Neste trabalho investigou-se o desenvolvimento de biofilmes anaeróbios em um sistema de laboratório chamado de \"Modified Robbins Device\" (MRD). O objetivo específico foi o de comparar a organização das células anaeróbias, particularmente daquelas que são comuns em lodos de esgoto, sobre superfícies hidrofílicas (vidro) e hidrofóbicas (polipropileno). A hibridação in situ com sondas fluorescentes complementares ao RNAr 16S específicas para domínio e grupos e a microscopia confocal de varredura a laser foram utilizadas para verificar a composição microbiana dos biofilmes, bem como do inóculo. Foram realizados dois tipos de experimentos, um com culturas puras de metanogênicas e outro com células oriundas de lodo granulado anaeróbio. As culturas puras de metanogênicas, Methanobacterium formicicum (DSM 1535), Methanosaeta concilii (DSM 3671) e Methanosarcina barkeri (DSM 800) foram usadas como inóculo para a formação dos biofilmes no interior do MRD durante 9 dias. Os resultados mostraram que as três espécies colonizaram ambas as superfícies após o segundo e sétimo dia de ensaio. No segundo experimento, o MRD foi inoculado com um consórcio microbiano anaeróbio e a formação do biofilme foi estudada durante 22 dias. As amostras dos biofilmes bem como aquelas retiradas do frasco-reservatório de células apresentaram composição microbiana semelhante, ambas foram dominadas por Archaeae metanogênicas hidrogenotróficas relacionadas com membros da família Methanobacteriaceae, já que foram detectadas com a sonda MB1174. Este grupo contribuiu com cerca de 44 a 90% do total de células coradas com DAPI e foi morfologicamente semelhante à Methanobacterium e Methanobrevibacter. As células detectadas com a sonda específica para membros da ordem Methanomicrobiales (MG1200) representaram cerca de 2 a 18,0% do total de células coradas com DAPI no frasco-reservatório e de 0,1 a 2,0% nas amostras dos biofilmes. Estas células foram ) morfologicamente semelhantes à Methanospirillum, também uma metanogênica hidrogenotrófica. Não foram detectadas células pertencentes à família Methanosarcinaceae, pois a hibridação com a sonda MSMX860 foi negativa. Células que hibridaram com a sonda específica para o Domínio Bacteria (EUB338) representaram cerca de 2 a 18% do total de células coradas com DAPI. Os resultados mostraram que as Archaeae metanogênicas hidrogenotróficas que foram predominantes no inóculo também dominaram os biofilmes que se desenvolveram em ambas as superfícies, vidro e polipropileno. Os dados desse trabalho sugerem que a hidrofobicidade do material suporte não influenciou o desenvolvimento e a composição microbiana dos biofilmes anaeróbios, considerando as condições específicas dos ensaios realizados. / In this study the development of anaerobic biofilms using a laboratory system called modified robbins device (MRO) were investigated. We were especially interested in comparing the organization of anaerobic cells, particularly those that are very common in domestic sewage sludge, in a hydrophilic (glass) versus a hydrophobic (polypropylene) surface. Fluorescence in situ hybridization (FISH) with domain and group speci fie probes that target intracell ular 16S rRNA and confocal laser scanning microscopy (CLSM) were used to investigate the microbial composition of both the inoculum and anaerobic biofilms. Two sets of experiments were carried, one with pure methanogenic organisms and the other with cells from a mesophilic anaerobic granular sludge. The pure methanogenic cultures, Methanobacterium formicicum (OSM 1535); Methanosaeta conci/ii (OSM 3671) and Methanosarcina barkeri (OSM 800) were used to seed the MRD to allow the development of biofilms over 9 days. The results showed that ali the three species were colonizing both surfaces after 2 and 7 days of experimental period. In the second experiment, the biofilm reactor was seeded with a microbial anaerobic consortium and biofilm forrnation was studied during 22 days. Biofilm and culture vessel samples showed nearly the same microbial composition, both were dominated by hydrogenotrophic methanogenic Archaea related to the Methanobacteriaceae as detected by the specific probe (MBI174). This group accounted for 44 to 90% of the OAPI-stained cells and morphologically resembled Methanobacterium and Methanobrevibacter. Cells detected with the Methanomicrobiales specific probe (MG 1200) accounted for 2 to 18.0% of the OAPI-stained cells in the culture vessel and 0.1 to 2.0% in the biofilm samples. These cells were morphologically similar to Methanospiriltum, also a hydrogenotrophic methanogen. No cells were detected by the Methanosarcinaceae specific probe (MSMX860). Cells which hybridized to the Bacteria specific probe (EUB338) accounted for the remaining 3 to 18% of the DAPI-stained cells. The results showed that the hydrogenotrophic methanogenic Archaea cells predominated in the inoculum and the biofilms that developed on both surfaces, glass and polypropylene. Our data suggest that the hydrophobicity of the support material did not influence the development and the microbial composition of anaerobic biofilms, considering specific conditions of the experiments.

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-09-20T19:24:43Z No. of bitstreams: 1 Carlos Diego de Andrade Ferreira_Dissertação.pdf: 5365759 bytes, checksum: f39b0a04c2239947b512e3230e062333 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-20T19:24:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Diego de Andrade Ferreira_Dissertação.pdf: 5365759 bytes, checksum: f39b0a04c2239947b512e3230e062333 (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Vice Direção de Ensino, Informação e Comunicação. Rio de Janeiro, RJ, Brasil. / A tuberculose (TB) continua sendo uma das principais doenças associadas à morbidade e mortalidade no mundo, correspondendo a 1,7 milhões de mortes somente em 2009. Cerca de um terço da população mundial está infectada com seu agente etiológico, o Mycobacterium tuberculosis. Doenças infecciosas como a TB levam a modulações na expressão gênica do hospedeiro, que podem ser detectadas globalmente por ensaios de microarranjos de DNA. Estudos recentes in silico das respostas imunológicas moduladas em estudos de expressão gênica globais foram capazes de observar a diferença de expressão gênica de biomarcadores com potencial de diagnóstico e ferramentas de prognóstico na evolução da fase latente da tuberculose para a forma ativa da doença. Entretanto, até o momento nenhuma integração de diferentes estudos foi realizada. Os dados de microarranjos de DNA precisam ser submetidos a bancos de dados públicos, como o Gene Expression Omnibus (GEO), antes da publicação em artigos científicos, tornando-os disponíveis para uso por outros pesquisadores. A reanálise desses dados pode levar a novas descobertas, permitindo ainda a integração entre dados de diferentes experimentos ou até gerados em diferentes plataformas, como Affymetrix e Agilent. Nesta dissertação, onze conjuntos de dados referentes à infecção por M. tuberculosis, in vivo e in vitro, em hospedeiros humanos e murinos foram selecionados no GEO. Esses conjuntos de dados foram reanalisados e integrados para determinar quais os principais processos biológicos e vias de regulação gênica que estavam sofrendo alterações durante o processo infeccioso. Foram constatados que os processos biológicos relacionados com a resposta imune do hospedeiro, além de vias metabólicas relacionadas aos lisossomos, ao processo de apoptose, a receptores para ligação de citocinas, a receptores tipo NOD e a receptores tipo toll apresentavam alteração significativa nos conjuntos de dados reanalisados. Esses resultados apontam para utilização desses genes como biomarcadores de infecção e progressão a doença. Esses biomarcadores podem ser úteis no desenvolvimento de testes visando o diagnóstico e o prognóstico de tuberculose, bem como podem servir como alvos para futuras pesquisas no desenvolvimento de vacinas. / Tuberculosis (TB) remains a major disease associated with morbidity and mortality worldwide, accounting for 1.7 million deaths only in 2009. About a third of the world population is infected with its causative agent, Mycobacterium tuberculosis. Infectious diseases such as TB lead to modulation of host gene expression, which can generally be detected by DNA microarray assays. Recent studies of immune responses in silico modulated in global gene expression studies were able to observe the difference in gene expression of biomarkers with potential as diagnostic and prognostic tools in the evolution of the latent stage of tuberculosis to active disease. However, until now no integration of different studies has been performed. The DNA microarray data must be submitted to public databases, such as Gene Expression Omnibus (GEO), before the publication of scientific articles, making them available for use by other researchers. A reanalysis of these data can lead to new discoveries, while allowing the integration of data from different experiments or even generated in different platforms such as Affymetrix and Agilent. In this thesis, eleven data sets describing in vivo and in vitro infection with M. tuberculosis in human or murine hosts were selected in GEO. These data sets were reviewed and integrated to determine which biological processes and pathways were undergoing changes during the infectious process. It has been found that biological processes related to the host immune response, and metabolic pathways related to lysosomes, the process of apoptosis, cytokines-cytokines binding receptors, NOD like receptors and toll like receptors had a significant change in reanalyzed data sets. These results points to the use of these genes as biomarkers of infection and progression to disease while may serve as diagnostic and prognostic tests as well as targets for future research concerning the development of vaccines.

Submitted by Alessandra Portugal (alessandradf@ioc.fiocruz.br) on 2013-10-01T13:18:46Z No. of bitstreams: 1 Anna Beatriz Robottom Ferreira_Tese.pdf: 9570445 bytes, checksum: 839dd23c42d983f3e4b4e6a6658089cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-01T13:18:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Anna Beatriz Robottom Ferreira_Tese.pdf: 9570445 bytes, checksum: 839dd23c42d983f3e4b4e6a6658089cd (MD5) Previous issue date: 2011 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A hanseníase é uma doença infecciosa crônica causada pelo Mycobacterium leprae, onde tanto fatores do hospedeiro quanto ambientais têm papel no desfecho da doença. A hanseníase é uma das causas predominantes de incapacidade no nervo por infecção e os pacientes exibem altas taxas de morbidade, o que tem grande impacto na saúde pública. Apesar disso, os mecanismos de imunopatogênese induzidos pelo M. leprae são pouco conhecidos, especialmente nos tempos iniciais da infecção neural. Nesse estudo foi realizada uma análise global da expressão gênica por microarranjos numa tentativa de esclarecer a interação entre o M. leprae e seu hospedeiro humano. Células de Schwann primárias humanas infectadas pelo M. leprae apresentaram como diferencialmente expressos a classe de genes induzidos por interferon do tipo I. Desses genes, o OASL foi o gene que apresentou a maior alteração de expressão. Esse aumento de expressão foi confirmado por RT-PCR em tempo real em células de Schwann primárias infectadas pelo M. leprae. Foi demonstrado que a proteína OASL migra para o núcleo frente à infecção pelo M. leprae morto em linhagens de células de Schwann e de macrófagos THP1, onde ela provavelmente atua através da repressão epigenética da transcrição. O estudo de polimorfismos nesse gene envolvendo 521 casos e 498 controles indicou que o alelo A do SNP rs3213545 está associado à resistência a hanseníase. Por fim, carreadores do alelo A do SNP rs3213545 apresentaram menor expressão de RNAm de OASL em biópsias de nervo de indivíduos com neuropatia periférica não hansênica, mas não em pacientes com hanseníase, sugerindo que de fato o OASL parece funcionar como um supressor da ativação da resposta imune protetora para a hanseníase. Assim, a produção diminuída de OASL em estágios iniciais da infecção poderia conferir resistência à hanseníase. Conjuntamente, esses dados sugerem que o aumento da expressão do gene OASL favorece, nas etapas iniciais da infecção pelo M. leprae, a sobrevivência intracelular do bacilo no seu hospedeiro. / Leprosy is a chronic infectious disease caused by Mycobacterium leprae, in which both host and environmental factors play a role in disease outcome. Leprosy is the most important cause of infectious nerve incapacity and patients exhibit high rates of morbidity, which impacts public health. Nevertheless, the mechanisms of M. leprae-induced imunopathogenesis are not completely understood, especially in the nerve during the early stages of infection. A global gene expression analysis using microarrays was carried out in an attempt to better understand the host-M. leprae interaction. The class of genes induced by type I IFN was identified as differentially expressed. Of these genes, OASL presented the highest change in expression, which was confirmed by real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR) in M. leprae infected primary human Schwann cells. We also showed that OASL protein migrates to the nucleus upon infection with dead M. leprae in both a Schwann cell lineage and THP1 macrophages, where it probably functions as an epigenetic repressor of transcription. A case-control study conducted using single nucleotide polymorphisms (SNPs) in this gene involving 521 cases and 498 controls indicated that the A allele of the rs3213545 SNP is associated with leprosy resistance. Furthermore, carriers of this allele expressed less OASL mRNA in nerve biopsies of patients presenting non-leprous peripheral neuropathy but the same was not observed in patients diagnosed with leprosy, suggesting that OASL seems to function by suppressing the activation of the protective immune response. Thus, an increased production of OASL in the initial stages of the infection by M. leprae may favor intracellular survival of the bacilli within its host.

Baixos níveis séricos de 25(OH)D3 e 1,25(OH)2D3 (calcitriol) podem estar associados à incidência e prognóstico do câncer de mama. Além disso, vários estudos indicam que a vitamina D tenha um efeito antiproliferativo em linhagens celulares de câncer de mama expostas a concentrações supra-fisiológicas de calcitriol (1,25(OH)2D3, 100nM). A suplementação com vitamina D é indicada a mulheres pós-menopausadas para prevenção de osteoporose e observamos previamente que a suplementação de calcitirol a pacientes pós-menopausadas com câncer de mama causa redução do índice proliferativo tumoral. Entretanto, não há estudos até o momento que avaliam o efeito da vitamina D na expressão gênica global in vivo. Incluímos 31 pacientes pós-menopausadas com câncer de mama. Estas pacientes realizaram suplementação com calcitriol (0,5g/dia, dose indicada para prevenção de osteoporose) por um curto período de tempo (mediana de 32 dias). A amostra tumoral foi coletada por ocasião da biópsia (présuplementação) e da ressecção tumoral (pós-suplementação). Os perfis de expressão gênica de 16 pacientes foram analisados a partir de 100ng de RNA total no gene chip U133 Plus 2.0 Affymetrix. Observamos redução na expressão de Ki-67 após a suplementação. Dentre os genes diferencialmente expressos encontram-se EGR1, FOS, DUSP1, MMP12 e RGS1, os quais foram mais expressos em amostras pós-suplementadas. Genes modulados pela vitamina D estão associados à resposta inflamatória e à membrana. Nossos resultados indicam que a suplementação com vitamina D reduz o índice de proliferação tumoral, sendo a mesma envolvida em vias importantes na regulação da resposta inflamatória / Low 25(OH)2D3 or 1,25(OH)2D3 serum levels may be associated with breast cancer incidence and prognosis. Additionally, the antiproliferative effects of vitamin D are observed in breast cancer cell lines exposed to phamacological doses of calcitriol (1,25(OH)2D3, 100nM). Vitamin D supplementation is indicated for post-menopausal women to prevent osteoporosis and a previous study from our group observed a reduced tumor proliferative index after calcitriol supplementation on post menopausal breast cancer patients. However, there is no study that verifies the effect of vitamin D on gene expression profile in vivo so far. Thirty one post menopausal breast cancer patients were included on our analysis. They were supplemented with calcitriol after tumor biopsy (0.50g/day, indicated dose for osteoporosis prevention) for a short period of time (median 32 days). Tumor samples were collected during biopsy (before supplementation) and breast surgery (after supplementation). Gene expression profile of 16 patients was analyzed using the U133 Plus 2.0 Affymetrix Gene Chips from 100ng of total RNA. After supplementation, a reduced expression of Ki-67 was observed. Among the differentially expressed genes, EGR1, FOS, DUSP1, MMP12 and RGS1 were upregulated after calcitriol supplementation. Differentially expressed genes were involved in inflammatory response or were associated with the membrane. Our results indicate that calcitriol supplementation diminish tumor proliferation index regulating inflammatory pathways .

A PEGlação é uma bem sucedida estratégia nano-biotecnológica que envolve a ligação covalente do polietilenoglicol (PEG) a uma droga para melhorar sua farmacocinética, farmacodinâmica e perfil imunológico, e portanto, aumentar seu efeito terapêutico. Atualmente, a PEGlação é usada para modificar proteínas, peptídeos, oligonucleotídeos e fragmentos de anticorpos. A Uricase (EC 1.7.3.3, UC) é uma enzima pertencente à classe das oxidorredutases, responsável pela oxidação do ácido úrico, produzindo alantoína. Essa enzima é encontrada em muitos organismos vivos como: bactérias, leveduras, fungos, vegetais e animais. Entretanto, durante a evolução das espécies o gene da UC tornou-se inativo, por isso, em humanos a UC é inativa. Nesse sentido, a UC adquiriu destaque como um potencial fármaco uricolítico, devido à necessidade do desenvolvimento de novos agentes terapêuticos no tratamento de hiperuricemia e gota. Neste estudo, a uricase recombinante purificada de Candida sp (UC-r) e a de rim bovino (UC-b) foram modificadas por PEGlação com mPEG-p-nitrofenil carbonato (mPEG-pNP) e 2-O-mPEG-4,6-dicloro-s-triazina (mPEG-CN), produzindo conjugados com considerável atividade enzimática residual UC-r-mPEG-pNP (87%), UC-r-mPEG-CN (75%) e UC-b-mPEG-pNP (75%), UC-b-mPEG-CN (50%).Além disso, os conjugados obtidos com a UC-r e UC-b apresentaram valores de KM menores do que as enzimas nativas, indicando que a PEGlação conferiu uma interessante propriedade aos conjugados, que permitiu um aumento da afinidade da UC-r e UC-b pelo ácido úrico. O efeito do pH e da temperatura sobre a UC-r e UC-b modificadas indicou que os conjugados obtidos foram mais ativos em pH próximo ao fisiológico e mais estáveis do que a respectiva enzima nativa. As formas PEGladas da UC-r e UC-b foram mais resistentes à ação de diferentes proteases e mantiveram-se estáveis em soro humano, indicando que a PEGlação favoreceu a resistência a degradação proteolítica. Análises espectroscópicas de dicroísmo circular (CD) e infravermelho (FTIR) não apresentaram nenhuma diferença relevante entre a estrutura protéica da UC-r nativa e PEGlada. Estudos in vivo com coelho e camundongos Balb/c mostraram que a UC-r nativa induziu uma intensa resposta imune sendo altamente imunogênica. Por outro lado, a UC-r PEGlada quando injetada cronicamente em camundongos não induziu qualquer resposta detectável de anticorpos. Esses resultados indicam uma suficiente redução da imunogenicidade dessa enzima, devido à conjugação do mPEG-pNP ou mPEG-CN, tornando-a adequada para um possível uso terapêutico. Portanto, nesse trabalho, os resultados obtidos com a UC-r de Candida sp, mostram que dois conjugados apresentaram interessantes propriedades físico-química, biológicas e imunológicas, que permitiram um significativo avanço na transformação de uma enzima de origem fúngica em uma droga, com uma possível aplicação terapêutica no tratamento de hiperuricemia e gota. / PEGylation is a successful nanobiotechnology strategy that involves the covalent attachment of polyethylene glycol (PEG) to a drug to improve its pharmacokinetic, pharmacodynamic, and immunological profiles, and thus, enhance its therapeutic effect. Currently, PEGylation is used to modify proteins, peptides, oligonucleotides, antibody fragments, and small organic molecules. Uricase (EC 1.7.3.3, UC) is an enzyme belonging to the class of oxidorreductases responsible for the oxidation of uric acid, producing allantoin. This enzyme is found in many living organisms such as bacteria, yeasts, fungi, plants and animals. However, during the evolution of the species gene became inactive UC, therefore, in humans UC is inactive. Accordingly, UC has acquired prominence as a potential drug uricolytic due to the need of developing new therapeutic agents for the treatment of hyperuricemia and gout. In this study, purified recombinant uricase from Candida sp (UC-r) and ox kidney (UC-b) were modified by PEGylation with mPEG-p-nitrophenyl-carbonate (mPEG-pNP) and 2-O-mPEG-4,6-dichloro-s-triazine (mPEG-CN), producing conjugates with considerable residual enzyme activity UC-r-mPEG-pNP (87%), UC-r-mPEG-CN (75%) and UC-b-mPEG-pNP (75%),UC-b-mPEG-CN (50%). In addition, conjugates obtained with the UC-r and UC-b had lower KM values than native enzymes, indicating that the PEGylation gave an interesting property the conjugate that increased the affinity of UC-r and UC-b by uric acid. The effect of pH and temperature on the modified UC-r and UC-b indicated that the conjugates were more active at pH close to the physiological and more stable than its native enzyme. PEGylated forms of UC-r and UC-b were more resistant to the action of different proteases and remained stable in human serum, indicating that the PEGylation favored resistance to proteolytic degradation. Spectroscopic analysis of circular dichroism (CD) and infrared (FTIR) did not show any relevant difference in protein structure between native and PEGylated UC-r. In vivo studies with rabbit and Balb/c mice showed that UC-r native elicited an intense immune response being highly immunogenic. On the other hand, the PEGlated UC-r when chronically injected into mice did not induce any detectable response to antibodies. These results indicate a sufficient reduction of immunogenicity of this enzyme, due to conjugation of mPEG-pNP or mPEG-CN, making it suitable for possible therapeutic use. Therefore, the results obtained with the UC-r of Candida sp, showed that two conjugates have interesting physical-chemical, biological and immunological, which allowed a significant advance in the transformation of an enzyme of fungal origin in a drug with a possible application therapeutic in the treatment of hyperuricemia and gout.

A interação entre fragmentos de bicamada (BF) de brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e um mononucleotídeo-modelo (deoxiadenosina monofosfato, dAMP) ou um oligodeoxinucleotídeo-modelo (5\'- AAAAAAAAAA-3\', poli(dA)) ou um oligodeoxinucleotídeo terapêutico (5\'- TTGACGTTCG -3\', CpG) foi investigada por turbidimetria, espalhamento de luz dinâmico, espectroscopia de dicroísmo circular e de fluorescência e calorimetria diferencial de varredura (DSC). Respostas imunológicas foram caracterizadas com ensaio de hipersensibilidade tardia por inchamento de coxim patelar de camundongo, dosagem de anticorpos IgG1 e IgG2a e de citocinas secretadas por células de linfonodo em cultura. Poli(dA), em contraste com dAMP, induziu fusão máxima de DODAB BF a partir da neutralização de cargas, quando houve obtenção de um tamanho máximo e um potencial-zeta igual a zero para os arranjos. Para [poli(dA)] maiores do que aquela correspondente à neutralização de cargas, houve recuperação da estabilidade coloidal com reversão do potencial-zeta e com obtenção de tamanhos que foram aproximadamente o dobro daqueles determinados inicialmente para DODAB BF. A proporção molar de neutralização poli(dA): DODAB foi 1:10 para DODAB BF e 1:20 para vesículas grandes (LV) de DODAB, de acordo com as estruturas de bicamada aberta e fechada dessas duas dispersões de bicamada de DODAB. A fusão de DODAB BF induzida por poli(dA) foi extensiva aumentando o grau de empacotamento das bicamadas formadas conforme inferido a partir dos termogramas de DSC. Em condições de equivalencia de cargas, nucleotídeo não causou fusão de DODAB BF, mostrando a importância do caráter de polieletrólito do poli(dA) para induzir fusão. O sal divalente Na2HPO4 causou fusão e aumentou o empacotamento da bicamada graças à blindagem eficiente de cargas. Reestabilização coloidal como aquela induzida por poli(dA) não ocorreu em presença de Na2HPO4, NaCl ou nucleotídeo. Para complexos DODAB BF/CpG em presença de ovalbumina (OVA) como antígenomodelo, a neutralização de cargas de DODAB BF/OVA por CpG reduziu a estabilidade coloidal, enquanto que supercompensação de cargas levou à reestabilização por repulsão eletrostática, como observado para a interação DODAB BF/poli(dA). Diferenças no tamanho e nas proporções de neutralização por CpG indicaram que os fragmentos são capazes de carregar mais moléculas de OVA do que de BSA. Na região de supercompensação de cargas com potenciais-zeta negativos, arranjos Al(OH)3/ OVA/ CpG são coloidalmente bem mais instáveis que DODAB BF/ OVA ou DODAB BF / OVA/ CpG. O complexo negativamente carregado DODAB (0,1 mM) / OVA (0,1mg/mL)/ CpG (0,020 mM) potencializou a resposta Th1 obtida com DODAB (0,1 mM)/ OVA (0,1 mg/mL). Houve um aumento de 25 % no inchamento do coxim patelar, de 36 % na produção de IFN-γ, de 60 % de IL-12 e produção sustentada de IgG2a ao longo de 35 dias pós-imunização, todos indícios fortes de potencialização da resposta Th1 por CpG. Arranjos negativamente carregados de oligonucleotídeos em fragmentos de bicamada de DODAB possuem excelente potencial para terapias baseadas em oligonucleotídeos e para produção de vacinas para diferentes antígenos de interesse. / The interaction between bilayer fragments (BF) of dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) and a model nucleotide (deoxyadenosine monophosphate, dAMP) or a model oligodeoxynucleotide (5\'- AAAAAAAAAA-3\', poly(dA)) or a therapeutic oligodeoxynucleotide (5\'- TTGACGTTCG -3\', CpG) was investigated by means of turbidimetry, dynamic light scattering, circular dichroism and fluorescence spectroscopies and differential scanning calorimetry. Immune responses were characterized using footpad swelling delayed type hipersensitivity assay and antibody and cytokine measurements. In contrast to dAMP, poly(dA) induced maximal DODAB BF fusion from charge neutralization, where assemblies presented maximal size and zero zeta-potential. Above charge neutralization colloid stability was recovered with negative zeta-potentials and sizes that were about the double of those initially determined for DODAB BF. The poly(dA):DODAB molar ratio for neutralization was 1:10 for DODAB BF and 1:20 for DODAB LV, in agreement with the open and closed bilayer structures of these two DODAB bilayer dispersions. The poly(dA)-induced DODAB BF fusion was extensive and increased the packing of the formed bilayers, as inferred from DSC thermograms. In conditions of charge equivalence, nucleotide did not cause DODAB BF fusion, highlighting the importance of poly(dA)\'s polyelectrolyte character to induce fusion. Divalent Na2HPO4 salt caused fusion and increased bilayer packing due to efficient BF charge shielding. Colloid restabilization as induced by poly(dA) was not observed in presence of Na2HPO4, NaCl and nucleotide. For DODAB BF/CpG complexes in presence of the ovalbumin (OVA) model antigen, the charge neutralization of DODAB BF/OVA by CpG reduced colloid stability, while charge overcompensation led to restabilization due to electrostatic repulsion, as observed for DODAB BF/poly(dA) interaction. Differences in size and neutralization proportions by CpG indicate that BF are able to load more OVA than BSA molecules. In the charge overcompensation region with negative zeta-potentials, Al(OH)3/OVA/CpG assemblies are colloidally less stable than DODAB BF/OVA or DODAB BF/OVA/CpG. The negatively charged DODAB (0.1mM)/OVA (0.1mg/ml)/CpG (0.020mM) assembly enhanced the Th1 response obtained with DODAB (0.1mM)/OVA (0.1mg/ml). There was a 25% increase in footpad sweeling, a 36% and 60% increase in the production of IFN-γ and IL-12 and sustained IgG2a production for the 35-day period after immunization, all indicative of strong Th1 response enhancement by CpG. Negatively charged assemblies of oligonucleotides in DODAB bilayer fragments have excellent potential in oligonucleotidebased therapies and in vaccine production for different antigens of interest.

A revascularização cardíaca utilizando a ponte de safena é um procedimento bastante comum usado para restabelecer o fluxo coronariano. O sucesso do implante depende da adaptação do vaso que estava em um regime hemodinâmico venoso, e passa subitamente para um regime arterial. Durante este processo adaptativo, ocorrem diversas alterações moleculares cujo conhecimento pode fornecer alternativas de melhoramento da patência dos enxertos venosos em leito arterial. Neste trabalho está sendo investigada a regulação da IL-1beta tanto em veia safena humana como em modelo animal de arterialização venosa. A IL-1beta mostrou-se aumentada em veia safena humana arterializada tanto in vivo como ex vivo. Interessantemente, este aumento observado nos dias iniciais (1-5 dias) parece diminuir em tempos mais tardios (1-4 anos). Em modelo de arterialização de rato foi observado aumento de 12 vezes na expressão da IL-1beta após o primeiro dia de arterialização com diminuição posterior, mantendo-se em torno de 2 vezes maior em comparação a veia jugular normal. Além da regulação temporal da IL-1beta, foram também acompanhadas as alterações morfológicas que ocorrem durante o processo de arterialização venosa. Observou-se uma redução gradual de células musculares lisas (SMC) que quase desaparecem 3 dias após a cirurgia. Esta perda celular pode estar relacionada ao pico de apoptose observado já no primeiro dia de arterialização. Após 7 dias as SMC reaparecem, porém, de maneira ainda desorganizada. Concomitante com o reaparecimento das SMC observou-se progressivo espessamento da camada média, assim como surgimento de uma camada neoíntima. A IL-1beta, devido ao seu padrão de regulação assim como sua localização durante o processo de arterialização, pode estar relacionada com as alterações estruturais verificadas na arterialização do enxerto. Estratégias de intervenção modulando a atividade da IL-1beta poderão fornecer indicativos da sua participação no remodelamento do enxerto venoso. Em conjunto, demonstramos que o modelo de arterialização de segmento venoso em rato reproduz várias das alterações morfológicas descritas na doença do enxerto venoso em humanos e por isso será útil na caracterização de genes candidatos que participam deste processo. A IL-1beta tem sua expressão aumentada em segmento venoso arterializado in vivo e ex vivo, podendo representar um interessante alvo para aplicação de metodologias de intervenção visando influenciar a adaptação de enxertos venosos com finalidade terapêutica / The vein graft is subjected to increased tensile stress and the complex adaptive vein response to the arterial hemodynamic condition may predispose to bypass failure in some individuals. The understanding of molecular changes underlying this process may be useful for the development of novel therapeutical interventions to increase the vein graft patency. In this work, we investigated the early effect of arterialization on the expression of IL-1beta gene in human saphenous vein and the time-course regulation in rat arterialization model. IL-1beta is upregulated in early stage of human saphenous vein arterialization in vivo and ex vivo. This increase is also observed in arterialized rat jugular vein which showed IL-1beta expression 12 times higher on day 1 compared to normal jugular vein. Later, the IL-1beta levels decreases and maintain the level about twice above normal jugular vein. Moreover, it is observed gradual reduction of smooth muscle cells (SMC), which almost disappeared on the 3rd day after surgery. Apoptosis, which is markedly increased on the 1st day, appears to be an important event during this process. At the 7th day, cellular density and SMC proliferation gradually increased till the 90th day. There was a gradual thickening of the medial layer and formation of neointima with deposition of SMC in the subendotelial layer from day 7 on. Initially the medial layer appeared disorganized, day 7 to 14, then by day 28 it became more organized and the presence of an intimal layer with SMCs was evident. The neointimal layer increased gradually from day 7 on. These results provide evidence that the modulation of IL-1beta activity may be an interesting target to be explored I the future to increase the vein graft patency. Altogether, we demonstrate that the model of arterialization of venous segment in rat reproduces several of the morphological changes described in the venous graft disease in humans and thus will be useful in characterization of candidate genes involved in this process and testing them as a potential therapeutic targets. The IL-1beta expression is increased after 1 day of arterialization of vein segment in vivo and ex vivo and shall be an interesting target to be tested to influence the adaptation of venous grafts for therapeutic purpose

Aplicando tecnologia de microarray, objetivamos traçar o perfil do programa de maturação das Mo-DC pulsadas com HIV autólogo inativado por AT-2, a fim de identificar marcadores específicos de ativação funcional e sugerir um perfil de expressão de genes úteis na identificação de respostas ao modelo in vitro das Mo-vacina DC. Essas informações podem ajudar a estabelecer assinaturas moleculares das funções celulares mais relevante para a melhoria das vacinas terapêuticas. O perfil transcricional foi analisado com base das vias celulares moduladas das Mo-DCs no estado imaturo, transitório e maduro. O HIV-1 inativado por AT-2 induz ativação de genes associados à apresentação de antígenos. Os conjuntos de genes do citoesqueleto podem influenciar a mudança de comportamento migratório das Mo-DCs ativadas. O aumento na expressão dos receptores celulares contribuem para o recrutamento de monócitos, DCs e macrófagos para o local da infecção. Além disso, modulam a resposta imune inata e adaptativa, incluindo a polarização das células Th e sub-regulação da resposta inflamatória, que pode interferir significativamente com a resposta imune. Coletivamente, o perfil transcricional das Mo-DCs induzido pelo HIV-1 inativado com AT-2 reflete uma significativa reprogramação imunológica e celular das células envolvidas na resposta imune do hospedeiro. Os resultados deste estudo focaram na interpretação de genes específicos dos perfis de transcrição das Mo-DCs como modelo terapêutico utilizado na vacina anti-HIV. As análises de assinaturas gene associado e sua correlação as respostas funcionais simplificam a identificação de indivíduos susceptíveis a vacina e a compreensão de eventuais falhas em ensaios clínicos. Microarray permitiu a análise quantitativa e simultânea da expressão de um elevado número de genes. Os estudos do perfil de expressão foram extremamente úteis para identificar os eventos moleculares e vias envolvidas nas funções de celular induzida por estímulos específicos. Em particular, os resultados sobre o padrão global da expressão dos genes subjacentes as modificações induzidas pelo HIV-1 inativado por AT-2, na fase inicial da administração do antígeno, pôde ser extremamente útil para a identificarmos marcadores de ativação e avaliar os efeitos biológicos que poderiam estar envolvidos para modificação e otimização de estratégias vacinação com Mo-DC / Applying microarray technology, we intend to profile the program to mature Mo-DC pulsed with autologous inactivated HIV by AT-2, in order to identify specific markers of functional activation and suggest a profile of expression of specific genes, useful identification of responders to in vitro model of Mo-DC vaccine. Such information may help to establish detailed molecular signatures of cellular functions most relevant to improving the therapeutic vaccines. The transcriptional profile was analyzed on the basis of the cellular pathways modulated in immature MoDC, transitional MoDC and mature MoDC. The AT-2-inactivated HIV-1 induction of MoDC results in the activation of genes associated with antigen presentation functions. A set of cytoskeletal genes that may potentially mediate shape change and migratory behavior of activated MoDC is also observed. The increase in the expression of immune receptors contribute to the recruitment of monocytes, DCs, and macrophages to the site of infection. Moreover, they modulate both innate and adaptive immune response, including the polarization of Th cells, and the down-regulation of the inflammatory response, which may significantly interfere with the immune response. Collectively, the transcriptional profile induced by AT-2-inactivated HIV-1 in MoDc reflects a significant cellular and immunological reprogramming of cells directly involved in the host immune response. The results of this study focused on the interpretation of specific genes of transcription profile of MoDC used in therapeutic HIV vaccine model. Supplementing the analyses with examination of associated gene signatures and their correlation to functional responses will simplify the identification of responsive vaccine individuals and the understanding of eventual failures in individuals enrolled in clinical trials. Microarray approach allows quantitative and simultaneous analysis of gene expression of a large amount of genes and the systematic studies of expression patterns are extremely useful for identify molecular events and key pathways involved in cellular functions induced by specific stimuli. In particular, data on the global pattern of gene expression underlying the modifications induced by AT-2-inactivated HIV-1 in MoDC, at early stages of antigen administration, may be extremely helpful for the identification of exclusive activation markers to trace the biological effects of modifications/optimizations of the MoDc vaccination strategy

O objetivo deste trabalho foi estudar a utilização de uma nanoemulsão lipídica (LDE) como vetor de oligonucleotídeos antissenso (OAS). A LDE é uma nanoemulsão constituída por 48% de éster de colesterol, 47,8% de fosfolipídeos, 2,3% de triglicérides e 1,9% de colesterol não-esterificado. É capaz de adquirir apoE de HDL e, desta forma, a emulsão pode interagir com o receptor B/E. O comportamento metabólico da LDE se assemelha ao da LDL. OAS agem como inibidores da função de genes, ligando-se à fita oposta (complementar) do RNA mensageiro (mRNA) ou à dupla fita do DNA. Previnem que o mRNA codifique uma proteína funcional. Os mecanismos celulares de resistência a drogas representam diversas formas de proteção da célula e do organismo e estão presentes na maioria das células normais, exercendo funções fisiológicas. Infelizmente, muitos tumores utilizam esses mecanismos para sua própria proteção. A proteína codificada pelo gene MDR1 (ABCB1), a P-gp, é uma glicoproteína de membrana com peso molecular de 170Kda, que funciona como uma bomba orgânica catiônica. Neste trabalho foi observado que o OAS se ligam à LDE, sendo a constante de ligação de 4,2 X 10-3M-1. O complexo OAS/LDE foi capaz de se ligar especificamente ao receptor de LDL e através desta via ser internalizado, pelas células de sarcoma uterino resistentes a doxorrubicina. Os OAS apresentaram após 24 horas distribuição citoplasmática e nuclear e após 48 horas, somente distribuição citoplasmática. Utilizando-se dois diferentes OAS, verificou-se que ambos foram capaz de inibir (70%) a expressão do gene de resistência a múltiplas drogas após 48 horas de incubação, tornando as células mais susceptíveis à ação da doxorrubicina. Assim, o complexo OAS/LDE é um sistema potencialmente promissor para ser utilizado em terapia gênica. / The objective of this study was to evaluate the usefulness of a nanolipid emulsion (LDE) as a vector to carry antisense oligonucleotides (OAS). LDE is a nanoemulsion consisting of 48% cholesterol esters, 47,8% phospholipid, 2,3% triglycerides and 1,9% unesterified cholesterol. It is able to obtain apoE from HDL and interact with B/E receptor. The metabolic behavior of LDE is similar to LDL. OAS are able to inhibit specific gene expression since they bind to a complementary sequence in the mRNA or in the DNA. This binding impairs the synthesis of a functional protein. The cell resistance mechanisms are present in most of normal cells, been involved in physiological process. Tumors are able to use these mechanisms to their own protection. The protein P-gp (MDR1 gene) is a glycoprotein with 170Kda that works as an organic cationic pump. We have observed that LDE was able to bind to the OAS; the binding constant was 4,2 X 10-3M-1. The complex was shown to bind to LDL receptors and then been internalized into a human sarcoma cell line resistant to doxirrubicine. After 24 hours the complex have shown citoplasmatic and nuclear distribution, after 48 hours only citoplasmatic distribution was observed. Two OAS were used. Both OAS strongly inhibited (by 70%) the cell MDR-1 gene expression after 48 hours of incubation and cells turned out to be more susceptible to doxorrubicine action. Therefore, OAS/LDE is promising complex to be used in gene therapy studies.

Compostos carcinogênicos estruturalmente diversos ligam-se covalentemente ao DNA formando adutos que, se não reparados, provocam mutações. Inicialmente relacionados apenas a compostos exógenos, atualmente há várias evidências de que compostos gerados endogenamente poderiam modificar o DNA gerando adutos. Dentre os compostos endógenos, os produtos carbonílicos α,β-insaturados destacam-se pois reagem como agentes alquilantes bifuncionais com as bases do DNA, formando adutos exocíclicos. O 2,4-decadienal (DDE) é um aldeído α,β-insaturado que além de estar presente em alimentos e poluentes, é um dos mais importantes produtos da lipoperoxidação. Embora há várias indicações sobre a ação genótoxica do DDE, nenhum aduto deste composto com nucleobases havia sido caracterizado. O presente trabalho mostrou que o DDE é um agente alquilante versátil sendo capaz de gerar cinco adutos diferentes. Este estudo também mostrou que o DDE é capaz de gerar os mesmos adutos que outros dois importantes produtos da lipoperoxidação: o 4-0H-nonenal e o 2-octena1. Todos os adutos foram detectados em DNA tratado in vitro com o DDE. Para possibilitar a detecção dos adutos em sistemas mais complexos, foi desenvolvido um método extremamente sensível baseado em HPLC interfaceado com espectrometria de massa em tandem com ionização por electrospray. Foi também desenvolvida uma estratégia de incorporação de um dos adutos (III) em oligonucleotídeos por via química. A estratégia foi utilizada com sucesso na incorporação do aduto em oligonucleotídeos de sequências diversas. Os oligonucleotídeos foram utilizados em ensaios de reparo por excisão de base e replicação in vitro. / Structurally diverse carcinogenic compounds bind covalently to DNA producing adducts that can, if not repaired, lead to mutations. Firstly restricted to exogenous compounds, nowadays there are evidences that compounds endogenously generated can modify DNA forming adducts. Among these endogenous compounds, α,β-unsaturated carbonyl products are of special interest due their reactivity as bifunctional alkylating agents towards DNA bases leading to exocyclic adducts. 2,4-decadienal (DDE) is an α,β-unsaturatedaldehyde that in addition to be present in food and pollutants, it is one of the most important lipid peroxidation products. Despite of many indications about the DDE genotoxic properties, there was no information about adducts produced between this compounds and nucleobases. This work showed DDE as a versatile DNA alkylating agent being able to generate five different adducts. This study also showed that DDE can generate the same adducts produced from two other important lipid peroxidation products: 4-0H-nonenal and 2-octena1. All adducts were detected in DNA treated in vitro with DDE. To allow adduct detection in more complex systems, we developed a highly sensitive method based on HPLC coupled to electrospray/tandem mass spectrometry. A strategy to incorporate one adduct (III) into oligonucleotides was also developed. The strategy was successfully applied in the adduct incorporation into diverse sequences of oligonucleotides. They were utilized in base excision repair and in vitro replication experiments.