Mycobacterium tuberculosis (Mtb), o principal causador da tuberculose (TB), continua a representar um grave problema de saúde pública, principalmente em países de baixa e média renda. Estima-se que um terço da população mundial esteja infectada pelo Mtb, com aproximadamente oito milhões de casos novos e quase três milhões de mortes anualmente por TB. Após a infecção pelo Mtb, a resposta imune desempenha papel preponderante para impedir o inicio da doença infecciosa, a TB, bem como de seu curso. Assim, os oxidantes (espécies reativas do oxigênio/nitrogênio [EROs/ERNs]) gerados no burst oxidativo de células fagocíticas como, os neutrófilos, são essenciais para uma efetiva resposta ao patógeno. O uso indiscriminado de suplementação antioxidante, atualmente muito comum entre a população, ou o uso terapêutico durante o tratamento da TB, poderia comprometer a resposta imune frente às micobactérias, portanto, predispondo a uma maior susceptibilidade ao Mtb e/ou TB. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi investigar ex vivo a influência do antioxidante sintético da classe dos nitróxidos, o 4-Hidroxi-2,2´,6,6´-tetrametilpiperidina-1-oxil (Tempol), sobre a resposta microbicida de neutrófilos contra M. tuberculosis. Neutrófilos humanos foram isolados por gradiente de densidade a partir de sangue total de voluntários saudáveis. Para avaliar o burst oxidativo na ausência ou presença do Tempol, M. tuberculosis H37Ra (ATCC 35177) foi incubado a 37 ºC com neutrófilos a multiplicidades de infecções (MOI) variando de 1 a 100. A liberação de anions superóxido (O2•-) pelos neutrófilos foi avaliada através do ensaio de redução do citocromo c. O ensaio de quimioluminescência amplificada com o Luminol foi utilizado para avaliar EROs/ERNs total e com Isoluminol para extracelular. Complementarmente, o ensaio de killing foi realizado para verificar a capacidade microbicida total dos neutrófilos tratados ou não com Tempol. Neste teste, foi adotado o protocolo "dois passos", em que, Mtb foi incubado com neutrófilos (por 10, 30 e 90 min a 37 ºC) e, através de uma centrifugação diferencial (100 x g, 5 min) e lise dos neutrófilos com H2O pH 11, as micobactérias intracelular e extracelular foram quantificadas e os resultados reportados em Unidades Formadoras de Colônia (UFC), após uma incubação das micobactérias por 21 dias a 37 ºC. Através deste protocolo, as taxas de fagocitose (Kp) e morte intracelular (Kk) do Mtb foram calculadas. Paralelamente foi avaliada a possível atividade tóxica do Tempol sobre neutrófilos, tendo sido observado que Tempol a uma concentração de 500 µM não foi citotóxico. O burst oxidativo dos neutrófilos contra Mtb foi significativamente diminuído na presença do Tempol (450 µM, p < 0,05) para todos os oxidantes avaliados. Esta concentração também foi capaz de diminuir a capacidade microbicida dos neutrófilos, em que o número de UFC de M. tuberculosis no grupo tratado com Tempol foi significativamente maior que no grupo controle (p < 0,05). Curiosamente, Tempol diminuiu o KK dos neutrófilos, mas não teve nenhum efeito sobre a seu Kp. Este estudo fornece informações sobre a influência de antioxidantes sobre a resposta imune contra o M. tuberculosis, de modo que as implicações clínicas para a prevenção e tratamento da tuberculose deve levar em conta estes achados. / Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the main cause of tuberculosis (TB), remains as a serious public health problem, chiefly in low- to middle-income countries. It is estimated that about one-third of the world's population has latent TB, with about eight million new cases and roughly three million deaths each year from TB. The innate immune response following Mtb infection plays a crucial role in preventing the onset of active TB, as well as its course. Thus, phagocytes-derived reactive oxygen/nitrogen species (ROS/RNS) during the oxidative burst (e.g., generated by neutrophils) are essential to an effective response to the pathogen. The indiscriminate use of antioxidant supplements, currently very common among the population, or their use as adjuvant therapy during TB treatment, could compromise the immune response to Mtb accordingly potentially increasing the host's susceptibility to Mtb/TB. In this context, the aim of this study was to investigate the ex vivo effect of the cyclic nitroxide tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetra-methyl-1-piperidinyloxy), an antioxidant with superoxide dismutase mimetic properties, on the microbicide response of neutrophils against M. tuberculosis. Human neutrophils were isolated from venous blood of healthy volunteers by Ficoll density gradient centrifugation. To assess the oxidative burst in the absence or presence of Tempol, M. tuberculosis H37Ra (ATCC 35177) was incubated at 37 ° C with neutrophils at multiplicity of infection (MOI) ranging from 1 to 100. ROS generation (O2•-) by neutrophils was evaluated by using the cytochrome c reduction assay. The total and extracellular ROS were determined using the luminol- and Isoluminol-amplified chemiluminescence assay. Complementarily, the killing assay was performed to check the total microbicide capacity of neutrophils treated or not with Tempol. In this test, the "two-step" protocol was adopted in which, Mtb was incubated with neutrophils (for 10, 30, and 90 min at 37 °C) and, by differential centrifugation (100 x g 5 min) and lysis of neutrophils with H2O pH 11, the intracellular and extracellular mycobacteria were incubated for 21 days at 37 ° C and, mycobacteria were quantified and results the ensuing reported as number of Colony Forming Units (CFU). Through this protocol, were calculated the phagocytosis (Kp) and intracellular killing (Kk) rates for M. tuberculosis. The possible toxic activity of Tempol was evaluated on neutrophils and, was observed that 500 µM tempol was not cytotoxic. The oxidative burst of neutrophils against Mtb was significantly decreased in the presence of 450 µM Tempol, for all evaluated oxidants (p < 0.05). Treatment of neutrophils with 450 µM Tempol decreased the total microbicidal activity against M. tuberculosis, since colony-forming units of these mycobacteria in the treated group were significantly higher than those for the untreated group (p < 0.05). Strikingly, Tempol (450 µM) decreased the kk of neutrophils, but had no effect on their kp. This study provides insights of the influence of antioxidants on the immune response to M. tuberculosis, so that clinical implications for the prevention and treatment of TB should take into account these findings. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O presente estudo tem como principal objetivo o emprego da reação em cadeia da polimerase (PCR) na elucidação da etiologia dos derrames pleurais dos pacientes com suspeita de pleurite tuberculosa, comparando-o com as técnicas diagnósticas disponíveis na atualidade. O diagnóstico da tuberculose pleural costuma ser feito por meio dos dados clínicos e radiológicos, teste tuberculínico, exames bioquímicos, microbiológicos, e citológicos do líquido pleural e da histopatologia de fragmento de pleura obtido por punção-biópsia. Ainda assim estes métodos apresentam muitas limitações, dentre as quais a baixa sensibilidade e o longo período necessário para a confirmação do diagnóstico. Estudamos 58 amostras de 45 pacientes. Destes, 16 pacientes tiveram diagnóstico clínico ou laboratorial confirmado de tuberculose, totalizando 22 amostras. Consideramos como caso de tuberculose todos os pacientes com baciloscopia, cultura ou histopatológico positivos no líquido pleural ou outro material biológico, ou que tenham apresentado melhora clínica após a introdução do tratamento empírico. Das 22 amostras com o diagnóstico de tuberculose, a PCR foi positiva em 6 amostras de 6 pacientes. A reação foi positiva em 1 amostra de um paciente em que o diagnóstico de tuberculose foi descartado. A sensibilidade, especificidade e os valores preditivo positivo e negativo nos 16 pacientes com diagnóstico de tuberculose foram 31,3%, 96,6%, 83% e 71% respectivamente. A PCR, apesar de ter apresentado uma baixa sensibilidade, demonstrou uma especificidade ótima em relação aos métodos convencionais. Está técnica pode ter utilidade como método complementar às técnicas disponíveis, na tentativa de obter um diagnóstico mais precoce e preciso nos casos de tuberculose pleural. / The present study evaluates the use of the polimerase chain reaction (PCR) to confirm the etiology of pleural effusions in patients with suspicion of pleural tuberculosis, comparing it to the current available techniques. The diagnosis of pleural tuberculosis is made through the combination of clinical data, radiologic findings, biochemical, microbiological and cytological examination of the pleural fluid and by the pathology of pleural fragment obtained by biopsy. However, these methods present a lot of limitations, including a low sensitivity and a long incubation period to confirm the diagnosis by culture. We studied 58 samples of 45 patients with pleural effusion. Of these, 16 patients had clinical diagnosis or confirmed by laboratory, in a total of 22 samples. We defined as case of tuberculosis all patients with culture or positive pathology in the fluid pleural or other biological material and those with clinical improvement after empirical treatment. Of the 22 samples with the tuberculosis diagnosis PCR was positive in 6 samples of 6 patients. The reaction was positive in a sample of a patient whose diagnosis of tuberculosis was later discarded. The sensitivity, specificity, positive predictive value and negative predictive value in the 16 patients with tuberculosis diagnosis were 31,3%, 96,6%, 83% and 71% respectively. In spite of having presented a low sensitivity, PCR specificity was greater than the conventional methods. This technique can be useful as an additional method to the available techniques, in the attempt of obtaining a more precocious and precise diagnosis in the cases of pleural tuberculosis.

Orientador: Paulo Inácio da Costa / Banca: Marcos da Fonseca / Banca: Fernanda de Freitas Anibal / Resumo: A infecção pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV) ocorre com aumento dos níveis de anticorpos séricos e com grande quantidade de imunocomplexos circulantes. A associação entre as disfunções da fagocitose mediadas por receptores do tipo FcR, na infecção pelo HIV e, principalmente, na co-infecção com o Mycobacterium tuberculosis, têm sido amplamente descrita na literatura científica. A tuberculose (TB) é a infecção oportunista mais comum entre pacientes infectados pelo HIV e a causa de morte mais frequente entre os pacientes com a síndrome da imunodeficiência adquirida (AIDS). Sabe-se que a infecção pelo HIV torna o paciente susceptível às infecções oportunistas, como a tuberculose, e, essas co-infecções aumentam o potencial de replicação viral. A ineficiência do mecanismo de clearance de imunocomplexo (IC) e de fagocitose pode contribuir para o aumento da suscetibilidade às infecções oportunistas em indivíduos infectados pelo HIV. Sendo assim, a determinação dos genótipos para as variantes polimórficas funcionais dos receptores para a porção Fc da imunoglobulina de classe G (FcR), bem como das combinações dos diferentes genótipos, pode constituir um marcador importante para a patogênese da infecção pelo HIV, na co-infecção pelo M. tuberculosis e em infecções pelo M. tuberculosis isoladamente, ou seja, independente da infecção pelo vírus da AIDS. Desta forma, o objetivo deste estudo foi determinar os genótipos para os polimorfismos dos receptores FcRIIa (CD32; H/R131) e FcRIIIb (CD16; NA1/NA2) em portadores da infecção pelo HIV-1, co-infectados pelo M. tuberculosis e infectados apenas pelo M. tuberculosis, assim como a avaliação da função fagocítica através do burst oxidativo (formação de espécies reativas de oxigênio - EROs) induzido por polissacarídeos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Infection with human immunodeficiency virus (HIV) occurs along with increased levels of serum antibodies and a large amount of circulating immune complexes. The association between FcR-dependent phagocytosis dysfunction in HIV infection and, especially, when in co-infection with Mycobacterium tuberculosis, has been widely described in scientific literature. Tuberculosis (TB) is the most common opportunistic infection among HIV-infected patients and the most frequent cause of death among patients with acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). It is known that HIV infection makes the patient susceptible to opportunistic infections such as tuberculosis, and these co-infections increase the potential for viral replication. The inefficiency of the immune complex (IC) clearance mechanism and phagocytosis may contribute to increased susceptibility to opportunistic infections in HIV-infected individuals. Thus, determination of the functional polymorphic variants‟ genotypes for class G immunoglobulin Fc receptors (FcR) as well as combinations of different genotypes may be an important marker for the pathogenesis of HIV infection, for co- infection with M. tuberculosis and for M. tuberculosis infection alone, i.e. independent of infection with AIDS virus. Thus, the aim of this study was to determine the genotypes for FcRIIa (CD32; H/R131) and FcRIIIb (CD16; NA1/NA2) polymorphisms in patients carrying HIV-1 infection, co-infected with M. tuberculosis and infected with M. tuberculosis alone, as well as evaluating the phagocytic function via oxidative burst (formation of reactive oxygen species - ROS) induced by cell wall polysaccharides from Saccharomyces cerevisiae, known as zymosan, in peripheral blood neutrophils from these patients. Our results demonstrated reduced capacity... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

結核病仍是全球疾病和死亡的主要原因。雖然人均新發結核病例自2003年以來一直下降，耐多藥（MDR）和廣泛耐藥（XDR）的結核病例的突然增加為全球疾病控制帶來了新的威脅。結核分枝杆菌（MTB）北京株在過去十年越来越受重視，皆因其席捲亞洲，前蘇聯，和包括美國在內的好幾個地方。北京株在動物實驗中也表現出高毒性和耐多藥的傾向。目前結核菌廣泛耐藥定義為至少對異煙肼和利福平耐藥，再加上任何氟喹諾酮類，和至少一個二線藥物。我們對這種病菌的生物知識仍然有限。在這研究，我們為來自香港和福建五株MTB北京株進行了基因組測序，其中兩株的耐藥性遠超XDR標準 - “全耐藥“（TDR）的表型。五個北京株的比較基因組學為我們提供了在北京株的毒力相關基因的啟示。一個約4 KB大小的片段被找出来了，此片段是所有已知MTB中都没有的。我們討論了此片段對MTB進化的含義。當我們研究在北京耐藥株的獨特基因變化時發現，DNA修復和香葉醇降解有關連。我們還觀察到大的缺失（D）和截斷（T）的事件，顯著高於框移位（F）的突變。此外，在TDR菌株出現的FDT事件更頻繁地涉及到最佳生長和麻風分枝杆菌的基因組中保留的基因。這方面的証據表明，MTB通過缩减進化發展極端耐藥性。適應度的顯著降低也許解釋了TDR菌株的稀缺 。 / Tuberculosis (TB) remains one of the major causes of illness and death globally. Although the number of new TB cases per capita has been falling since 2003, the emergence of multidrug resistant (MDR) and extensively drug resistant (XDR) cases of TB poses new threat to the successful worldwide control of the disease (WHO, 2008; Iseman, 2007). The Beijing lineage of Mycobacterium tuberculosis (MTB) has received much attention over the past decade due to its prevalence throughout Asia, parts of the former Soviet Union, and several other geographical locations including the United States. The strain also demonstrated hypervirulence in animal models and an increased likelihood to develop multidrug resistance. The current definition of XDR in TB is defined as resistance to at least isoniazid and rifampicin, any fluoroquinolone, and with at least one of the three second-line drugs. Here we show that our knowledge of the biology of this pathogen is still limited. We performed genome sequencing and reported the complete genomes of five Beijing isolates from Hong Kong and Fujian, of which two were shown to have drug resistance that is far beyond the current XDR standard - a "Totally Drug Resistance" (TDR) phenotype. Comparative genomics of the five Beijing isolates provided us insights into the virulence-related genes in the Beijing family. A distinct region of about 4 kb in size that are absent in all known complete genomes of MTB was also identified. The evolutionary implications of this region were discussed. When we investigated the unique genetic changes in drug resistant Beijing strains, a correlation to DNA repair and geraniol degradation was implicated. We have also observed that the big deletions (D) and truncations (T) events were significant higher when compare with frameshift (F) mutations. Moreover, the FDT events in TDR strains were more frequently found in genes that are involved in growth attenuation and retained in the genome of the Mycobacterium leprae. This evidence suggests that MTB develops its extreme drug resistance through the reductive evolution. The significant decrease in the fitness may explain the rareness of TDR strains. / Detailed summary in vernacular field only. / Leung, Ka Kit. / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2012. / Includes bibliographical references (leaves 93-108). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese. / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Epidemiology - a ubiquitous threat --- p.1 / Chapter 1.2 --- Surviving the Hell --- p.3 / Chapter 1.3 --- Relatives of M. tuberculosis --- p.4 / Chapter 1.4 --- The age of M. tuberculosis --- p.5 / Chapter 1.5 --- Characteristics of Beijing strains --- p.6 / Chapter 1.6 --- Drug resistance --- p.7 / Chapter 1.7 --- Genome sequencing --- p.9 / Chapter 1.7.1 --- Conventional sequencing --- p.9 / Chapter 1.7.2 --- High-throughput sequencing --- p.10 / Chapter 1.8 --- Sequence assembly --- p.11 / Chapter 1.8.1 --- De novo assembly --- p.11 / Chapter 1.8.2 --- Reference mapping --- p.12 / Chapter Chapter 2 --- Materials and Methods --- p.14 / Chapter 2.1 --- Sample preparation --- p.14 / Chapter 2.2 --- DNA extraction and genome sequencing --- p.18 / Chapter 2.3 --- Gap filling and finishing --- p.20 / Chapter 2.3.1 --- In silico gap verification --- p.20 / Chapter 2.3.2 --- Comparison among different reference mapped contigs --- p.24 / Chapter 2.3.3 --- Experimental work --- p.26 / Chapter 2.4 --- Bioinformatics analysis --- p.27 / Chapter 2.4.1 --- Genome annotation --- p.27 / Chapter 2.4.2 --- Phylogeny analysis --- p.27 / Chapter 2.4.3 --- Variation analysis --- p.28 / Chapter 2.4.4 --- In silico functionality analyses --- p.29 / Chapter Chapter 3 --- Results --- p.30 / Chapter 3.1 --- Genome features of M. tuberculosis Beijing genotype strains --- p.30 / Chapter 3.2 --- Phylogeny of M. tuberculosis Beijing genotype strains --- p.36 / Chapter 3.3 --- Evolutionary implications of a 4kb-insertion in Beijing strains --- p.40 / Chapter 3.4 --- Beijing family specific gene variations --- p.48 / Chapter 3.5 --- Drug resistance --- p.52 / Chapter Chapter 4 --- Discussions --- p.75 / Chapter 4.1 --- 4kb insertion, a potential bridge to our knowledge gap --- p.75 / Chapter 4.2 --- Beijing common and Beijing drug resistant specific variations --- p.77 / Chapter 4.3 --- Regions of deletion --- p.79 / Chapter Chapter 5 --- Conclusions --- p.82 / Chapter Chapter 6 --- Future Work --- p.84 / Chapter 6.1 --- Compensatory mutation study --- p.84 / Chapter 6.1.1 --- Database construction for drug resistance compensatory mutations --- p.85 / Chapter 6.2 --- Non-protein coding region study --- p.92

Orientador: Fernando Rogério Pavan / Banca: Katiany Rizzieri Caleffi Ferraciolli / Banca: Tais Maria Bauab / Resumo: Tuberculose (TB) é a doença infecciosa que mais mata pessoas no mundo e é causada principalmente pelo bacilo Mycobacterium tuberculosis. Em 2016, 10,4 milhões de pessoas desenvolveram a doença e 1,8 milhão morreu em sua decorrência. Atualmente o principal agravante deste cenário é a resistência do bacilo aos antimicrobianos disponíveis para o tratamento. Entre os principais mecanismos responsáveis pela resistência aos antimicrobianos, as mutações em genes que codificam dos alvos dos fármacos se destacam. Fluoroquinolonas e aminoglicosídeos são duas classes de antimicrobianos de 2ª linha utilizados no tratamento de TB e atuam na proteína DNA girase e no ribossomo bacteriano impedindo o processo de transcrição e síntese proteica respectivamente. Mutações nos genes gyrA e rrs que codificam estes alvos podem ser responsáveis por tal resistência. Para que medidas de saúde pública possam ser tomadas para otimizar o tratamento, é preciso conhecer a que os isolados clínicos são resistentes e qual o mecanismo envolvido neste processo. Para isso, uma biblioteca com 100 isolados clínicos coletados entre 2007 e 2009 no hospital de referência Clemente Ferreira da cidade de São Paulo foi avaliada em relação a resistência a fluoroquinolonas e aminoglicosídeos. A primeira etapa foi a determinação da concentração inibitória mínima (CIM) de três antibióticos da classe das fluoroquinolonas (ofloxacino, moxifloxacino e gatifloxacino) e três da classe dos aminoglicosídeos (amicacina, canamicina e... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Tuberculosis (TB) is a most deadly infectious disease of people in the world and is mainly caused by the Mycobacterium tuberculosis bacillus. In 2016, 10.4 million people developed disease and 1.8 million died. Currently, the main aggravating factor of this scenario is the resistance of the bacillus to the antimicrobials available for treatment. Among the main mechanisms for resistance to antimicrobials, the mutations in genes that code the targets of the drugs stand out. Fluoroquinolones and aminoglycosides are two classes of antimicrobials of 2nd line for TB treatment and they act on protein DNA gyrase and on the bacterial ribosome impeding the process of transcription and protein synthesis respectively. Mutations in the gyrA and rrs genes encoding these targets may be explain the resistance. Public health guidelines are taken to optimize treatment and for this it is necessary to know what clinical isolates resistant and what mechanism are is involved in the process. For this, a library with 100 clinical isolates collected between 2007 and 2009 at a Clemente Ferreira reference hospital in the city of São Paulo was evaluated for resistance to fluoroquinolones and aminoglycosides. A first stage was the determination of the minimum inhibitory concentration (MIC) of three fluoroquinolone antibiotics (ofloxacin, moxifloxacin and gatifloxacin) and three of the class of aminoglycosides (amikacin, kanamycin and streptomycin) against 100 clinical isolates using a microdilution assay in 96-well plates. According to the MIC, clinical isolates resistant to at least one antimicrobial were selected for the study of the possible mechanism of resistance. Mutations in the gyrA and rrs genes were scree ned using the GenoType MTBDRsl kit because it may explain the resistance... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Foi realizado um estudo em resistência bacteriana, com um enfoque especial para o Mycobacterium tuberculosis. Fez-se também uma apreciação das implicações clínicas do fenômeno à luz de levantamentos realizados no Brasil e no exterior. Discutiram-se os testes de sensibilidade, examinando-se seu posicionamento nos programas de saúde pública e em medicina individual. Par atestar a sensibilidade dos bacilos isolados a partir de amostras de escarro de tuberculosos não tratados previamente, empregou-se o método das proporções de Canetti, Rist e Grosset. As drogas utilizadas foram a estreptomicina, hidrazida, rifampicina, estambutol e PAS. A resistência a uma ou mais de uma droga encontrada foi e 12,80%, com predomínio de germes resistentes a uma droga somente. Os medicamentos que com maior freqüência selecionaram mutantes resistentes foram a estreptomicina (6,40%) e hidrazida (5,60%). Os resultados encontrados mostraram semelhanças aos apontados por outros levantamentos.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-08-19Bitstream added on 2014-06-13T19:00:59Z : No. of bitstreams: 1 silveira_njf_dr_sjrp.pdf: 1224020 bytes, checksum: c52f73bde6459044fe66bbdc9a902be4 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O seqüenciamento de genomas em larga escala estão nos munindo com várias informações biológicas sobre centenas de organismos. O entendimento das diferentes funções de proteínas expressas por genes obtidos nos projetos de seqüenciamento, nos leva à era pós-genômica, com a caracterização das estruturas 3D de proteínas. A determinação de estruturas de proteínas nem sempre é possível devido a limitações nas técnicas de cristalografia de raios X e RMN, tornando a utilização da modelagem molecular comparativa muito útil. O principal interesse no estudo de vias metabólicas identificadas em genomas de patógenos, é o fato de que algumas destas vias não estão presentes em humanos, o que as tornam alvos seletivos para desenho de drogas, diminuindo o impacto das drogas em humanos. O DBMODELING é um banco de dados relacional, criado para evidenciar a importância dos métodos de modelagem molecular aplicadas ao genoma do Mycobacterium tuberculosis. A motivação deste trabalho é o fato de que o M. tuberculosis é a causa de morte de milhões de pessoas no mundo, assim a caracterização estrutural de proteínas alvo para propor novas drogas tornou-se essencial. Há atualmente no banco de dados mais de 260 modelos de proteínas do genoma do M. tuberculosis e outros genomas de interesse também serão acrescentados. Este banco de dados contém uma descrição detalhada da reação catalisada, do gene e da qualidade estrutural de cada proteína, e suas coordenadas atômicas estão disponíveis para download, podendo ser acessadas em http://www.biocristalografia.df.ibilce.unesp.br/tools. Este trabalho aumenta a certeza de que a modelagem comparativa é uma ferramenta útil em bioinformática estrutural, uma vez que não se tem acesso às estruturas determinadas experimentalmente, podendo ser valiosa na anotação de seqüências genômicas, contribuindo para a genômica estrutural e funcional, e simulações de docking proteína-ligante. / The large-scale genome sequencing are providing us with several information about hundreds of organisms. Understanding of different protein functions expressed by genes obtained in the sequencing projects, lead us to the post-genomic era, with characterization of protein 3D structure. The determination of protein structure, is not always possible, due to limitations in X-ray crystallography and NMR techniques. This fact makes the utilization of comparative modeling very useful. The main interest in the study of metabolic pathways is the fact that some of these pathways are not present in human, which make them selective targets for drug design, decreasing the impact of drugs in humans. DBMODELING is a relational database, created to highlight the importance of molecular modeling methods applied in the Mycobacterium tuberculosis genome. The motivation of this work is the fact that M. tuberculosis is the cause of the deaths of milions of people in the world, thus the protein target structural characterization to propose new drugs became essential. There are currently in the database more than 260 protein models of the M. tuberculosis genome, and other genomes of interest will be added. This database contains a detailed description of reaction catalized, of gene and structural quality of each protein, and their atomic coordinates are available to download, can be accessed at http://www.biocristalografia.df.ibilce.unesp.br/tools.This work increase the conviction that comparative modeling is an useful tool in structural bioinfomatics, once that we have not access to the experimentally structures determinated, can be valuable in annotating genome sequence, contributing to the structural and functional genomics, and protein-ligand docking simulations.

Resumo: A tuberculose representa hoje um dos principais problemas de saúde pública mundial. É estimado que cerca de cem milhões de pessoas sejam infectadas anualmente. Para este grande número de casos, dois fatores têm contribuído significativamente, a resistência da Mycobacterium tuberculosis aos antibióticos existentes e o aumento de casos de co-infecção com HIV. Por isso, é importante o desenvolvimento de novas drogas contra o seu agente causador. Há duas abordagens principais para o desenvolvimento de drogas. Primeiramente pode-se identificar e inibir proteínas que estejam presentes em uma determinada classe de microorganismos, mas não sejam conservadas em humanos, levando a antibióticos de largo espectro, ou ainda pode-se identificar e inibir proteínas de um determinado microorganismo, levando a drogas específicas. Exemplos da primeira abordagem são as enzimas da via do ácido chiquímico e suas ramificações, como a via de síntese de triptofano. A via do ácido chiquímico é responsável pela biossíntese de corismato, que é o precursor comum utilizado na geração de vários compostos aromáticos importantes para sobrevivência da bactéria, entre eles os aminoácidos e co-enzimas; e exemplos da segunda abordagem são enzimas relacionadas com a síntese de ácidos micólicos, que são importantes constituintes da parede celular de micobactérias. O objetivo do presente trabalho foi realizar estudos estruturais de quatro proteínas que são alvos em potencial para o desenvolvimento de drogas contra tuberculose, sendo elas: a Chiquimato quinase e Corisamto sintase, ambas da via do ácido chiquímico; Triptofano sintase, última enzima da via de síntese de triptofano; e a enzima dependente de NADH enoil ACP redutase (InhA), relacionada com a síntese de ácidos micólicos...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Tuberculosis represents today a large problem of world public health. It is estimated that approximately a hundred million people are infected annually. For this large number of cases, two factors have contributed significantly, the resistance of Mycobacterium tuberculosis to existent antibiotics and the increase of the cases of the co-infection with HIV. Therefore, the development of new drugs against its etiologic agent is important. There are two main approaches for the development of drugs. Firstly, proteins of a determined class of microorganism, that are not present in humans, can be identified and inhibited leading to large-spectra antibiotics; or it can identify and inhibit proteins of a determined organism leading to specific drugs. Examples of the first approach are enzymes of the shikimate pathway and its branches, such as the tryptophan synthesis pathway. The shikimate pathway is responsible for biosynthesis of chorismate, it is a common precursor utilized in the production of various important aromatic compounds used in the survival of the bacteria, such as amino acids and coenzymes; an example of the second approach are enzymes related to the synthesis of mycolic acids, they are important constituents of the cellular wall of mycobacteria. The objective of the present work was to perform structural studies of four enzymes that are potential targets to the development of drugs against tuberculosis, such as: shikimate kinase and chorismate synthase, both of the shikimate pathway; tryptophan synthase, last enzyme of the trytophan pathway; and the dependent of NADH enzyme enoyl ACP reductase (InhA) related to the synthesis of mycolic acids. Here, the shikimate kinase structures from M. tuberculosis in complex with ADP and magnesium ion, in the absence of shikimate and the shikimate kinase in complex with ADP and shikimate, in the absence of the magnesium ion, are presented...(Complete abstract click eletronic access below) / Orientador: João Ruggiero Neto / Coorientador: Walter Filgueira de Azevedo Júnior / Banca: Beatriz Gomez Guimarães / Banca: João Alexandre Ribeiro Gonçalves Barbosa / Banca: Maria Celia Bertolini / Banca: Valmir Fadel / Doutor

nÃo hà / The HIV infection and the tuberculosis (TB) are together the main causes of death for infectious agents in the world, being approximately 13 million people infected with both causative agents. The HIV-infected individuals show increased susceptibility for active tuberculosis, being the imunosupression caused by the virus the main risk factor for the development for active TB. This study investigated the profile of Mycobacterium tuberculosis drug resistance and evaluated the factors related to the development of TB in HIV infected patients who were treated at HSJ, which is a reference hospital in infectious diseases in Fortaleza, CearÃ, Brazil. During the period of July 2003 until June 2006, 208 patients with clinical and/or laboratorial diagnosis of micobacteriosis or tuberculosis and infection for the HIV were taken care in this hospital. The TB/HIV co-infected patients were older (average: 40 years, p= 0.0025) than the control group, being approximately 4 years older. The majority of the patients were male (80.8%, p= 0.0005) and they had shown a risk to develop TB of 43.0% greater compared to the female sex. The risk to develop the TB disease was two times higher in the patients with lower educational levels (less than eight years of schooling) and they represented 85.9% of the patients (p=0.000). The history of previous contact with TB patients and previous treatment for TB were also found to be risk factors for TB. The imunosupression level was higher in TB-HIV coinfected patients being the CD4+ lymphocytes count average of 169 cells/mm Â(p=0.000) and the viral load logarithm average of 4,36 (p=0.0013). The clinical forms most frequents were pulmonary (45.7%), extrapulmonary (28.4%) and disseminated (25.9%). Of the samples that were submitted to identification, 81.2% were M. tuberculosis and 12.8% were not M. tuberculosis. The resistance frequency to one drug and multi-resistance were the same (5.9%). Overall, these observations are important for establishing political strategies of public health to improve the conditions at the regional level. / A infecÃÃo pelo vÃrus HIV e a TB estÃo entre as principais causas de morte por agentes infecciosos no mundo, aproximadamente 13 milhÃes de pessoas estÃo infectadas com ambos agentes causadores. Os indivÃduos infectados pelo HIV apresentam susceptibilidade aumentada para tuberculose ativa, sendo a imunossupressÃo determinada pelo vÃrus o principal fator de risco para o desenvolvimento da doenÃa tuberculose. Este trabalho investigou o perfil de resistÃncia do Mycobacterium tuberculosis e os fatores epidemiolÃgicos relacionados ao desenvolvimento da doenÃa em pacientes co-infectados pelo HIV atendidos no Hospital SÃo Josà de DoenÃas Infecciosas (HSJ), o qual à referÃncia em doenÃas infecciosas em Fortaleza, Estado do CearÃ, Brasil. Foram analisados, no perÃodo de julho de 2003 atà junho de 2006, 208 pacientes com diagnÃstico clÃnico e/ou laboratorial de micobacteriose ou tuberculose e infecÃÃo pelo HIV atendidos no HSJ. Os pacientes co-infectados TB/HIV apresentavam idade superior aos pacientes do grupo controle (mÃdia de 40 anos, p= 0,0025), tendo aproximadamente 4 anos a mais. O sexo masculino apresentou maioria significante (80,8%, p= 0,0005) e teve risco 43,0% superior ao sexo feminino de desenvolver TB. O risco de adquirir TB foi duas vezes maior nos pacientes com escolaridade baixa, que representavam 85,9% dos pacientes (p=0,000). A histÃria de contato prÃvio com pacientes com TB e de tratamento prÃvio para TB foram considerados fatores de risco para TB nesta populaÃÃo. O nÃvel de imunossupressÃo foi maior nos pacientes co-infectados TBHIV com contagem mÃdia de linfÃcitos T CD4+ de 169 cels/mm (p=0,000), assim como o logaritmo da carga viral com mÃdia de 4,36 (p=0,0013). As formas clÃnicas mais freqÃentes foram: pulmonar (45,7%), extrapulmonar (28,4%) e disseminada (25,9%). Das amostras que foram realizadas identificaÃÃo, 81,2% foram identificadas como M. tuberculosis e 12,8% como nÃo M. tuberculosis. A freqÃÃncia de resistÃncia a uma droga e multi-resistÃncia foram iguais (5,9%). Esses resultados fornecem informaÃÃes importantes para o estabelecimento de estratÃgias de polÃticas de saÃde pÃblicas mais adequadas a nÃvel regional.

Os métodos convencionais para o diagnóstico da tuberculose (TB) pleural possuem várias limitações, assim métodos mais sensíveis e específicos são necessários. O objetivo deste estudo foi avaliar uma metodologia de hibridização em microplaca e uma técnica de reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real para a detecção de DNA de Mycobacterium tuberculosis em amostras de líquido pleural, fragmento de pleura e soro. Adicionalmente, foi avaliada a utilidade da PCR em tempo real em paralelo com a cultura do líquido pleural para o diagnóstico de TB pleural. Foram avaliados 161 pacientes com derrame pleural e submetidos à toracocentese e biópsia pleural. O padrão-ouro para definição de um caso de TB pleural baseou-se na combinação de baciloscopia, cultura, exame histopatológico e critérios clínicos. Cento e sete dos 161 pacientes com derrame pleural receberam diagnóstico de TB pleural. Os resultados da metodologia de hibridização em microplaca não foram satisfatórios, assim foi desenvolvida uma técnica de PCR em tempo real. Nas amostras de líquido pleural, a PCR em tempo real mostrou uma sensibilidade de 46% (IC 95%, 36%-56%) com especificidade de 100%, enquanto a cultura obteve uma sensibilidade de 29% (IC 95%, 20%- 38%). A PCR em tempo real realizada em associação com a cultura no líquido pleural apresentou uma sensibilidade de 60% (IC 95%, 50%-70%). Para as amostras de fragmento pleural, a PCR em tempo real mostrou uma sensibilidade de 42% (IC 95%, 26%-59%) e especificidade de 100%, para este tipo de amostra o exame histopatológico apresentou a maior sensibilidade (90% - IC 95%, 84%- 96%). Nas amostras de soro a PCR em tempo real foi positiva em apenas dois pacientes, os quais também apresentaram resultado positivo nos outros tipos de amostras. Estes resultados indicam que a PCR em tempo real realizada no líquido pleural pode ser uma forma útil para obter um diagnóstico de TB pleural mais rápido, específico e com um procedimento menos invasivo para coleta das amostras. / Conventional tests for pleural tuberculosis (TB) have several limitations and more sensitive and specific methods are needed. The aim of this study was to evaluate microwell hybridization and real-time PCR (polimerase chain reaction) for detection of Mycobacterium tuberculosis DNA in pleural fluid, pleural tissue and serum. Additionally, the utility of real-time PCR in parallel with culture in pleural fluid for the diagnosis of pleural TB was assessed. One hundred sixty one patients with a pleural effusion submitted to a thoracentesis and pleural biopsy were evaluated. The gold-standard for case definition of pleural TB were the combination of acid-fast bacilli, culture, histopathologic examination and clinical parameters. One hundred seven of the 161 patients with pleural effusion received diagnosis of pleural TB. Results of microwell hybridization were not satisfactory, thus we developed a real-time PCR assay. In pleural fluid specimens, real-time PCR showed a sensitivity of 46% (CI 95%, 36%-56%) with specificity of 100%, while the sensitivity of culture was 29% (CI 95%, 20%-38%). The combination of real time PCR and culture in pleural fluid showed a sensitivity of 60% (CI 95%, 50%-70%). For the pleural tissue, real-time PCR showed a sensitivity of 42% (CI 95%, 26%-59%) with specificity of 100%, for this specimen histopathologic examination had the highest sensitivity (90% - CI 95%, 84%-96%). In the serum real-time PCR was positive in only two patients, which also had positive results in other specimens. Our results indicate that the real-time PCR is a useful approach to achieve a more rapid and specific diagnosis for pleural TB with a less invasive procedure for specimen collection.