37 mg/mL, where the cells are presented with nuclear fragmentation. At lower concentrations, the IQUSP AgNPs exhibited morphological characteristics comparable to the control group. In addition, Khemia® AgNPs show high toxicity up to the concentration of 1.37 mg/mL, with IC50 in the range of 1.3 to 6.7 mg/mL. It was possible to observe that higher concentrations induce nuclear fragmentation, triggering processes such as apoptosis and necrosis. Experiments using the OMTC technique demonstrated that different concentrations of silver nanoparticles can modify cell stiffness. This is evidenced when we compare the control group with the other groups, with the different concentrations of NPs. For higher concentrations of nanoparticles, there was an increase in viscoelasticity. The two types of nanoparticles studied showed changes in mechanical properties, but Khemia® AgNPs showed a greater increase in viscoelasticity at different concentrations. This change in viscoelasticity was explained to be due to the increased availability of calcium, released by apoptotic cells, which is used in the myosin-actin complex to generate muscle contraction.

Em aplicações biotecnológicas, a estabilização de informações e a expressão gênica em bactérias Gram-negativas são fundamentais. Neste trabalho, analisou-se o efeito de estabilização plasmidial promovido pelo lócus parB (hok/sok) nas bactérias E. coli, C. metallidurans e C. necator transformadas com os plasmídeos pCM2, pBBR1MCS e seus respectivos derivados contendo o lócus parB, pCM3 e pBBPAR. As bactérias transformadas com pCM2 exibiram perda plamidial acentuada após 50 gerações, e as bactérias transformadas com pCM3 e pBBPAR exibiram estabilidade próxima a 100%, após 100 gerações. Também foi avaliada a força relativa de expressão dos promotores hok e sok em relação ao promotor lac, inseridos no plasmídeo pBBEGFP. Por microscopia de fluorescência, foi observado que regulado pelos promotores sok e hok, os transformantes expressaram EGFP. Utilizando citometria de fluxo, foi observado que o promotor hok apresentou maior força de expressão nas bactérias transformantes de E. coli e C. metalliduras; já o promotor sok apresentou maior força de expressão em C. necator. / In biotechnological applications, stabilization of information and gene expression in Gram-negative bacteria are important. In this work, we analyzed the effect of plasmid stabilization promoted by locus parB (hok/sok) in the bacteria E. coli, C. metallidurans and C. necator transformed with the plasmids pCM2, pBBR1MCS, and their derivatives containing the parB locus, pCM3 and pBBPAR. The Bacteria transformed with pCM2 showed a pronounced plasmidial loss after 50 generations, and bacteria transformed with pCM3 and pBBPAR exhibited stability close to 100 % after 100 generations. We also evaluated the relative expression strength of hok and sok promoters relative to the lac promoter, inserted into plasmid pBBEGFP. For fluorescence microscopy, it was observed that regulated by hok and sok promoter, transformants expressed EGFP. Using flow cytometry, it was observed that the hok promoter showed higher expression levels in E. coli and C. metallidurans transformants; as sok promoter showed higher expression level in C. necator.

No presente estudo, a diversidade bacteriana endofítica fixadora de nitrogênio foi pesquisada utilizando métodos microbiológicos e moleculares. Isolaram-se microrganismos de raiz, caule e folha de cana-de-açúcar. Análises por seqüenciamento do 16S rDNA identificaram 150 endófitos. No total, foram identificados 18 gêneros. Destes, apenas 4 estavam presentes em cana-de-açúcar submetida aos 3 tratamentos. A maior diversidade de gêneros foi encontrada em cana sob adubação orgânica: 10 gêneros, em cana sob adubação inorgânica foram 11 gêneros e 8 em cana sem adubação. A maior parte dos gêneros pertence à família Enterobacteriaceae, como Klebsiella, Pantoea e Enterobacter. A enzima endoglicanase foi produzida por 82% dos isolados de cana sob adubação orgânica, (54%) inorgânica e (48%) sem adubação. Quanto à atividade de pectinase: 42%, 60% e 36% foram apresentadas por isolados de cana orgânica, inorgânica e sem adubação, respectivamente. A capacidade de solubilizar fosfatos inorgânicos foi detectada em 76,6% dos isolados, sendo a maior capacidade de solubilização de fosfatos encontrada em bactérias isoladas de cana-de-açúcar sob adubação orgânica (71%), de cana submetida a adubação convencional (78%) e sem adubação (88%). Foram realizados estudos de colonização em plântulas de cana-de-açúcar com 4 endofitos geneticamente modificados (EGMs) capazes de expressar os genes gfp e dsred. A avaliação da colonização na cana pela microscopia de fluorescência, mostrou que os (EGMs) gfp e dsred colonizaram as raízes e caules das plantas inoculadas, sem causar qualquer sintoma de doença. / In the present study, endophytic bacterial diversity has been searched using both microbiologic and molecular methods. Microorganisms were isolated from sugarcane root, shoot and leaf. 150 isolates were identified by 16S rDNA sequencing. 18 genera were found and only 4 were present in sugarcane submitted to the three treatments. The greatest genera diversity was found in sugarcane submited to organic fertlization: 10 genera in sugarcane submitted to inorganic fertilization were found 11 genera and 8 genera in sugarcane without fertilization. Great part of the found genera belongs to the Enterobacteriaceae family: Klebsiella, Pantoea and Enterobacter. Some physiological characteristics were determined in the isolates. Endoglucanase was produced by 82% of the isolates from sugarcane submitted to organic fertilization. Lower activities were found in bacteria isolated from inorganic fertilization and no fertilization, respectively 54% and 48%. As far as pectinase activity is concerned, a percentage of 42%, 60% and 36% was presented by the isolates from organic fertilization, inorganic fertilization and no fertilization, respectively. The hability of phosphate solubilization was detected in 76.6% of the isolates. In sugarcane under organic fertilization a percentage of 71% was found, in bacteria from inorganic fertilization, 78%, and without fertilization, 88%. Plant colonization was determined using sugarcane plantlets inoculated with four genetically modified bactéria (GMEs), able to express the genes gfp and dsred. The colonization was evaluated by fluorescence microscopy, which showed that the endophytic bacteria expressing gfp and dsred genes had invaded roots and shoots from inoculated plants, without causing any disease symptom.

Entre as diferentes propriedades de uma superfície capazes de influenciar a deposição óssea ao redor de implantes, suas composições químicas e bioquímicas podem interferir no processo de reconhecimento a partir do tecido ósseo circundante. O presente trabalho se propôs a investigar se a funcionalização de superfícies de implante poderia influenciar a deposição óssea ao redor de implantes em um modelo animal. Para tanto, quatro grupos experimentais com mesma topografia microtexturizada, porém variando quanto à adição ou não de uma concentração de peptídeo bioativo foram testados. Metodologicamente, os pré-molares mandibulares bilaterais de 8 cães foram extraídos e após 12 semanas, foram instalados 6 implantes em cada cão, constituindo uma amostra de 48 implantes. Durante o período cicatricial de 2 meses, uma marcação policromática fluorescente foi realizada com o intuito de investigar a dinâmica de remodelação óssea. Estes marcadores ósseos foram administrados no terceiro dia após a instalação dos implantes, bem como após 1, 2, 4 e 6 semanas. A análise histomorfométrica revelou que a superfície microtexturizada modificada pela adição de uma baixa concentração peptídica obteve maior densidade óssea adjacente (54,6 ± 16,6%) quando comparada aos outros grupos (microtexturizada + veículo de hidroxiapatita = 46,0 ± 21,0%, somente microtexturizada = 45,3 ± 11,3% e microtexturizada com adição de alta concentração peptídica = 40,7 ± 15,3%), no entanto estas diferenças numéricas não foram estatisticamente significantes (p>0,05). Adicionalmente, em relação à análise de fluorescência, a comparação entre grupos demonstrou uma diferença estatisticamente significante em favor da superfície composta pela baixa concentração do peptídeo bioativo na área adjacente aos implantes no período de 4 semanas (p<0,001). Pode-se concluir que a funcionalização da superfície de implantes pode interferir na aposição óssea, em particular na densidade óssea, ressaltando que diferentes concentrações peptídicas podem conduzir a diferentes resultados. Dentro do padrão de remodelação óssea observado entre superfícies microtexturizadas, sendo estas funcionalizadas ou não, aquelas com baixa concentração do peptídeo bioativo estudado favoreceram a formação óssea adjacente aos implantes quando comparadas às demais no período avaliado. / Among the different surface properties that influence the bone apposition around implants, the chemical or biochemical composition may interfere in its acceptance by the surrounding bone. The aim of this study was to investigate if a biofunctionalization of implant surface influences the bone apposition in a dog model and to compare it with other surfaces, such as a microstructured created by the grit-blasting/acid-etching process. The mandibular bilateral premolars of 8 dogs were extracted and after 12 weeks each dog received 6 implants, totaling 48 implants in the experiment. All the 4 experimental groups had the same microrough topography with or without some biofunctionalization treatment. After histomorphometric analysis it was observed that the modified microstructured surface with a low concentration of the bioactive peptide provided a higher adjacent bone density (54.6%) when compared to the other groups (microstructured + HA coating = 46.0%, microstructured only = 45.3% and microstructured + high concentration of the bioactive peptide = 40.7%), but this difference was only numeric and not statistically significant. The fluorescence analysis showed that bone remodeling is an active process resulting from the alternation of resorptive and formative activities. A similar pattern of bone remodeling was observed among the microstructured surfaces, biofunctionalized or not; however the addition of an adhesive peptide in low concentration favored the bone formation adjacent to the implants when compared to the other surfaces during the period evaluated. In conclusion the biofunctionalization of the implant surface could interfere in the bone apposition around implants in particular in terms of bone density and different concentrations of bioactive peptide lead to different results.

Neste trabalho estudamos a interação de dois tipos de nanopartículas de prata metálica, obtidas pelo processo de poliol (IQUSP) e pelo método eletrolítico (Khemia®), em células de músculo liso. Um extenso trabalho de caracterização foi realizado, descrevendo a natureza físico-química dessas nanopartículas. Medidas de absorção óptica mostraram que as nanopartículas exibem bandas suaves em torno de 400 nm, região do azul do espectro eletromagnético, devido à ressonância dos plasmons de superfície, evidenciando a tendência à agregação com o tempo. Microscopia eletrônica de transmissão foi realizada para obter as imagens das nanopartículas em micrografias. Histogramas foram construídos para determinar o tamanho das NPs e o índice de polidispersividade. Espectros de EDS foram obtidos para a caracterização química das amostras. Difratogramas de raios X foram obtidos para as AgNPs. Os picos de difração foram indexados e revelaram uma única fase cristalina da prata, com estrutura cúbica e estado de oxidação, Ag0. Com o auxílio desses difratogramas, foram calculados o parâmetro de rede e a distância interplanar dos planos de difração. Utilizando a equação de Scherrer e um ajuste gaussiano dos picos de Ag mostrados nos difratogramas de raios X, foi possível obter o tamanho do cristalito para nanopartículas IQUSP. Experimentos de DLS mostraram distribuição de número monomodal para AgNPs Khemia® e, para AgNPs IQUSP lavadas, distribuição bimodal, estimando-se a distribuição de número e tamanho. Os resultados mostraram que a distribuição dominante é sempre para raios menores, sugerindo partículas menores que se agregam com o tempo e formam maiores dimensões. Resultados de SAXS mostraram que as amostras fornecem boa intensidade de espalhamento. Utilizando modelos teóricos foram calculados o raio médio da distribuição, polidispersividade e raio de giro. Os dados revelaram que as nanopartículas IQUSP possuem um raio maior que as AgNPs Khemia® e não apresentaram agregação. Em contrapartida, AgNPs Khemia® apresentaram maior agregação, com polidispersividade relativa de 72%. Para AgNPs IQ--USP, análises de SAXS forneceram tamanho de partícula comparável a TEM e bastante diferente de DLS. As medidas de SAXS para AgNPs Khemia® mostram diferenças com as medidas de TEM e DLS. Ficou evidente o efeito da agregação, que tem influências desde o preparo das amostras até o tempo de realização das medidas. Testes de citotocixidade e estudos de análise morfológica por microscopia de fluorescência evidenciaram as características citotóxicas de cada nanopartícula. Os resultados apresentados pela análise morfológica realizada com microscopia de fluorescência concordam com os testes de citotoxicidade. AgNPs IQUSP mostraram alta toxicidade até a concentração 9.37 mg/mL, onde as células são apresentadas com fragmentação nuclear. Em concentrações mais baixas, as AgNPs IQUSP exibiram características morfológicas comparáveis ao grupo controle. Por sua vez, AgNPs Khemia® mostram alta toxicidade até a concentração 1.37 mg/mL, com índice IC50 variando na faixa de 1.3 a 6.7 mg/mL. Foi possível observar que concentrações mais altas induzem à fragmentação nuclear, desencadeando processos como apoptose e necrose. Experimentos utilizando a técnica de OMTC demonstraram que as diferentes concentrações de nanopartículas de prata podem modificar a rigidez celular. Isto é evidenciado quando comparamos o grupo controle com os demais grupos, com as diferentes concentrações de NPs. Para concentrações mais altas de nanopartículas, verificou-se um aumento da viscoelasticidade. Os dois tipos de nanopartículas estudadas apresentaram mudanças nas propriedades mecânicas, mas as AgNPs Khemia® apresentaram um maior aumento na viscoelasticidade nas diferentes concentrações de NPs. Essa mudança na viscoelasticidade foi explicada como sendo devido à maior disponibilidade do cálcio, liberado por células apoptóticas, o qual é utilizado no complexo miosina-actina para gerar contração muscular. / In this work we study the interaction of two types of metallic silver nanoparticles, obtained by the polyol process (IQUSP) and the electrolytic method (Khemia®), in smooth muscle cells. An extensive characterization work was carried out, describing the physico-chemical nature of these nanoparticles. Optical absorption measurements showed that nanoparticles exhibit smooth bands around 400 nm, the blue region of the electromagnetic spectrum, due to the resonance of the surface plasmons, evidencing the tendency to aggregate with time. Transmission electron microscopy was performed to obtain images of the nanoparticles in micrographs. Histograms were constructed to determine the size of NPs and the index of polydispersity. EDS spectra were obtained for the chemical characterization of the samples. X-ray diffraction patterns were obtained for the AgNPs. The diffraction peaks have been indexed and showed a single crystal layer of silver, with cubic structure and oxidation state, Ag0. By means of these diffractograms, the network parameter and the interplanar distance of the diffraction planes were calculated. Using the Scherrer equation and a Gaussian fit of the Ag peaks shown in the X-ray diffractograms, it was possible to obtain the crystallite size for IQ-USP nanoparticles. DLS experiments showed monomodal number distribution for Khemia® AgNPs and, for washed IQUSP AgNPs, bimodal distribution, estimating the number and size distribution. The results showed that the dominant distribution is always for smaller rays, suggesting smaller particles that aggregate with time and form larger dimensions. SAXS results showed that the samples provide good scattering intensity. Using the theoretical models, the average radius of the distribution, polydispersity and radius of gyration were calculated. The data revealed that the IQUSP nanoparticles have a larger radius than the Khemia® and did not show aggregation. In contrast, Khemia® AgNPs showed higher aggregation, with 72% relative polydispersity. For IQ-USP AgNPs, SAXS analyzes provided particle size comparable to TEM and quite different from DLS. SAXS measurements for Khemia® AgNPs show differences with TEM and DLS measurements. It was evident the effect of the aggregation that has influences from the sample preparation until the time of performing the measurements. Cytotoxicity tests and morphological analysis studies by fluorescence microscopy evidenced the cytotoxic characteristics of each nanoparticle. The results presented by the morphological analysis performed with fluorescence microscopy agree with the cytotoxicity tests. IQ-USP nanoparticles showed high toxicity up to the concentration of 9.37 mg/mL, where the cells are presented with nuclear fragmentation. At lower concentrations, the IQUSP AgNPs exhibited morphological characteristics comparable to the control group. In addition, Khemia® AgNPs show high toxicity up to the concentration of 1.37 mg/mL, with IC50 in the range of 1.3 to 6.7 mg/mL. It was possible to observe that higher concentrations induce nuclear fragmentation, triggering processes such as apoptosis and necrosis. Experiments using the OMTC technique demonstrated that different concentrations of silver nanoparticles can modify cell stiffness. This is evidenced when we compare the control group with the other groups, with the different concentrations of NPs. For higher concentrations of nanoparticles, there was an increase in viscoelasticity. The two types of nanoparticles studied showed changes in mechanical properties, but Khemia® AgNPs showed a greater increase in viscoelasticity at different concentrations. This change in viscoelasticity was explained to be due to the increased availability of calcium, released by apoptotic cells, which is used in the myosin-actin complex to generate muscle contraction.

A leishmaniose é uma doença tropical negligenciada causada por diferentes espécies do gênero Leishmania que atinge grande parte da população mais pobre do mundo e sua manifestação visceral, que é fatal se não tratada, tem se alastrado atingindo grandes cidades, aumentando o número de pessoas com risco de infecção. Dentre os medicamentos em uso, está o análogo lipídico sintético hexadecilfosfocolina (miltefosina), administrado oralmente, que age nas membranas celulares do parasita e pode induzir apoptose, mas com modo de ação não totalmente esclarecido. O primeiro local de interação desse fármaco é a membrana celular do parasita, sendo importante o conhecimento da sua forma de interação. Neste trabalho examinamos propriedades de diversos modelos de membrana com diferentes composições, levando em consideração o conhecimento existente sobre a composição da membrana plasmática da Leishmania. Assim, as membranas modelo foram vesículas unilamelares grandes e gigantes (LUVs e GUVs), de fosfolipídios puros, de misturas binárias com fosfolipídios e colesterol e ainda misturas ternárias com ceramida, um esterol presente nas membranas de Leishmania. A interação com a miltefosina foi estudada em diferentes intervalos de concentração do fármaco. Como técnicas principais utilizamos a espectroscopia de fluorescência, estática e resolvida no tempo, a espectroscopia de correlação de fluorescência, microscopia de fluorescência e confocal e imagens por tempo de vida de fluorescência. Observou-se que a interação entre o fármaco e as membranas lipídicas ocorre de diferentes formas, dependendo i) da razão molar entre o fármaco e os lipídios; ii) da concentração real do fármaco, se abaixo ou acima da concentração micelar crítica (CMC); iii) da composição do modelo de membrana e da fase lipídica da bicamada. Em concentrações abaixo da CMC, a miltefosina tem efeito de fluidificação das bicamadas, principalmente quando elas se encontram em na fase gel, mas esse efeito é pouco pronunciado na presença de colesterol, pois esse composto protege a bicamada do efeito do fármaco. Em vesículas de misturas ternárias de fosfolipídio, colesterol e ceramida em alta concentração, não há separação de fases, e a presença de 10 mol% de miltefosina promove a formação de domínios de ceramida; nas vesículas em que a ceramida está em concentração molar mais baixa, formando domínios, a separação de fases fica menos evidente com o acréscimo de miltefosina. Em razões de concentração miltefosina/lipídio elevadas, mas ainda abaixo da CMC, observa-se diminuição no tamanho das vesículas, por formação de agregados de fármaco/lipídio com porções da bicamada. Em concentrações acima da CMC, ocorrem efeitos drásticos com solubilização de partes cada vez maiores da bicamada da membrana, e esses efeitos ocorrem em tempos menores quanto maior a concentração de miltefosina. Portanto, de maneira geral, o colesterol protege a bicamada do efeito da miltefosina, mas o fármaco tem efeito pronunciado em modelos de membrana de misturas ternárias contendo ceramida. Os efeitos variam com a concentração da miltefosina, com aumento da fluidez da bicamada em baixas razões fármaco/lipídios, solubilização de pequenas porções da bicamada e diminuição do tamanho das vesículas em razões maiores, mas ainda abaixo da CMC, e acima da CMC, formação de agregados do fármaco com porções dos lipídios da bicamada e fragmentação da membrana. / Leishmaniasis is a complex of diseases part of the neglected tropical diseases caused by several species of the genus Leishmania. It reaches a large part of the poorest people in the world and its visceral form, which is fatal if left untreated, has been spread around big cities, increasing the number of people at risk of infection. Among the used drugs for the treatment, there is the synthetic lipid analogue hexadecylphosphocholine (miltefosine), orally administrated, which acts in the cell membranes and can induce apoptosis like death, but its mechanism of action is not totally clear. The first interactions site of this drug is the cell membrane, and it is important to know its mechanism of interaction. In this work we explore properties of several membrane models with different compositions, taking into account the existent knowledge about the composition of the Leishmania plasma membrane. Therefore, the model membranes were giant and large unilamellar vesicles (GUVs and LUVs), formed from pure phospholipids, binary mixtures of phospholipids and cholesterol and ternary mixtures with ceramide, a sterol present in the Leishmania membranes. The interaction with miltefosine was studied in different intervals of drug concentration. The main techniques used were the steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy, fluorescence correlation spectroscopy, confocal and fluorescence microscopy and fluorescence lifetime imaging. The interaction depends on i) the molar ratio of drug and lipids; ii) the real concentration of the drug, if it is below or above the critical micelle concentration (CMC); iii) the composition of the model membrane and the lipid phase of the bilayer. In concentration below the CMC, miltefosine has an effect of bilayer fluidization, mainly when it is in a more ordered phase, but this effect is less pronounced in cholesterol presence, because this compound protects the bilayers from the drug effect. In vesicles from ternary mixtures of phospholipid, cholesterol and ceramide in high concentration, there is no phase separation, and the presence of 10 mol% of miltefosine promotes ceramide domains formation; in vesicles in which ceramide is in low concentration, forming domains, the phase separation is less evident with miltefosine addition. In high concentration ratio miltefosine/lipids, but below CMC, it is observed a decrease in vesicles size with drug/lipids aggregates formation from portion of the bilayer. In concentrations above the CMC, drastic effects occur, with solubilization of bigger portions of the membrane bilayer, and the effects occur in lower times for higher drug concentration. Therefore, generally, cholesterol protects bilayer from the effect of miltefosine, but the drug has a pronounced effect in model membranes of ternary mixtures containing ceramide. The effects vary with miltefosine concentration, increasing the bilayer fluidity in lower drug/lipid ratio, solubilization of small portions of the bilayer and decrease of vesicles size in higher ratios, but still below CMC, and above CMC, formation of aggregates of the drug with portions of bilayer lipids, and membrane fragmentation.

Em aplicações biotecnológicas, a estabilização de informações e a expressão gênica em bactérias Gram-negativas são fundamentais. Neste trabalho, analisou-se o efeito de estabilização plasmidial promovido pelo lócus parB (hok/sok) nas bactérias E. coli, C. metallidurans e C. necator transformadas com os plasmídeos pCM2, pBBR1MCS e seus respectivos derivados contendo o lócus parB, pCM3 e pBBPAR. As bactérias transformadas com pCM2 exibiram perda plamidial acentuada após 50 gerações, e as bactérias transformadas com pCM3 e pBBPAR exibiram estabilidade próxima a 100%, após 100 gerações. Também foi avaliada a força relativa de expressão dos promotores hok e sok em relação ao promotor lac, inseridos no plasmídeo pBBEGFP. Por microscopia de fluorescência, foi observado que regulado pelos promotores sok e hok, os transformantes expressaram EGFP. Utilizando citometria de fluxo, foi observado que o promotor hok apresentou maior força de expressão nas bactérias transformantes de E. coli e C. metalliduras; já o promotor sok apresentou maior força de expressão em C. necator. / In biotechnological applications, stabilization of information and gene expression in Gram-negative bacteria are important. In this work, we analyzed the effect of plasmid stabilization promoted by locus parB (hok/sok) in the bacteria E. coli, C. metallidurans and C. necator transformed with the plasmids pCM2, pBBR1MCS, and their derivatives containing the parB locus, pCM3 and pBBPAR. The Bacteria transformed with pCM2 showed a pronounced plasmidial loss after 50 generations, and bacteria transformed with pCM3 and pBBPAR exhibited stability close to 100 % after 100 generations. We also evaluated the relative expression strength of hok and sok promoters relative to the lac promoter, inserted into plasmid pBBEGFP. For fluorescence microscopy, it was observed that regulated by hok and sok promoter, transformants expressed EGFP. Using flow cytometry, it was observed that the hok promoter showed higher expression levels in E. coli and C. metallidurans transformants; as sok promoter showed higher expression level in C. necator.