As alergias podem ser desencadeadas por substancias químicas, medicamentos, proteínas de origem vegetal e animal como, por exemplo, ácaros, alimentos, fungos e venenos. Reações alérgicas desenvolvidas em resposta a venenos de animais marinhos vêm sendo pouco estudadas. Este é o primeiro estudo que descreve a indução de reação anafilática em camundongos pelo veneno de um peixe brasileiro, acompanhado da caracterização detalhada dos mediadores solúveis e celulares envolvidos no processo. Nossos resultados mostram que o veneno do peixe T. nattereri possui proteínas alergênicas capazes de desencadear um processo alérgico, caracterizado por anafilaxia mediada por IgE e IgG1 e inflamação eosinofílica de fase tardia dependente de citocinas Th2. Ainda demonstramos a regulação da resposta pela positiva pela citocina IL-4 e participação da IL-12 e IFN-<font face=\"Symbol\">g na resposta. / Allergies are a significant and widespread public health problem. Anaphylaxis reactions are inducing by foods, medications and venoms and are IgE mediated. In mice, allergy can be caused also by IgG1. The results presented here describe for the first time anaphylaxis induced by Brazilian fish venom, accompanied by detailed characterization of soluble and cellular mediators involved in the process. Together our results demonstrated that the venom of T. natereri has allergenic proteins that can trigger allergic process, a phenomenon IgE-IgG1 dependent, IL-4 mediated and regulated by IFN-<font face=\"Symbol\">g. Furthermore, we observed a positive participation of the cytokines IL-12 and IFN-<font face=\"Symbol\">g in the exacerbation of the late phase reaction.

As alergias podem ser desencadeadas por substancias químicas, medicamentos, proteínas de origem vegetal e animal como, por exemplo, ácaros, alimentos, fungos e venenos. Reações alérgicas desenvolvidas em resposta a venenos de animais marinhos vêm sendo pouco estudadas. Este é o primeiro estudo que descreve a indução de reação anafilática em camundongos pelo veneno de um peixe brasileiro, acompanhado da caracterização detalhada dos mediadores solúveis e celulares envolvidos no processo. Nossos resultados mostram que o veneno do peixe T. nattereri possui proteínas alergênicas capazes de desencadear um processo alérgico, caracterizado por anafilaxia mediada por IgE e IgG1 e inflamação eosinofílica de fase tardia dependente de citocinas Th2. Ainda demonstramos a regulação da resposta pela positiva pela citocina IL-4 e participação da IL-12 e IFN-<font face=\"Symbol\">g na resposta. / Allergies are a significant and widespread public health problem. Anaphylaxis reactions are inducing by foods, medications and venoms and are IgE mediated. In mice, allergy can be caused also by IgG1. The results presented here describe for the first time anaphylaxis induced by Brazilian fish venom, accompanied by detailed characterization of soluble and cellular mediators involved in the process. Together our results demonstrated that the venom of T. natereri has allergenic proteins that can trigger allergic process, a phenomenon IgE-IgG1 dependent, IL-4 mediated and regulated by IFN-<font face=\"Symbol\">g. Furthermore, we observed a positive participation of the cytokines IL-12 and IFN-<font face=\"Symbol\">g in the exacerbation of the late phase reaction.

Nesta tese, foi apresentado um estudo sistemático para o desenvolvimento de uma nova formulação do veneno de abelha (BV) encapsulado em microesferas (MS) de PLGA para VIT. Estudou-se a estabilidade das proteínas do BV durante o processo de microencapsulação. Houve uma correlação entre as diferentes soluções salinas e as alterações na solubilidade e nas conformações estruturais do BV. Foram preparadas formulações BV-MS-PLGA estáveis com atividade biológica preservada. As MS tiveram eficiência de encapsulação entre 49-75% e perfis trifásicos de liberação do BV. Houve mudanças estruturais no BV liberado, mas seu reconhecimento imunológico foi mantido. Ensaios ex vivo e in vivo mostraram que as formulações evitaram as reações inflamatórias causadas pelo contato direto do BV com o organismo, aumentando a fagocitose das partículas com BV, o entregando diretamente ao meio intracelular. As formulações BV-MS-PLGAs estimularam a produção de anticorpos anti-BV equivalentes à VIT tradicional com a redução do número de injeções necessárias para se produzir o mesmo efeito imunológico. Portanto, as MS-PLGA contendo BV são seguras e eficazmente superiores à VIT tradicional. / In this thesis, it was presented a systematic study to develop a new formulation of bee venom (BV) encapsulated within PLGA-MS for VIT. It was studied the stability of BV proteins during the microencapsulation process. There was a correlation between the different salt solutions and changes in the solubility and structural conformations of BV. It was prepared stable BV-PLGA-MS formulations with preserved biological activity. The MS showed encapsulation efficiencies between 49-75%, and a triphasic release profiles of BV. Although structural changes were observed in the released BV, its immunological recognition was maintained. Ex vivo and in vivo assays showed that formulations avoided the inflammatory reactions caused by direct contact of BV and organism leading to increases in phagocytosis rate of particles containing BV, providing its delivery directly to the intracellular environment. These formulations could stimulate the production of anti-BV antibodies comparable to traditional VIT with reduced number of injections needed to produce the same immunological effect. Therefore, PLGA-MS containing BV are safe and effectively superior to the VIT traditional.

O veneno do peixe peçonhento Thalassophryne nattereri induz a formação de uma resposta imune protetora de longa duração caracterizada por células B produtoras de anticorpos de memória (Bmem) e de longa vida (ASC antibody secreting cells). A partir de uma combinação de abordagens in vivo e in vitro investigamos a participação dos linfócitos T de memória e moléculas sinalizadoras CD4 e CD28 sobre a diferenciação e manutenção das ASC e analisamos a relação hierárquica entre os 2 tipos de células B de memória. Demonstramos que as ASC requerem mediante a sua localização (tecido inflamado, baço ou medula óssea) ou a expressão de B220 a integração de diferentes sinais cognatos (BCR, linfócitos TcM e TeM e a sinalização CD4 ou CD28) ou solúveis (IL-17A e IL-23) para a sobrevivência e a amplificação da produção de anticorpos de memória. / Thalassophryne nattereri fish venom induces the formation of a protective immune response characterized by memory B cells (Bmem) and the long-lived antibody-secreting cells (ASC). From a combined in vivo and in vitro approaches, we investigated the participation of memory T lymphocytes and CD4 or CD28 signaling molecules on the differentiation and maintenance of ASC survival and analyzed the hierarchical relationship between the two types of memory B cells. We demonstrated that ASC require dependent by localization (inflamed tissue, spleen or bone marrow) or B220 expression the integration of different cognate signals (BCR, TcM and TeM lymphocytes, CD4 or CD28 signaling) or soluble (IL-17A and IL-23) to survival and amplification of the memory antibodies production.

Crotalfina é um peptídeo sintetizado a partir da sequência de um composto analgésico purificado do veneno de serpentes Crotalus durissus terrificus. Apesar da atividade opióide, ensaios moleculares indicam que esse peptídeo não se liga diretamente aos receptores opióides, sugerindo que a liberação de opióides endógenos sejam os responsáveis pela atividade analgésica. Baseado em dados da literatura que demonstram a estreita relação entre o sistema canabinóide e o sistema opióide, o objetivo deste projeto foi avaliar o possível efeito da crotalfina sobre o sistema canabinóide. Os resultados indicam que receptores canabinóides CB2 estão envolvidos na antinocicepção acarretada pela crotalfina, na vigência de hiperalgesia induzida por PGE2. Ainda, este efeito é dependente de liberação de opióides endógenos, particularmente dinorfina A, agonista endógeno de receptores opióides do tipo kappa, sendo essa liberação dependente da ativação de receptores CB2. / Crotalphine is a peptide synthesized based on the sequence of the analgesic compound purified from the Crotalus durissus terrificus snake venom. Despite the opioid activity, molecular assays indicate that this peptide does not directly bind to opioid receptors, suggesting that the endogenous opioid release could be responsible for analgesic activity. Based on data from literature demonstrating the close relationship between the cannabinoid and the opioid systems, the goal of this project was to evaluate the possible effect of crotalphine on the cannabinoid system. Results demonstrated that CB2 cannabinoid receptors are involved in the antinociception induced by crotalphine during PGE2-induced hyperalgesia. In agreement, this effect is dependent of the release of endogenous opioids, particularly dynorphin A, the endogenous agonist of kappa opioid receptors. This release is dependent of the CB2 receptor activation.

Crotalfina é um peptídeo sintetizado a partir da sequência de um composto analgésico purificado do veneno de serpentes Crotalus durissus terrificus. Apesar da atividade opióide, ensaios moleculares indicam que esse peptídeo não se liga diretamente aos receptores opióides, sugerindo que a liberação de opióides endógenos sejam os responsáveis pela atividade analgésica. Baseado em dados da literatura que demonstram a estreita relação entre o sistema canabinóide e o sistema opióide, o objetivo deste projeto foi avaliar o possível efeito da crotalfina sobre o sistema canabinóide. Os resultados indicam que receptores canabinóides CB2 estão envolvidos na antinocicepção acarretada pela crotalfina, na vigência de hiperalgesia induzida por PGE2. Ainda, este efeito é dependente de liberação de opióides endógenos, particularmente dinorfina A, agonista endógeno de receptores opióides do tipo kappa, sendo essa liberação dependente da ativação de receptores CB2. / Crotalphine is a peptide synthesized based on the sequence of the analgesic compound purified from the Crotalus durissus terrificus snake venom. Despite the opioid activity, molecular assays indicate that this peptide does not directly bind to opioid receptors, suggesting that the endogenous opioid release could be responsible for analgesic activity. Based on data from literature demonstrating the close relationship between the cannabinoid and the opioid systems, the goal of this project was to evaluate the possible effect of crotalphine on the cannabinoid system. Results demonstrated that CB2 cannabinoid receptors are involved in the antinociception induced by crotalphine during PGE2-induced hyperalgesia. In agreement, this effect is dependent of the release of endogenous opioids, particularly dynorphin A, the endogenous agonist of kappa opioid receptors. This release is dependent of the CB2 receptor activation.

O veneno do peixe peçonhento Thalassophryne nattereri induz a formação de uma resposta imune protetora de longa duração caracterizada por células B produtoras de anticorpos de memória (Bmem) e de longa vida (ASC antibody secreting cells). A partir de uma combinação de abordagens in vivo e in vitro investigamos a participação dos linfócitos T de memória e moléculas sinalizadoras CD4 e CD28 sobre a diferenciação e manutenção das ASC e analisamos a relação hierárquica entre os 2 tipos de células B de memória. Demonstramos que as ASC requerem mediante a sua localização (tecido inflamado, baço ou medula óssea) ou a expressão de B220 a integração de diferentes sinais cognatos (BCR, linfócitos TcM e TeM e a sinalização CD4 ou CD28) ou solúveis (IL-17A e IL-23) para a sobrevivência e a amplificação da produção de anticorpos de memória. / Thalassophryne nattereri fish venom induces the formation of a protective immune response characterized by memory B cells (Bmem) and the long-lived antibody-secreting cells (ASC). From a combined in vivo and in vitro approaches, we investigated the participation of memory T lymphocytes and CD4 or CD28 signaling molecules on the differentiation and maintenance of ASC survival and analyzed the hierarchical relationship between the two types of memory B cells. We demonstrated that ASC require dependent by localization (inflamed tissue, spleen or bone marrow) or B220 expression the integration of different cognate signals (BCR, TcM and TeM lymphocytes, CD4 or CD28 signaling) or soluble (IL-17A and IL-23) to survival and amplification of the memory antibodies production.

Nesta tese, foi apresentado um estudo sistemático para o desenvolvimento de uma nova formulação do veneno de abelha (BV) encapsulado em microesferas (MS) de PLGA para VIT. Estudou-se a estabilidade das proteínas do BV durante o processo de microencapsulação. Houve uma correlação entre as diferentes soluções salinas e as alterações na solubilidade e nas conformações estruturais do BV. Foram preparadas formulações BV-MS-PLGA estáveis com atividade biológica preservada. As MS tiveram eficiência de encapsulação entre 49-75% e perfis trifásicos de liberação do BV. Houve mudanças estruturais no BV liberado, mas seu reconhecimento imunológico foi mantido. Ensaios ex vivo e in vivo mostraram que as formulações evitaram as reações inflamatórias causadas pelo contato direto do BV com o organismo, aumentando a fagocitose das partículas com BV, o entregando diretamente ao meio intracelular. As formulações BV-MS-PLGAs estimularam a produção de anticorpos anti-BV equivalentes à VIT tradicional com a redução do número de injeções necessárias para se produzir o mesmo efeito imunológico. Portanto, as MS-PLGA contendo BV são seguras e eficazmente superiores à VIT tradicional. / In this thesis, it was presented a systematic study to develop a new formulation of bee venom (BV) encapsulated within PLGA-MS for VIT. It was studied the stability of BV proteins during the microencapsulation process. There was a correlation between the different salt solutions and changes in the solubility and structural conformations of BV. It was prepared stable BV-PLGA-MS formulations with preserved biological activity. The MS showed encapsulation efficiencies between 49-75%, and a triphasic release profiles of BV. Although structural changes were observed in the released BV, its immunological recognition was maintained. Ex vivo and in vivo assays showed that formulations avoided the inflammatory reactions caused by direct contact of BV and organism leading to increases in phagocytosis rate of particles containing BV, providing its delivery directly to the intracellular environment. These formulations could stimulate the production of anti-BV antibodies comparable to traditional VIT with reduced number of injections needed to produce the same immunological effect. Therefore, PLGA-MS containing BV are safe and effectively superior to the VIT traditional.

A Nattectina é uma toxina isolada do veneno de Thalassophryne nattereri que possui homologia com lectinas tipo C. Este estudo consistiu em avaliar a ação da Nattectina sobre as funções de macrófagos e a influência de citocinas Th1/Th2 nessa ativação. Nossos resultados mostram que a Nattectina induziu o aumento da expressão de moléculas coestimuladoras dependente da sinalização MAPK p38 e PI3K em macrófagos derivados da medula óssea, e também um aumento na capacidade endocítica e expressão de MHC de classe II dependentes da sinalização ERK1/2 e da ligação da Nattectina ao carboidrato. Verificamos ainda que alterações induzida pela Nattectina nos macrófagos são consistentes com a ativação clássica M1 dependente de IL-12 e IFN-<font face=\"Symbol\">g, e regulada negativamente por IL-4, IL-10 e IL-13. Por fim, verificamos uma ação coadjuvante da IL-4 com IFN-<font face=\"Symbol\">g na mobilização de SPMs (Small Peritoneal Macrophages) para cavidade peritoneal e na ativação de macrófagos. Dessa forma, a Nattectina pode ser considerada um importante agente imunomodulador capaz de modular as funções de macrófagos. / Nattectin is a toxin isolated from Thalassophryne nattereri fish venom that has homology with C-type lectin. This study was carried out to evaluate the action of Nattectin on macrophage functions and the influence of Th1/Th2 cytokines in this activation. Our results show that Nattectin induced the increased expression of costimulatory molecules dependent on MAPK p38 and PI3K signaling in bone marrow-derived macrophages, and also an increase in endocytic capacity and MHC class II expression dependent on ERK1/2 signaling and binding of Nattectin to carbohydrate. We also found that modifications induced by Nattectin in macrophages are consistent with classical (M1) activation of macrophages dependent on IL-12 and IFN-<font face=\"Symbol\">g cytokines, and negatively regulated by IL-4, IL-10 and IL-13. Finally, it was demonstrated an adjuvant role of IL-4 with IFN-<font face=\"Symbol\">g in mobilization of SPMs (Small Peritoneal Macrophages) to peritoneal cavity and also in macrophage activation. Thus, Nattectin can be considered an important immunomodulatory agent able to modulate macrophage functions.

Crotamina é um peptídeo de baixo peso molecular composto de 42 resíduos de aminoácidos. A presença de nove resíduos de lisina e três pontes dissulfeto confere a crotamina compactibilidade elevada, estabilidade, carga positiva líquida, apresentando similaridade estrutural com defensina, um peptídeo antimicrobiano do epitélio humano. Crotamina até 10,0 mM é inócua para células normais (e.g., fibroblastos humanos e células-tronco embrionárias de murinos), mas letal para células tumorigênicas CHO-K1. Aqui, nós demonstramos que 1 mg crotamina (0,2 mM) foi citotóxica para céluas B16-F10, Mia Paca-2 e SK-Mel-28 células in vitro, como se provou pelos ensaios de MTT, coloração com Hoechst 33342 e Iodeto de Propídio. Adicionalmente, nós avaliamos o efeito citotóxico da crotamina sobre a invasão do melanoma cutâneo primário produzido pela implantação de células B16-F10 em camundongos C57BL/6J. O efeito da crotamina em melanoma cutâneo foi estudado em dois grupos de camundongos (tratados com crotamina e não tratados), sendo cada grupo composto por 35 camundongos. Cada animal do grupo, tratado com crotamina, recebeu diariamente 1,0 mg/100 mL de crotamina (2 mM) , enquanto aqueles não tratados receberam apenas placebo. O tratamento com crotamina durou 21 dias. O atraso da implantação do tumor e redução da mortalidade foi observado para o grupo tratado com crotamina quando comparados ao grupo controle não-tratados. O peso médio d o tumor no grupo não tratado foi 4,60 g, enquanto nos tratados com crotamina foi de apenas de 0,27 g, quando detectados. O cálculo de sobrevida estimado de Kaplan Meier indicou que o grupo tratado com crotamina apresentou diferenças significativas, número de sobreviventes (n = 28/35), em comparação ao grupo não tratado (n = 7/35). Os dados de nossa pesquisa demonstram que a crotamina possui in vitro e in vivo uma atividade citotóxica específica e seletiva contra tipos de tumores de crescimento rápido e agressivo. / Crotamine is a low molecular weight peptide composed of 42 amino acid residues. The presence of nine lysine residues and three disulfide bonds confers to crotamine high compactness, stability, net positive charge, and overall structural similarity to b-defensin 2, an antimicrobial peptide from the human epithelia. Crotamine, up to 10.0 mM, is innocuous to normal cells (e.g., human fibroblasts and murine embryonic stem cells), but lethal for tumorigenic CHO-K1 cells. Herein, we demonstrated that 1 mg of crotamine (0,2 mM) was cytotoxic for B16-F10, Mic PaCa-2 and SK-Mel-28 cells in vitro, as proved by MTT assay, Hoechst 33342 and Propidium iodide staining. Additionally, we evaluate the cytotoxic effect of crotamine on primary invasion of cutaneous melanoma produced by injection of B16-F10 cells into C57Bl/6J mice. The effect of crotamine on cutaneous melanoma was studied on two groups of mice (crotamine-treated and non-treated), each composed by 35 mice. Each animal in crotamine-treated group received daily 1 mg/100 mL of crotamine (2 mM), while those non-treated received placebo. Crotamine treatment lasted for 21 days. The delay of tumor implantation and reduction of death was observed for crotamine-treated group when compared to control non-treated group. Average weight of tumor in non-treated group was 4.60 g, while in crotamine-treated, was only about 0.27 g, if detectable. The Kaplan Meier estimator indicated that crotamine-treated group present significant survival number (n=28/35) in comparison with non-treated group (n=7/35). Data from our research demonstrate that crotamine possesses in vitro and in vivo specific and selective cytotoxic activity against aggressive and fast growing types of tumor.