A literatura relata que o veneno de Crotalus durissus terrificus (VCdt) ou suas toxinas isoladas modulam a resposta inflamatória. A crotoxina (CTX) é a principal toxina do VCdt, representando aproximadamente 65% do conteúdo do veneno bruto. Dando continuidade aos estudos que evidenciam o efeito modulador do VCdt sobre a inflamação, foi demonstrado que o VCdt apresenta um efeito anti-inflamatório prolongado sobre a resposta inflamatória induzida pela carragenina (Cg), em camundongos. Esse estudo mostrou que uma única dose de VCdt, administrada pela via subcutânea, 7 ou 21 dias antes da injeção de Cg inibe, respectivamente, o desenvolvimento do edema de pata e a migração celular para a cavidade peritoneal, induzidos por este agente inflamatório. Este efeito anti-inflamatório também foi observado após a instalação da resposta inflamatória (Nunes et al., 2007). Além disso, foi demonstrado também que a CTX, é a toxina responsável por este efeito anti-inflamatório prolongado. Ainda, dados recentes mostram que os receptores para peptídeo formil, tais como lipoxina/anexina, mediadores com potente ação anti-inflamatória, estão envolvidos no efeito da CTX. Em continuidade a essa linha de investigação, este trabalho teve por objetivo caracterizar o efeito da CTX sobre a expressão de mediadores pró-inflamatórios e de moléculas de adesão envolvidas na resposta inflamatória induzida pela Cg. em camundongos. Além de avaliar também o efeito desta toxina sobre a translocação da subunidade p65 do NF-κB para o núcleo celular. Para tanto, foi, investigado o efeito de uma única dose de CTX (44 μg/kg) sobre: a expressão de P-selectina, ICAM-1, PECAM-1 e Mac-1; sobre a secreção de TNF-α, IL-1β, IL-6, PGE2, e LTB4 e sobre a expressão de iNOS e p65. Cabe destacar ainda que, um inibidor da síntese de glicocorticoides (Mifepristone), bem como um antagonista de receptor para glicocorticoides (Metirapona) foram administrados antes do tratamento da CTX, para avaliar também a participação de glicocorticoides endógenos no efeito anti-inflamatório da CTX. A administração subcutânea de uma única dose de CTX produziu: 1- diminuição da secreção de TNF-α, IL-1β, IL-6; 2- diminuição da expressão de P-selectina e ICAM-1 e 3- diminuição da expressão de p65. Por outro lado, a CTX não alterou os níveis de PGE2, e LTB4, como também não alterou a expressão de iNOS e Mac-1. Além disso, nossos resultados sugerem que os glicocorticóides endógenos não interferem no efeito anti-inflamatório da CTX, uma vez que o pré-tratamento com Mifepristone ou Metirapona não alteraram o efeito inibitório desta toxina sobre a migração celular. Em conjunto, os resultados caracterizam o efeito anti-inflamatório da CTX sobre a migração celular induzida pela Cg e sugerem que esta toxina pode inibir a expressão de importantes substâncias pró-inflamatórias envolvidas na resposta inflamatória pela Cg ao inibir a ativação do fator de transcrição, NF-κB, uma vez que este fator favorece a transcrição de vários genes, cujas proteínas são importantes no desenvolvimento da resposta inflamatória. Esses resultados contribuem para a elucidação dos mecanismos envolvidos na ação modulatória da CTX sobre a resposta inflamatória / The literature shows that Crotalus durissus terrificus snake venom (CdtV) or their toxins isolated modulate the inflammatory response. The crotoxin (CTX) is the main toxin of CdtV, representing approximately 65% of the content of the crude venom. It was demonstrated that CdtV presents a long-lasting anti-inflammatory effect induced by carrageenan (Cg) in mice. This study showed that a single dose of CdtV inhibits respectively, the development of paw edema and cell migration to the peritoneal cavity induced by this inflammatory agent. This anti-inflammatory effect was also observed after installation of the inflammatory response (Nunes et al., 2007). Furthermore, it was also demonstrated that CTX is responsible for this long-lasting anti-inflammatory effect. Still, recent data show that the formil peptide receptors, such as lipoxin/anexin, mediators with potent anti-inflammatory action, are involved in the effect of CTX. The aim of this study is characterize the effect of CTX on the expression of proinflammatory mediators and adhesion molecules involved in the inflammatory response induced by Cg in mice and also evaluate the effect of the toxin on translocation of the p65 subunit of NF-κB to the nucleus. Therefore, it was investigated the effect of a single dose of CTX (44 μg/kg) on: P-selectin, ICAM-1, PECAM-1 and Mac-1 expression; TNF-α, IL-1β, IL-6, PGE2 and LTB4 secretion and, on iNOS and p65 expression. It should be noted that a synthesis of glucocorticoids inhibitor (Mifepristone) and a glucocorticoid antagonist receptor (Metyrapone) were administrated before CTX treatment to evaluate the involvement of endogenous glucocorticoids in the anti-inflammatory effect of CTX. Our results show that a single dose of CTX produced: reduction of TNF-α, IL-1β and IL-6 secretion; reduction of P-selectin and ICAM-1 expression and reduction of p65 expression. Moreover, CTX did not alter levels of PGE2 and LTB4 secretion and did not alter iNOS and Mac-1 expression. Furthermore, our results suggest that endogenous glucocorticoids do not interfere with anti-inflammatory effect of CTX, since that pre-treatment with Mifepristone and Metyrapone did not alter the inhibitory effect of this toxin on cell migration induced by Cg and suggest that this toxin can inhibit the expression of important proinflammatory substances involved in the inflammatory response induced by Cg to inhibit the NF-κB activation, since this factor promotes the transcription of several genes whose proteins are important in the development inflammatory response. These results contribute to the elucidation of the mechanisms involved in the modulatory action of CTX on the inflammatory response

O processo inflamatório tem um papel fundamental na gênese e desenvolvimento da aterosclerose, sendo que a disfunção endotelial é considerada um dos estágios iniciais da aterogênese. Por meio da inibição da enzima hidroxi-metil-glutaril coA redutase (HMGCR), as estatinas reduzem a biossíntese do colesterol e a formação de isoprenóides, produtos intermediários da síntese do colesterol que são importantes na modificação pós-transcricional de GTPases pequenas que estão envolvidas na disfunção endotelial e inflamação vascular. A ezetimiba é um inibidor da absorção do colesterol através da inibição da proteína NPC1L1. Com a finalidade de esclarecer os mecanismos moleculares da inibição da síntese e da absorção do colesterol sobre a modulação de biomarcadores inflamatórios e de adesão celular foram utilizados modelos in vitro com células endoteliais (HUVEC) e monócitos (células THP-1), e in vivo com células mononucleares do sangue periférico (CMSP) de indivíduos hipercolesterolêmicos (HC). O efeito das estatinas, atorvastatina e sinvastatina, e da ezetimiba na expressão de RNAm e proteínas de moléculas de adesão endoteliais e moduladores do processo inflamatório, como citocinas e óxido nítrico (NO), foi estudado em células HUVEC. O efeito desses fármacos sobre a expressão de moléculas de adesão monocitárias foi estudado em células THP-1. O efeito da terapia hipolipemiante sobre essas moléculas foi também estudada em CMSP de HC tratados com ezetimiba (10 mg/dia/4 semanas), sinvastatina (10 mg/dia/8 semanas) e sinvastatina combinada com ezetimiba (10 mg de cada/dia/4 semanas). A expressão de RNAm foi avaliada por RT-qPCR. A expressão de moléculas de adesão na superfície de células THP-1 e HUVEC foi estudada por citometria de fluxo. A quantificação de citocinas secretadas no sobrenadante de células HUVEC e no plasma dos HC foi analisada pela tecnologia Milliplex. A quantificação do perfil lipífico, Proteína C reativa ultra-sensível (PCRus) e NO foi realizada por métodos laboratoriais convencionais. O papel do NO na modulação dos marcadores inflamatórios pelas estatinas foi também estudada, usando modelo de células HUVEC com NOS3 silenciado por interferência de RNAm e também por meio do uso do inibidor da síntese do óxido nítrico, L-NAME. Também foi avaliado o efeito de hipolipemiantes na expressão dos microRNAs (miRs) 221, miR-222 e miR-1303 em células HUVEC por meio do stem-loop RT-qPCR. O tratamento com atorvastatina e sinvastatina reduziu a expressão de RNAm e proteínas das moléculas de adesão LSelectina, PSGL-1 e VLA-4, em células THP-1 pré-tratadas com TNFα por 12 h. A ezetimiba reduziu a expressão de L-Selectina apenas no nível transcricional. Em células HUVEC, as estatinas diminuíram a expressão de RNAm de IL1B e SELP, entretanto aumentaram a de VCAM1. A ezetimiba reduziu a expressão de RNAm do IL1B. Entretanto as expressões de SELE, MMP9, IL6 e MMP9 não foram afetadas pelos tratamentos. A expressão das proteínas ICAM-1 e P-Selectina, na superfície de células HUVEC, foi diminuída pelo tratamento com as estatinas, mas não pela ezetimiba. Da mesma forma, a secreção das citocinas IL-6 e MCP-1 foram reduzidas pelas estatinas, entretanto a secreção de IL-8 não foi modificada por nenhum dos tratamentos. A expressão de NOS3 e a liberação de NO em células HUVEC foi aumentada pelas estatinas, porém não foi estimulada pela ezetimiba. Entretanto, os efeitos antiinflamatórios exercidos pelas estatinas foram independentes dessa via devido a que estes efeitos foram mantidos em células HUVEC com NOS3 silenciado por interferência de RNAm. Apesar de que o efeito sobre ICAM-1 e MCP-1 foi atenuado quando as células foram simultaneamente tratadas com L-NAME, os efeitos das estatinas parecem ser independentes da liberação de NO. As estatinas e a ezetimiba reduziram a expressão do miR-221, em células HUVEC. A expressão do miR-222 foi reduzida só pelo tratamento com atorvastatina. A expressão do miR-1303 não foi modulada pelos tratamentos hipolipemiantes. Em pacientes HC, a terapia de associação da sinvastatina e ezetimiba demonstrou melhorar o perfil lipídico de forma mais efetiva que ambas monoterapias. Da mesma forma, o tratamento combinado resultou em maior beneficio pela redução da expressão de RNAm em CMSP e da concentração plasmática das proteínas IL-1 β, MCP-1, IL-8 e TNFα. A expressão de ICAM1 foi diminuída apenas no nível transcricional, entretanto a expressão de RNAm mas não da proteína do TNFα foi também reduzida pela sinvastatina em monoterapia. Não houve modulação de RNAm ou proteínas de outros marcadores estudados no modelo in vivo. Por outro lado, os efeitos anti-inflamatórios observados nos indivíduos HC foram independentes da modulação de PCRus e NO que não foram modificados pelos tratamentos hipolipemiantes. Neste estudo, foram confirmados os propostos efeitos pleiotrópicos das estatinas em modelos células de monócito e endotélio vascular in vitro e em pacientes HC. Por outro lado, apesar de ser menos potente que as estatinas foi mostrado que a inibição da absorção do colesterol tem também um efeito anti-inflamatório. A redução adicional do colesterol causado pela combinação das terapias hipolipemiantes outorga um maior beneficio cardiovascular em pacientes hipercolesterolêmicos. / The inflammatory process has a key role in the genesis and development of atherosclerosis and the endothelial disfunction is considered as a first step in atherogenesis. By inhibiting the hydroxyl-methyl-glutaryl coA reductase (HMGCR)m statins reduce the cholesterol synthesis and isoprenoid generation, which are intermediary products of cholesterol synthesis with important role in posttranscriptional modifications of small GTPases that are involved in endothelial disfunction and vascular inflammation. The ezetimibe is an inhibitor of cholesterol absorption by inhibiting the NPC1L1 protein. To clarify the molecular mechanisms of the inhibition of cholesterol synthesis and absorption modulating inflammatory and cell adhesion biomarkers we used in vitro models of endothelial cells (HUVEC) and monocytes (THP-1), and an in vivo model of peripheral blood mononuclear cells (PBMC) from hypercholesterolemic (HC) patients. The effect of the statins, atorvastatin and simvastatin, and the ezetimibe on mRNA and protein expression of endothelial adhesion molecules and modulators of the inflammatory process, as citokynes and nitric oxide (NO), was analyzed in HUVEC. The effect of these drugs on the expression of monocyte adhesion molecules was also studied in THP-1. The influence of hypolipemiant therapy on the adhesion molecules was also analyzed in PBMC from HC treated with ezetimibe (10 mg/day/4-weeks), simvastatin (10 mg/day/8-weeks) and simvastatin combined with ezetimibe (10 mg each/day/4-weeks). The mRNA expression was evaluated by RT-qPCR. The expression of adhesion molecules on the surface of THP-1 and HUVEC cells was analyzed flow cytometry. The citokynes in the supernatants of HUVEC were quantified using the milliplex technology. The Lipid profile, high-sensivity PCR (hsPCR) and NO were determined by conventional laboratory methods. The role of the NO on the statin-modulation of inflammatory markers was also studied using a model with silenced NOS3 by interference of mRNA and by the use of the inhibitor of NO synthesis, L-NAME. The effect of hypolipemiants on the expression of microRNAs (miRs) 221, miR-222 and miR-1303 was also evaluated in HUVEC using the stem-loom RT-qPCR. Atorvastatin and simvastatin reduced the mRNA and protein expression of the adhesion molecules L-Selectin, PSGL-1 and VLA-4 in THP-1 cells pre-treated with TNFα for 12 h. The ezetimibe reduced the L-Selectin expression only at transcriptional level. In HUVEC, statins diminished IL1B and SELP mRNA expression, whereas VCAM1 was increased. The ezetimibe reduced the IL1B mRNA expression. However, SELE, MMP9, IL6 and MMP9 mRNA expressions were not affected by the treatments. The protein expression of ICAM-1 and P-Selectin on the surface of HUVEC was reduced by statins, but not by the ezetimibe. Similarly, IL-6 and MCP-1 secretion were reduced by statins, whereas IL-8 secretion was not modified by the treatments. The NO release and NOS3 expression in HUVEC was increased by the statins, however it was not stimulated by ezetimibe. Moreover, the anti-inflammatory statin effects were independent of this pathway due to statin effects were maintained in HUVEC with silenced NOS3. Although the statin effect on ICAM-1 and MCP-1 were attenuated by L-NAME co treatment, the statin effects seem to be independent of NO release. Statins and ezetimibe reduced miR221 in HUVEC. miR-222 expression was reduced only by atorvastatin. miR-1303 was not affected by the treatments. In HC patients, the improvement of the lipid profile simvastatin combined with ezetimibe was more efficient than both monotherapies. Similarly, the association therapy was better in reducing the mRNA expression in PBMC and plasma concentration of IL-1β, MCP-1, IL-8 and TNFα. ICAM1 expression was reduced only at transcriptional level, whereas mRNA but not protein expression of TNFα was also reduced by the simvastatin monotherapy. There was no modulation mRNA or protein expression of other studied markers in the in vivo model. Additionally, the anti-inflammatory effects observed in the HC were independent of PCRus or NO modulation, which were not altered by the hypolipemiant treatments. In this study, the proposed plitropic effects of statins were confirmed in monocytes and endothelial cells in vitro and in HC patients. Moreover, although it was less potent than statins, an anti-inflammatory effect was also observed for the inhibition of cholesterol absorption. An additional reduction of the cholesterol caused by combined hypolipemiant therapies gives a greater cardiovascular beneffict in hypercholesterolemic patients.

L1-type cell adhesion molecule (L1CAM) plays an essential role in the development of nervous system and is also highly relevant for the progression of diseases such as Alzheimer’s disease, stroke and cancers, some of the leading causes of human mortality. In addition to its canonical role as a plasma membrane protein organizing the cytoskeleton, recent in vitro studies have revealed that transmembrane as well as cytosolic fragments of proteolytically cleaved vertebrate L1CAM translocate to the nucleus and regulate expression of genes involved in DNA post-replication repair, cell cycle control, migration and differentiation. However, little is known about the in vivo function of L1CAM in the adult nervous system. This dissertation research focuses on studying in vivo nuclear translocation and function of L1CAM. Using the Drosophila model system, we first show that the sole Drosophila L1CAM homolog, Neuroglian (Nrg), is proteolytically cleaved by Alzheimer’s associated secretases, similar to L1CAM, and is also translocated to the nucleus in the adult nervous system. Subsequently, we have shown that the deletion of highly conserved Ankyrin binding domain or FIGQY motif disrupts nuclear import. Further experiments have revealed that the nuclear translocation of Nrg is in fact regulated by the phosphorylation of the FIGQY motif. Importantly, our studies also show transgenic expression of full-length Nrg or the intracellular domain of Nrg resulted in increased myc expression, which is associated with increased sensitivity to oxidative stress and reduced life span. On the other hand, deletion of the FIGQY motif or mutations preventing its phosphorylation led to decrease in myc expression. In summary, we have identified a novel role for the highly conserved Ankyrin binding domain in nuclear translocation and transcriptional regulation of the Drosophila myc oncogene, which is of high relevance to neurodegenerative diseases and cancer associated with oxidative stress. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2018. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

Tumor cells interact with basement membrane collagen at the site of extravasation through distinct cellular receptors, including the α2β1 and α3β1integrins. These receptors are known to be differentially expressed in metastatic tumors, relative to the normal cells, depending on tumor type and stage of progression. The binding sites within type IV collagen for the α2β1 andα3β1 integrins have been identified. Since both of the integinspecific sequences possess at least one glycosylated Hyl residue, we questioned whether glycosylation could modulate integrin binding. Triple-helical peptides with and without Lys substituted by glycosylated Hyl for Lys543 and Lys540 from the human a1(IV)531-543 gene sequence (α3β integrin-specific) and Lys393 from the human a1(IV)382-393 gene sequence (α2β1 integrin-specific) were synthesized and utilized in the present study. / Cellular response to these triple helical ligands was tested with a primary melanoma cell line, WM-115, and three highly metastatic melanoma cell lines , WM-266-4, M14#5, and SK-MEL-2. Cell adhesion and cell spreading assays yielded differing results depending on whether the ligands contained glycosylated Hyl residues or not. In general, a decrease in cellular affinity toward the ligands was observed when glycosylated Hyl was present. Differences in the levels of adhesion and spreading between cell lines representing different stages of melanoma were also observed. Neutral B-galactosidase activity was detected in all four cell lines. Enzymatic activity levels were comparable for the three metastatic cell lines, whereas distinctively higher activity was detected for cells originating from a primary lesion. This acitivity can signal the potential of tumor cells to enhance and recover their invasive abilities. / The ability of each cell line to remove the galactose from the peptide ligands has been investigated, to test whether tumor cells can reestablish binding relationships between the α2β1 and α3β1 integrins and type IV collagen that are reduced by glycosylation. / by Beatrix Aukszi. / Thesis (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2008. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2008. Mode of access: World Wide Web.

Molecular dynamics is a computer simulation technique for expressing the ultimate details of individual particle motions and can be used in many fields, such as chemical physics, materials science, and the modeling of biomolecules. In this thesis, we study visualization and pattern mining in molecular dynamics simulation. The molecular data set has a large number of atoms in each frame and range of frames. The features of the data set include atom ID; frame number; position in x, y, and z plane; charge; and mass. The three main challenges of this thesis are to display a larger number of atoms and range of frames, to visualize this large data set in 3-dimension, and to cluster the abnormally shifting atoms that move with the same pace and direction in different frames. Focusing on these three challenges, there are three contributions of this thesis. First, we design an abnormal pattern mining and visualization framework for molecular dynamics simulation. The proposed framework can visualize the clusters of abnormal shifting atom groups in a three-dimensional space, and show their temporal relationships. Second, we propose a pattern mining method to detect abnormal atom groups which share similar movement and have large variance compared to the majority atoms. We propose a general molecular dynamics simulation tool, which can visualize a large number of atoms, including their movement and temporal relationships, to help domain experts study molecular dynamics simulation results. The main functions for this visualization and pattern mining tool include atom number, cluster visualization, search across different frames, multiple frame range search, frame range switch, and line demonstration for atom motions in different frames. Therefore, this visualization and pattern mining tool can be used in the field of chemical physics, materials science, and the modeling of biomolecules for the molecular dynamic simulation outcomes. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2014. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

O objetivo deste trabalho foi contribuir para o desenvolvimento de um dispositivo elétrico baseado em moléculas organometálicas sobre substratos de silício poroso visando a sua aplicação no desenvolvimento de sensores de gás. Foi proposto um procedimento de deposição de monocamadas de moléculas de Ftalocianina sobre a superfície da estrutura de silício poroso aproveitando sua elevada superfície específica. As moléculas de Ftalocianina adsorvidas sobre o filme de silício poroso oxidado termicamente não apresentaram processos de reação química preservando suas características elétricas e ópticas. Foi fabricado um dispositivo com eletrodo de Ouro baseado no filme de moléculas de Ftalocianina depositado sobre silício poroso oxidado. A partir das curvas características I x V foi identificado o mecanismo de transporte de portadores através do filme de Ftalocianina e o tipo de junção na região de eletrodo-Ftalocinina. O mecanismo é baseado na corrente limitada por cargas armadilhadas nos níveis altamente localizados no interior da banda proibida entre os níveis HOMO e LUMO das moléculas de Ftalocianina. A resposta I x V do dispositivo mostrou-se sensível à exposição a gases orgânicos mostrando maior sensibilidade para o gás (Metanol) com maior constante dielétrica, sugerindo uma importante contribuição do efeito de blindagem sobre os níveis de armadilha, e como conseqüência a diminuição da profundidade destes níveis. / The aim of this work was to contribute for the development of an electrical device based on organometallic molecules onto porous silicon bulks for the application in the development of gas sensor devices. It was proposed a procedure of deposition of monolayer of Phthalocyanine molecules onto the surface of the porous silicon structure taking advantage of its high specific surface. The Phthalocyanine molecules adsorbed on the porous silicon film thermally oxidized did not show any chemical reaction process preserving their electrical and optical characteristics. A device was fabricated with Gold electrodes based on the Phthalocyanine molecules film deposited onto oxidized porous silicon. From the (I x V) characteristic curves, the carrier transport mechanism through the Phthalocyanine film and the junction type in the Phthalocyanine-electrode region were identified. The mechanism is based on the current limited by the trapped charges in the highly localized levels inside the band gap between the HOMO and LUMO levels of the Phthalocyanine molecules. The I x V response of the device showed to be sensitive to organic gases exposition showing higher sensibility to (Methanol) gas with higher dielectric constant, suggesting an important contribution of the shield effect on the trap levels and as a result decreasing the depth of these levels.

O aparecimento de cepas microbianas com resistência aos antibióticos comumente usados em âmbito mundial constitui um sério problema de saúde pública, estimulando a busca por novos compostos antimicrobianos para os quais a resistência ainda não foi adquirida. A secreção cutânea de várias espécies de anuros (rãs, sapos e pererecas) é uma rica fonte de peptídeos com amplo espectro de atividade antibacteriana e antifúngica, com grande potencial para o desenvolvimento de fármacos. O presente trabalho visou à investigação da presença de agentes antimicrobianos na secreção cutânea das espécies brasileiras Dermatonotus muelleri, Leptodactylus labyrinthicus, Phyllomedusa burmeisteri, Rhinella icterica, Trachycephalus resinifictrix. Utilizando a estimulação mecânica do tegumento para extração e posteriormente a liofilização dessas secreções. Os testes antimicrobianos foram realizados através da técnica de disco difusão, onde as secreções testadas foram solubilizadas em diferentes solventes e em placas contendo bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. As secreções com maior potencial antibacteriano foram fracionadas por Cromatografia líquida de alta eficiência fase reversa em uma coluna C8 e C18 5μm. Tendo suas frações também testadas em disco-difusão. As frações que formaram halos de inibição foram submetidas à espectrometria de massa para a identificação de suas moléculas. Desta forma foi comprovado a ação antimicrobiana das secreções de Rhinella icterica, Phyllomedusa burmeisteri e Trachycephalus resinifictrix e de suas receptivas frações. / The appearance of microbial strains that are resistant to common antibiotics used in a global scope represents a serious public health issue, stimulating the search for new antimicrobial compounds that resistance was not acquired yet. The cutaneous secretion of several anurans species (frogs, toads and tree frogs) is a rich source of peptides with a broad spectrum of antimicrobial and antifungal activity, with a big potential to drug development. The present work aimed the investigation of the presence of antimicrobial agents in the cutaneous secretion of the Brazilian species Dermatonotus muelleri, Leptodactylus labyrinthicus, Phyllomedusa burmeisteri, Rhinella icterica, Trachycephalus resinifictrix. For the extraction of these secretions it was utilized the integument mechanical stimulation and later on these secretions were lyophilized. For the antimicrobial tests it was used the disk diffusion technique, where the test secretions were solubilized in different solvents and in plates containing Gram-negative and Gram-positive bacteria. The secretions with the highest antimicrobial potential were fractionated by a high-performance liquid chromatography reverse phase in the columns C8 and C18 5μm. These fractions were also tested in disk diffusion. The fractions that formed inhibition zones were submitted to mass spectrometry for the identification of their molecules. This way it was evidenced antimicrobial activity of secretions from Rhinella icterica, Phyllomedusa burmeisteri and Trachycephalus resinifictrix and from their respective fractions.

Myotonic dystrophy (DM) is an inherited disease characterized by myotonia, insulin resistance, cardiomyopathy, and cognitive deficiencies. DM is a triplet repeat disorder, meaning that affected individuals carry anywhere between 50 and thousands of CTG/CCTG repeats in their genetic makeup. When transcribed into RNA, these repeats become “toxic” in the sense that they serve to bind and sequester important RNA binding proteins. One such family of proteins, the Muscleblind-like (MBNL) family, is important in the regulation of alternative mRNA splicing, and thus the sequestration of MBNL proteins leads to a number of mis-splicing events. Many of these events are directly correlated to DM symptoms. While there is no known cure for DM, the use of small molecules to treat symptoms is a well-characterized therapeutic tactic with immense promise. Pentamidine is a small molecule that was found to reverse mis-splicing in both DM cell and mouse models. Mechanistically, this molecule is particularly unique because unlike many small molecules, which physically displace MBNL from the toxic CUG RNA, pentamidine reduces CUG RNA levels, possibly through inhibition of CTG transcription. Chapter I summarizes alternative splicing mechanisms and regulation, defines MBNL protein structure and function, describes DM pathophysiology and molecular mechanism, and finally provides an overview of pentamidine characterization as a small molecule therapeutic. Chapter II reports the development of an in vitro T7 transcription assay, which allowed us to compare the relative efficacy by which pentamidine is able to inhibit the transcription of various repeat and non-repeat DNA sequences. This chapter further reports the characterization of a series of methylene linker analogues of pentamidine, which were also characterized through the T7 transcription assay. Chapter III details our thorough structure-activity relationship investigation of bisbenzamidine analogues of pentamidine, both in in vivo and in vitro models. Chapter IV describes our characterization of actinomycin D, a known transcription inhibitor and chemotherapeutic, within the DM disease framework. Chapter V summarizes these data, which ultimately serve as a proof of concept for the potential of CTG transcription inhibition in therapeutic contexts and broadly describe their application in other repeat diseases. This dissertation contains previously published and unpublished co-authored material. / 10000-01-01

O processo de diferenciação e ativação de osteoclastos, essencial para a manutenção da homeostasia do tecido ósseo e também envolvido na patogênese de diversas patologias caracterizadas pela atividade osteolítica, depende de um sistema central de controle que envolve a ligação das moléculas RANK/RANKL. Além do sistema RANK/RANKL, moléculas co-estimulatórias de osteoclastos, tais como os complexos DAP-12, TREM-2 e SIRP1, e FcR, OSCAR e PIR-A, também apresentam um papel importante na geração e ativação de osteoclastos. Entretanto, a possível contribuição de tais moléculas para a progressão da doença periodontal (DP) permanece desconhecida, assim como o possível impacto de citocinas na modulação de sua expressão no microambiente periodontal. Nosso objetivo foi investigar, por RealTimePCR, o padrão de expressão de moléculas co-estimulatórias de osteoclastos (DAP-12, TREM-2 e SIRP1, e FcR, OSCAR e PIR-A) na periodontite crônica em humanos, além de avaliar a cinética de expressão destas moléculas e a sua modulação por citocinas (TNF-, IFN-, IL-17 e IL-10) ao longo do curso da DP em camundongos em camundongos C57Bl/6 wild-type (WT) e geneticamente modificados (TNFp55KO, IFNKO, IL17KO, IL10KO. Nossos resultados demonstram que nas lesões periodontais crônicas a expressão de todas as moléculas co-estimulatórias de osteoclastos apresentaram-se significativamente aumentadas quando comparadas às amostras controle. Com relação à periodontite experimental, verificamos que todas as moléculas co-estimulatórias alvo apresentavam aumento em sua expressão após a indução de doença quando comparado aos controles. Nos camundongos para TNFp55KO, IFNKO e IL17KO, observamos uma redução na severidade da DP (reabsorção óssea e quantidade de células inflamatórias) e na expressão de moléculas co-estimulatórias, ao contrário do observado nos camundongos IL10KO. Entretanto, ao normalizarmos os níveis de expressão das moléculas co-estimulatórias de osteoclastos pelo número de células inflamatórias, verificamos que TNF- e IL-17 se mostram associados a uma maior expressão de moléculas co-estimulatórias, enquanto IFN- e IL-10 parecem regular negativamente a expressão de tais moléculas. Em termos gerais, demonstramos que a expressão de moléculas co-estimulatórias de osteoclastos se mostra aumentada na DP humana e experimental, e que citocinas parecem modular sua expressão por mecanismos diretos e indiretos, tais como a migração de células inflamatórias para os sítios de doença periodontal. / The osteoclast differentiation and activation are essential to bone tissue homeostasis and in the development of bone pathologies, which RANK/RANKL signaling molecules are the major osteoclastogenic factor. However, osteoclast co-stimulatory molecules, such as DAP-12, TREM-2, SIRP1, FcR, OSCAR and PIR-A, also present an important role in the osteoclastogenesis. However, the exact role and regulation of these molecules in human and mice periodontal diseases (PD) development have not completely known. Our aim was to investigate the pattern of osteoclast co-stimulatory expression (DAP-12, TREM-2, SIRP1, FcR, OSCAR and PIR-A) in human chronic periodontitis (CP), apart from analyze the kinetic of these molecules and their regulation by cytokines (TNF-, IFN-, IL-17 and IL-10) in the development of experimental periodontal disease in mice C57Bl/6 and knockout. Our results demonstrated that all osteoclast co-stimulatory molecules presented highly expressed in CP patients when compared with control. Similar results are presented about experimental PD, where all co-stimulatory molecules was presented highly expressed in infected mice when compared with control mice. We observed in TNFp55KO, IFNKO and IL17KO mice a decrease in PD scores and co-stimulatory molecules expression, the opposite of IL10KO mice. However, when we standardized the co-stimulatory molecules levels by the number of inflammatory cells, we found that TNF- and IL-17 are associated with increased expression of co-stimulatory molecules, while IFN- and IL-10 appear to negatively regulate the expression of such molecules. In conclusion, we demonstrated that osteoclast co-stimulatory molecules shown increased in human and experimental PD, and cytokines appear to modulate their expression by direct and indirect mechanisms, such as inflammatory cells migration to the PD infected tissue.

O propósito deste trabalho é aumentar o conhecimento existente sobre as interações dielétricas da água confinada em materiais hidrofílicos, no regime de baixas temperaturas. Os materiais hidrofílicos (sílica gel, gesso, colágeno e álcool polivinílico - PVA) foram analisados com os recursos disponíveis na técnica de Espectroscopia de Impedância - permissividade dielétrica e impedância elétrica. Como objetivo especifico procurou-se estabelecer experimentalmente o papel das ligações hidrogênio nos processos de condução observados na água confinada e verificar a existência da transição dinâmica da água super-resfriada em T = -45ºC (228K). As substâncias examinadas possuem redes ou cadeias moleculares, com grupos polares superficiais capazes de se ligarem às moléculas de água por meio de ligações hidrogênio. Em espaços restritos de natureza hidrofílica, a água pode ser super-resfriada além do ponto de nucleação homogênea, permanecendo líquida para temperaturas inferiores a 0ºC. O entendimento de sistemas envolvendo materiais hidrofílicos - tais como sólidos, géis e macromoléculas - e a água, contribui para o desenvolvimento de novos materiais e para o entendimento dos sistemas vivos. De acordo com os resultados obtidos a condução dos íons na água confinada se dá por meio da rede formada, via ligações hidrogênio, entre as moléculas de água e a cadeia dos materiais. O espectro elétrico dos materiais estudados exibe dois processos de condução, comuns a todas as substâncias. O primeiro, é influenciado pelo nível de hidratação das amostras e está relacionado as moléculas de água distantes das superfícies. O segundo, é próprio da água confinada e possui tempos de relaxação elétricos com transições observadas em -60ºC (210K) na sílica gel, e -45ºC nos outros materiais. Também constatou-se que o tamanho da cadeia polimérica do PVA altera a dinâmica do confinamento de água: cadeias de menor peso molecular não são capazes de gerar sítios que propiciem o confinamento da água. / This work aims to increase the existing knowledge on the dielectric interactions of water confined in hydrophilic materials at low temperatures. The hydrophilic materials (silica gel, gypsum, collagen and polyvinyl alcohol - PVA) were studied with the available functions of Impedance Spectroscopy - dielectric permittivity and electrical impedance. The specific goal of this thesis is to establish the role of hydrogen bonds in the conduction processes observed in confined water and to verify the existence of the supercooled water dynamic crossover at T = -45 ºC (228K). The chosen substances have molecular chains or networks with polar surface groups connected to water molecules through hydrogen bonds. When confined in small geometries, water does not crystallize and can be supercooled bellow its homogeneous nucleation temperature. This allows the indirect investigation of supercooled confined water. The studies of systems involving hydrophilic materials - such as solids, gels and macromolecules - and water, contributes to the development of new materials and to the understanding of living systems. This study demonstrated that the conduction in the confined water occurs through the network formed by hydrogen bonds between water molecules and the chain materials. The impedance spectra of all material exhibits two conduction processes common to all the analyzed samples. While the level of hydration of the samples can influence the process of higher frequencies, the one found in lower frequencies is independent of the amount of water in the samples. The first was associated to bulk water molecules and the second is related to confined water and show the expected dynamic crossover. In addition, the size of the PVA polymeric chain alters the dynamics of water: lower molecular weight polymers are not capable of displaying the supercooled dynamic crossover.