Leptospirose é uma zoonose causada pela espiroqueta pertencente ao gênero Leptospira. LipL32 é um antígeno de superfície altamente conservado somente entre as espécies de leptospiras patogênicas e é expresso em altos níveis tanto in vitro com in vivo. HlyX é relatada como sendo uma proteína que possui um provável peptídeo sinal e cinco tetratricopeptídeos repetidos (TPR) em sua sequência de aminoácidos. Neste trabalho, mostrou-se que HlyX é expressa somente em cepas patogênicas, não sendo detectada a sua expressão na cepa saprofítica. HlyX foi reconhecida somente por soros de pacientes da fase convalescente da doença. Em constraste, LipL32 foi reconhecida por soros de pacientes colhidos tanto na fase aguda quanto na fase convalescente da infecção. Nossos resultados de immunoblot indicam que os domínios imunodominantes da proteína são os fragmentos C-terminal e intermediário. Uma resposta IgM foi detectada exclusivamente contra o fragmento C-terminal de LipL32 em ambas as fases da infecção. Com relação à capacidade de LipL32 e HlyX de interagir com componentes de matriz extracelular (CME), foi observada uma interação específica e dose-dependente de LipL32 e HlyX com colágeno tipo IV e fibronectina plasmática. O fragmento C-terminal de LipL32 é responsável por esta interação. Tanto a heparina quanto a gelatina foram capazes de inibir a ligação de LipL32 à fibronectina plasmática de forma dose-dependente, indicando que os domínios de ligação à heparina (30 kDa) e gelatina (45 kDa) da fibronectina estão envolvidos nesta interação. Por outro lado, apenas o domínio de ligação à heparina participa da interação da fibronectina com a proteína HlyX. A capacidade protetora das duas proteínas estudadas foi avaliada através de ensaios de imunização e desafio realizados em modelo animal (hamsters). A proteína HlyX induziu altos títulos de anticorpos IgG (1:128.000), mas somente a co-administração HlyX e LipL32 e a proteína LipL32 pura conferiram proteção, 100% e 80% respectivamente. HlyX não foi capaz de conferir proteção quando administrada apenas com o adjuvante Al(OH)3. Em conclusão, os resultados indicam que o domínio C-terminal de LipL32 é reconhecido desde o início da infecção e este domínio é responsável por mediar a interação de LipL32 com CME. Os dados obtidos com HlyX demonstram um possível papel desta proteína na patogênese, pelo fato de ser expressa e conservada em cepas patogênicas, e também por interagir com CME. Porém, apesar de HlyX apresentar altos títulos de anticorpos IgG, não conferiu atividade protetora quando administrada individualmente. / Leptospirosis, a spirochaetal zoonotic disease caused by Leptospira, has been recognized as na important emerging infectious disease. LipL32 is a surface lipoprotein which is highly conserved among pathogenic Leptospira species and is also expressed at high levels either during cultivation and natural infection. Regarding HlyX, it has been annotated as a protein containing a signal peptide and five tetratricopeptide repeats (TPR). Immunoblot analyses concerning HlyX distribution on Leptospira spp. indicate that this protein is expressed exclusively by pathogenic species. Moreover, HlyX was only recognized by sera of patients in the second week of leptospirosis infection. In contrast, LipL32 was recognized by acute and convalescent sera from leptospirosis patients. Our immunoblot results indicate that both the C-terminal and the intermediate domains of LipL32 are recognized by sera of patients. An IgM response was detected exclusively against the LipL32 C-terminus in both the acute and convalescent phases of illness. Concerning the capacity of LipL32 and HlyX to interact with extracellular matrix (ECM) components, a dose-dependent specific binding of LipL32 and HlyX to collagen IV and plasma fibronectin was observed. The LipL32 binding capacity could be attributed to the C-terminal portion of this molecule. Both heparin and gelatin could inhibit LipL32 binding to fibronectin in a concentration-dependent manner, indicating that the 30-kDa heparin- and the 45-kDa gelatin-binding domains of fibronectin are involved in this interaction. However, HlyX binding to fibronectin could only be inhibited by heparin in a concentration-dependent manner. We also evaluated whether HlyX and LipL32 could induce protective immunity against the challenge with a homologous serovar in hamsters. Although high anti-HlyX (IgG) titers (1:128,000) have been achieved upon immunization, no protection was observed. However, a combined HlyX and LipL32 immunization could induce a protective response (100%). The protection observed for LipL32 immunization was 80%. Altogether, the results provide evidence that the LipL32 C-terminus is recognized early in the course of infection and is the domain responsible for mediating interaction with ECM proteins. HlyX protein may contribute to the pathogenesis of the disease by interacting with host proteins. However, HlyX is not a protective antigen when administered alone.

Os vírus são eficazes na transferência de genes em células devido aos seus mecanismos especializados. No entanto, vírus como veículos de entrega de genes podem acarretar em problemas, particularmente quando proposto para reprogramar células somáticas em células-tronco pluripotentes induzidas (iPS) visando utilização terapêutica. No presente estudo, procurou-se desenvolver um sistema alternativo para entregar diretamente proteínas nucleares (Oct4, Sox2, KLF4, e c-Myc) fusionadas com o domínio de transdução de proteína TAT, para promover a reprogramação de fibroblastos embrionários de camundongos (MEF) ou células mesenquimais derivadas de tecido adiposo humano (hASC) em células iPS. Primeiramente o PTD TAT ou TAT- foi fundido a proteína verde fluorescente (GFP) como modelo para prova de princípio e padronização detalhada. Inesperadamente, TAT-GFP produzido e secretado pelas células NIH-3T3 produtora não foi capaz de ser detectado no meio de cultura por verificação quantitativa fluorimétrica, nem foi capaz de ser detectada em células-alvo, por citometria de fluxo, depois de co-cultura em transwells. Essa observação pode ser explicada por: (1) ineficiência desse tipo de célula em secretar proteínas e (2) falta de resistência à clivagem por endoproteases furinas. Para contornar esses fatores limitantes usou-se citometria de fluxo para avaliar as melhores condições para a transfecção por seis diferentes tipos de células (CHO, NIH-3T3, HT1080, HEK-293A, HEK-293t e COS-7) com TAT (modificada para ser resistente à furinas) fundido a GFP. Células 293t-TAT-GFP exibiram a maior eficiência de transfecção e também de secreção. O mesmo pôde ser observado para as seis linhagens celulares expressando fatores de transcrição nucleares TAT, determinados por ELISA. Em seguida, diferentes estratégias de entrega foram testadas. A primeira foi baseada na co-cultura de uma mistura de células produtoras com MEF ou hASC. No entanto, não foi possível observar a reprogramação devido à morte celular. A segunda foi baseada na concentração de meio condicionado de cultura de células por centrifugação usando colunas Amicon, trocando o meio a cada 24h, em quatro ciclos. No entanto, apesar da presença de algumas colônias após 20-30 dias, nenhuma colônia verdadeira iPS foi obtida. Na sequência, as células foram tratadas com cada proteína de forma independente, e as demais foram substituídas pelo retrovírus correspondente, trocando meio a cada 72h, em quatro ciclos. Essa estratégia, apesar de permitir verificar a função de cada proteína, também não resultou em reprogramação. Este achado pode ser explicado pela diferenciação celular induzida por BCS, que também é concentrado no processo. Assim, passou-se a adaptação de \"células produtoras\" em condições de cultura livre de soro, para enriquecer a produção dos fatores nucleares individuais, necessários para a reprogramação. A otimização sistematizada deste processo está sendo realizada em parceria com o IPT e deve resultar em quantidades de proteína de fusão suficientes para o teste final da hipótese proposta. Em conjunto, são apresentados os dados da geração de linhagens celulares expressando estavelmente os vários fatores de transcrição e estratégias para melhorar a eficiência necessária para a produção iPS. Esta nova estratégia garante uma produção eficiente de TAT fundida a fatores nucleares de reprogramação e sua eficácia para promover a reprogramação de células somáticas de maneira livre de vírus merece ser investigado futuramente / Viruses are effective at transferring genes into cells by its specialized mechanisms. However, viruses as gene delivery vehicles entail problems, particularly when proposed to reprogram somatic cells into induced pluripotent stem cells (iPS) for therapeutic uses. In the present study, we aimed to develop an alternative system for directly delivering nuclear proteins (Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc) fused with TAT protein transduction domain to promote reprogramming of mouse embryonic fibroblasts (MEF) or human adipose tissue derived mesenchymal cells (hASC) into iPS cells. First TAT- or TAT- PTD was fused to green fluorescent protein (GFP) as a proof of principle model and for detailed standardization. Unexpectedly, TAT-GFP produced and secreted by NIH-3T3 producer cells was not detected in the culture medium by quantitative fluorimetric verification, nor detected on target cells, by flow cytometry, after being co-cultured using transwells. This observation maybe explained by: (1) inefficiency of this cell type to be transfected and to secrete proteins and (2) lack of resistance to furin endoproteases cleavage on Golgi of TAT sequence. To circumvent these limiting factors we used flow cytometer to assess the best conditions for transfection in six different cell types (CHO, NIH-3T3, HT1080, HEK-293A, HEK-293t and COS-7) with TAT- (a modified PTD to be resistant to furin endoproteases) fused to GFP. 293t-TAT-GFP cells displayed the highest transfection efficiency and secretion levels. The same could be observed for the six cell lineages expressing TAT- nuclear transcription factors, determined by ELISA.Next, different delivery strategies were tested for TAT- nuclear transcription factor system. Co-culturing a mix of producer cells with MEF or hASC resulted in not reprogramming and this was associated with cell death. The second was based on the use of microconcentrated conditioned cell culture medium, changed every 24h, in four cycles. However, despite the presence of some emerging colonies after 20-30 days, no true iPS colonies were obtained. Then, cells were treated with each protein independently, and the others were replaced by the corresponding retrovirus, changing cell medium every 72h, in four cycles. We verified the reprogramming potential of each protein, but no true colonies were obtained.One possibility for this finding is that BCS is also concentrated by centrifugation and may induce cell differentiation. To circumvent these problems, we have started the adaptation of producer cells in a serum-free culture condition to enrich the production of the individual factors required for reprogramming. This optimization process is taking place in collaboration with the IPT and shall result in large amounts of the fusion protein to finally test the proposed hypothesis. Altogether, we presented the generation of several cell lines stably expressing the transcription factors and strategies to improve the efficiency required for iPS production. This novel strategy guarantees efficient production of TAT-fused reprogramming nuclear factors and its efficacy to promote somatic cells reprogramming in a virus-free manner deserves to be further investigated

O sistema de expressão gênica derivado do Semliki Forest Vírus (SFV) vem sendo muito utilizado nos últimos tempos para expressão em grandes quantidades de inúmeras proteínas, quando comparado com outros sistemas. O objetivo desse estudo foi otimizar a capacidade desse vetor viral de expressar proteínas em diferentes linhagens celulares de mamíferos, utilizando como alvo, a glicoproteína do vírus rábico (RVGP). Foram avaliadas formas de obtenção do vetor SFV recombinante, através de diferentes métodos de transfecção, como eletroporação e lipofecção, utilizando um lipossomo comercial chamado Transmessenger (Qiagen, Valencia, CA., U.S.A.). Foi estabelecido, um método rápido e preciso de quantificação das partículas virais, através da técnica de qPCR, para padronizar a relação entre a quantidade de vírus recombinante a ser utilizada em um processo de infecção, visando aumentar os níveis de produção da proteína heteróloga. Diferentes proporções entre vírus e células foram utilizadas em cinco linhagens distintas: BHK-21, Huh-7, VERO, L929 e HEK-293T; sendo avaliados dois tempos de coleta da RVGP após a infecção (24 e 48 h). A proteína gerada foi avaliada através de diferentes métodos como Western Blot, Dot blot e imunofluorescência indireta (IFI), sendo a quantificação da proteína realizada através de ensaio imunoenzimático (ELISA). Esse trabalho contribui para o desenvolvimento de abordagens que utilizam o SFV como vetor de expressão, indicando as melhores metodologias e linhagens celulares, que podem ser utilizadas para aplicação na produção das mais variadas proteínas. / The expression system based on Semliki Forest virus (SFV) is a system which has been widely used in recent times for expression of many proteins in large quantities as compared with other systems. The aim of this study was to optimize the capacity of this vector to express viral proteins in different mammalian cell lines, using as target, the rabies virus glycoprotein (RVGP). We assessed two different methods of transfection to obtain recombinant SFV vector, such as electroporation and liposome commercial Transmessenger (Qiagen, Valencia, CA., U.S.A.). It was established also a fast and accurate quantification of viral particles by qPCR technique, to improve the relation between the amount of recombinant virus to be used in a process of infection, to increase production levels of the heterologous protein. Different proportions between viruses and cells were used in five distinct lineages: BHK-21, Huh-7, Vero, L929 and HEK-293T; being evaluated two sampling times after infection of RVGP (24 e 48 h). The protein was assessed by various methods such as Western blot, Dot blot and indirect immunofluorescence (IIF), and the protein quantification performed by enzyme immunoassay (ELISA). This work contributes to the development of approaches to using the SFV expression vector indicating the best methods and cell lines that can be used for application in the production of various proteins.

Os primeiros vasos sanguíneos do embrião de vertebrados, formados de novo a partir de células originadas da mesoderme, originam os vasos linfáticos em um processo denominado vasculogênese. Já no adulto, novos vasos são formados principalmente através da angiogênese (ou linfoangiogênese) a partir da vasculatura pré-existente. Em indivíduos saudáveis, a arquitetura vascular é relativamente estática, sendo que o excesso ou a insuficiência de vasos são comumente relacionados à angiogênese patológica, vinculada a diversas doenças, como câncer, degeneração macular relacionada à idade, isquemia de membros e muitas outras. Dessa forma, o controle local da densidade de vasos sanguíneos torna-se interessante para o tratamento de condições patológicas visando melhoria de prognóstico e cura. Dentre os diversos fatores de crescimento conhecidos, o fator de crescimento endotelial vascular, VEGF, destaca-se como o principal regulador do processo de angiogênese através de isoformas pró-angiogênicas (VEGFxxx) e antiangiogênicas (VEGFxxxb) do gene VEGF-A. Consequentemente, as proteínas codificadas por esse gene constituem um alvo com alto potencial terapêutico. No presente estudo, propusemos a produção das isoformas proteicas recombinantes rhVEGF165, rhVEGF165b e rhVEGF121, oriundas do gene VEGF-A humano, visando à geração de biofármacos que podem ser utilizados para terapia molecular e engenharia tecidual. As sequências codificadoras das isoformas rhVEGF165 e rhVEGF121 foram amplificadas a partir do cDNA total sintetizado de amostras de RNA total de pulmão humano, enquanto que a da isoforma rhVEGF165b foi gerada através da mutação sítio-dirigida da sequência de rhVEGF165. As sequências foram clonadas no vetor de clonagem pGEM®-T Easy, sendo em seguida subclonadas no vetor pLV-eGFP, um vetor plasmidial de transferência lentiviral, que permite a expressão de transgenes em células de mamíferos e, também, da proteína repórter eGFP. Células humanas HEK293 em cultura aderente foram independentemente cotransfectadas com cada uma das construções geradas (pLV-rhVEGF165, pLV-rhVEGF165b e pLV-rhVEGFl21) juntamente com o vetor pTK-Hyg na proporção de 40:1 (m/m), viabilizando a seleção dos transfectantes com o antibiótico higromicina B, além da detecção de eGFP. Os clones celulares superprodutores das proteínas de interesse foram avaliados quanto à cinética de expressão em meio carente de soro e adaptados para a cultura em suspensão estática na presença de meio na ausência de componentes derivados de animais, demostrando a capacidade de expressão das isoformas rhVEGFs nestas condições de cultivo. Para o nosso conhecimento, este é o primeiro trabalho a descrever a expressão de isoformas de VEGF-A em células HEK293 mantidas em suspensão. As isoformas rhVEGF165 e rhVEGF165b foram purificadas por cromatografia de afinidade a heparina, a partir do meio condicionado pelos clones superprodutores gerados. Ensaios in vitro, utilizando o AngioPhaseTM Kit, e in vivo, através do ensaio da membrana corioalantoide em embriões de galinha (CAM Assay), ambos próprios para avaliação da atividade pró- e antiangiogênica de diferentes compostos, demonstraram que a isoforma rhVEGF165 possui atividade biológica, enquanto a isoforma rhVEGF165b não apresentou a atividade esperada (inibição da angiogênese). Estas isoformas foram testadas em modelo murino de engenharia tecidual do intestino curto, com indícios de que poderiam contribuir para o uso terapêutico neste contexto. A purificação da isoforma rhVEGF121, bem como as análises estruturais das proteínas produzidas, estão em processo de otimização. / The first blood vessels of the vertebrate embryo are formed de novo from mesoderm-derived cells and give rise to lymph vessels in a process termed vasculogenesis. In the adult, new blood vessels are formed mainly through angiogenesis (or lymphangiogenesis) from the pre-existing vasculature. In healthy individuals, the vascular architecture is fairly static, and both the excess and the insufficiency of vessels comprise a pathological angiogenic state, to which is credited the onset and/or progression of several diseases such as cancer, age-related macular degeneration, limb ischemia, and many others. Therefore, locally controlling the blood vessel density becomes interesting for the treatment of pathological conditions aiming at prognosis improvement and cure. Among the various known growth factors, the vascular endothelial growth factor, VEGF, stands out as the major regulator of the angiogenic process. This process is mediated through the action of pro- (VEGFxxx) and antiangiogenic (VEGFxxxb) isoforms, which are derived from the VEGF-A gene. Consequently, the proteins encoded by this gene are potential therapeutic targets. In this work, we set out to produce the recombinant protein isoforms rhVEGF165, rhVEGF165b, and rhVEGF121, which originate from the human VEGF-A gene, with the aim of generating biopharmaceuticals to be used for molecular therapy and tissue engineering. The rhVEGF165 and rhVEGF121 coding sequences were amplified from total cDNA sythesized from human lung total RNA. Conversely, the rhVEGF165b coding sequence was generated by site-directed mutagenesis of the rhVEGF165 sequence. The sequences were cloned into the pGEM®-T Easy cloning vector. These cDNAs were then subcloned into pLV-eGFP, a plasmid lentiviral transfer vector that allows for expression of transgenes and the eGFP reporter protein in mammalian cells. Human HEK293 cells cultivated under adherent conditions were independently co-transfected with each of the obtained constructs (pLV-rhVEGF165, pLV-rhVEGF165b, and pLV-rhVEGF121) and the pTK-Hyg vector at a proportion of 40:1 (m/m), enabling for the selection of transfectants with hygromycin B, apart from the detection of eGFP. The cell clones overexpressing the proteins of interest were evaluated for expression kinetics in serum-deprived conditioned media and adapted to static suspension culture in medium free of animal-derived components, demonstrating that expression of the protein isoforms was possible in these culture conditions. To the best of our knowledge, this is the first work that describes the expression of VEGF-A isoforms in HEK293 cells in suspension culture. The rhVEGF165 and rhVEGF165b isoforms were purified by affinity chromatography from media previously conditioned by the overexpressing cell clones. The biological activity of rhVEGF165 was demonstrated in vitro, by the AngioPhaseTM Kit assay, and in vivo with the CAM (chorioallantoic membrane) assay, both of which are suitable for evaluating the pro- and antiangiogenic activity of different compounds. The rhVEGF165b did not show the expected antiangiogenic activity. These isoforms were tested in a model of murine tissue-engineered small intestine, indicating a possible contribution to therapeutic use in this context. The purification of rhVEGF121, as well as the structural analysis of all three proteins, are in the process of being optimized.

FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2), o fundador da família FGF, tem funções regulatórias na mitogênese, diferenciação, morfogênese e reparo tecidual. Diversas espécies moleculares de FGF2 compartilham uma seqüência C-terminal comum de 155 aminoácidos, pois se originam de diferentes sítios de iniciação de leitura de um único mRNA. O menor, o FGF2-18kDa, é liberado extracelularmente para se ligar a receptores específicos (FGFRs) para disparar as funções parácrinas e autócrinas pelas quais este fator é conhecido. Por outro lado, as espécies maiores (FGF2-21, 22, 22,5 e 34kDa) são intracelulares se ligam a parceiros moleculares desconhecidos para exercer funções intrácrinas ainda indefinidas. O objetivo desta tese foi produzir espécies recombinantes do FGF2-18 e FGF2-22,5, na forma de proteínas de fusão, para analisar funções biológicas e mecanismos de sinalização. Nas células malignas Y1 de camundongo, os recombinantes de FGF2-18kDa (FGF2-18, His-FGF2-18 e His-FGF2-18-ProA) dispararam uma resposta antagônica estimulando as vias de sinalização mitogênica, mas bloqueando o ciclo celular. Nos fibroblastos não tumorigênicos Balb3T3, estes mesmos recombinantes de FGF2-18kDa dispararam apenas a resposta mitogênica clássica. Todos os efeitos biológicos destes recombinantes de FGF2-18kDa foram bloqueados pelo inibidor específico da proteína quinase de tirosina dos FGFRs, PD173074, demonstrando que são respostas intermediadas pelos FGFRs. Portanto, os domínios estruturais adicionados aos recombinantes de FGF2-18kDa não impediram que estas proteínas se ligassem e ativassem os FGFRs. Por outro lado, o recombinante His-FGF2-22,5 dispara apenas as vias de sinalização mitogênica em ambas as células Y1 e 3T3, mas este efeito biológico não é inibido por PD173074. Estes resultados sugerem que a seqüência N-terminal de 55 resíduos, rica em aminoácidos básicos, impede que o FGF2-22,5kDa se ligue e/ou ative os FGFRs. Entretanto, o recombinante His-FGF2-22,5ProA dispara a resposta antagônica característica do FGF2-18kDa. As implicações destes últimos resultados é que o domínio de ProA adicionado ao C-terminal torna o FGF2-22,5kDa um bom ligante dos FGFRs. A interação física entre ligante e receptor das formas recombinantes His-FGF2-18kDa (ou His-FGF2-18ProA) e FGF2-22,5kDa com os putativos FGFRs foi analisada através da técnica de SPR e os resultados mostram KDs aproximados (Kd18=21, 488.10-9 e Kd22,5=20,70393.10-9), enquanto que o número de sítios ligantes em vesículas microssomais das células é significantemente inferior para o FGF2-22,5kDa. Estes resultados são compatíveis com a existência de receptores diferentes para FGF2-18kDa e FGF2-22,5kDa, uma hipótese ainda a ser definitivamente corroborada. Em conclusão, o FGF2-18kDa, mesmo em formas recombinantes como proteína de fusão, dispara todos os efeitos biológicos descritos para FGF2, através dos FGFRs. Diferentemente, o FGF2-22,5kDa, como fator parácrino, só desencadeou a resposta mitogênica clássica de FGF2, provavelmente através de receptores diferentes dos FGFRs. Os resultados e conclusões desta tese têm um potencial indiscutivelmente relevante para a biologia molecular do câncer, com implicações possíveis em terapia oncológica / FGF2 (Fibroblast Growth Factor 2), the founder of the FGF family, has regulatory functions in mitogenesis, differentiation, morphogenesis and tissue repair. Multiple FGF2 molecular species, sharing a C-terminal sequence of 155 amino acids, are translated from different iniciation sites of the same mRNA. The smaller, the FGF2-18kD, is extracellularly released to bind to specific membrane receptors (FGFRs), performing paracrine and autocrine functions. On the other hand, the larger FGF2s (21, 22, 22.5 and 34kDa) are intracellular species that bind to unknown partners to play still undefined intracrine roles. The aim of this thesis was to produce recombinant species of FGF2-18kDa and FGF2-22,5kDa, in the form of fusion proteins, to analyze functions and signaling mechanisms. In mouse Y1 malignant cells, FGF2-18kD recombinants (FGF2-18kDa and His-FGF2-18kDaProA) triggered an antagonistic response activating mitogenic signaling pathways, but blocking the cell cycle. However, in non tumorigenic Balb3T3 fibroblasts, these same FGF2-18kD recombinants only elicited the classical mitogenic response. All biological effects of these FGF2-18kD recombinants were blocked by the specific inhibitor of FGFR-protein-tyrosine-kinases, PD173074, demonstrating that these responses are mediated by FGFRs. Therefore, the new peptide domains added to FGF2-18kD did not prevent these recombinant fusion proteins to bind and activate FGFRs. Conversely, the recombinant His-FGF2-22,5kDa triggered only mitogenic signaling pathways in both Y1 and Balb3T3 cells, a biological effect not inhibited by PD173074. These results suggested that the additional basic-rich N-terminal sequence of 55 amino acid residues, found in FGF2-22,5kDa, prevents this FGF2 species from binding and / or activate FGFRs. However, surprisingly, the recombinant His-FGF2-22kDaProA triggered the antagonistic response characteristic of FGF2-18kDa. These results imply that the ProA-domain added to the C-terminal end rendered the FGF2-22,5kDaProA a good ligand of FGFRs. The physical interaction between recombinants of both His-FGF2-18kD and His-FGF2-22kDa with putative FGFRs, analyzed by SPR, yielded close KD values (KD18=21, 5.10-9 e K D22,5=20,7.10-9), while the number of binding sites in cell microsomal vesicles were significantly lower for the His-FGF2-22,5kDa. These results are consistent with the existence of different receptors for FGF2 and FGF2-18kD-22,5kDa, a hypothesis that has yet to be definitively confirmed. In conclusion, FGF2-18kD, even as recombinant fusion proteins, triggered all biological effects of FGF2, through FGFRs. Conversely, the FGF2-22, 5kDa only triggered the classical mitogenic response, probably via receptors other than FGFRs. The results and conclusions of this thesis are potentially of great interest in cancer molecular biology, with implications in oncologic therapy.

A proteína fosfatase do tipo-1 (PP1) é uma das principais proteínas serina/treonina fosfatases (PSTPs) e desempenha papeis fisiológicos tão diversos quanto importantes, tais como a regulação do metabolismo de carboidratos e do ciclo celular. A holoenzima PP1 é constituída por uma subunidade catalítica conservada (PP1c) que está associada a subunidades não-catalíticas que modulam sua localização subcelular, especificidade de substrato e atividade enzimática. Mais de 100 proteínas que interagem com a PP1c já foram identificadas em distintos organismos eucarióticos. Proteínas que interagem com a PP1c são, portanto, a chave para compreender os diferentes papéis biológicos da PP1. A subunidade catalítica da PP1 da ameba social Dictyostelium discoideum (DdPP1c) é codificada por um gene em cópia única o qual é expresso ao longo de todo o ciclo de vida desse organismo. Algumas proteínas que interagem e possivelmente modulam a atividade da PP1 de D. discoideum já foram identificadas, utilizando-se tanto buscas por similaridades na sequência genômica deste microorganismo como ensaios utilizando o sistema de duplo-híbrido em leveduras, utilizando-se a PP1c como isca. Com esta última abordagem, foram selecionados mais de 25 clones distintos de cDNA que codificam proteínas que potencialmente interagem com a DdPP1c, após varreduras de bibliotecas de cDNA de diferentes estágios de desenvolvimento de D. discoideum. Neste trabalho, nós confirmamos que o produto protéico de 11 destes clones interagem com a isca DdPP1c com base em novos ensaios de duplo-híbrido. Os demais clones codificam proteínas que não interagem com DdPP1c ou promovem auto-ativação do gene repórter. Selecionamos para estudos adicionais um clone do gene DDB_G0269300 cujo produto protéico predito de 423 de aminoácidos não tem função ainda conhecida. A sequência codificadora completa de DDB_G0269300 foi clonada para realização de novos ensaios de duplo-híbrido em leveduras, os quais confirmaram a especificidade de sua interação com DdPP1c. A proteína recombinante rDDB_G0269300 foi obtida com sucesso em bactérias, possibilitando a obtenção de anticorpos policlonais em camundongos. O anti-soro anti-rDDB_G0269300 é aparentemente específico no reconhecimento da proteína correspondente em extratos celulares de D. discoideum coletados em 12h e 16 da fase de desenvolvimento. Estes resultados coincidem com dados obtidos através de RT-qPCR que mostram aumento nos níveis dos transcritos de DDB_G0269300 entre 8h e 12h da fase de desenvolvimento, o que é indicativo da sua importância desta proteína durante esta fase do ciclo de vida de Dictyostelium como uma potencial parceira molecular da DdPP1c / Protein phosphatase type-1 (PP1) is a major protein serine/threonine phosphatase (PSTP) which plays as diverse as important physiological roles, such as regulation of carbohydrate metabolism and of cell cycle. The PP1 holoenzyme comprises a conserved catalytic subunit (PP1c) associated with non-catalytic subunits that modulate its subcellular localization, substrate specificity and enzymatic activity. More than 100 proteins that interact with PP1c have been identified in different eukaryotic organisms. Therefore proteins that interact with PP1c are key to the understanding of PP1 different biological roles. The catalytic subunit of PP1 the social amoeba Dictyostelium discoideum (DdPP1c) is encoded by a single copy gene which is expressed throughout the life cycle of this organism. Some proteins that interact with and possibly modulate the activity of D. discoideum PP1 have been identified, using both similarity searches in the genome sequence of this microorganism as yeast two-hybrid screenings using PP1c as bait. With the latter approach, we have selected more than 25 distinct cDNA clones encoding proteins that potentially interact with DdPP1c after screening D. discoideum cDNA libraries from different developmental stages. In this study, we confirmed that the protein product from 11 of these clones interact with the bait DdPP1c based on two-hybrid assays. The other clones encode proteins that either does not interact or promote self-activation of the reporter gene. The clone related to DDB_G0269300 gene that encodes a predicted protein of 423 amino acids with unknown function was selected for further studies. DDB_G0269300 full-length coding sequence was cloned and new yeast two-hybrid assays were performed confirming the specificity of the interaction with DdPP1c. The recombinant protein rDDB_G0269300 was successfully obtained in bacteria and further used for polyclonal antibodies production in mice. The antiserum anti-rDDB_G0269300 is apparently specific for recognition of the corresponding protein in D. discoideum cell extracts collected after 12h and 16h of development. These results agree with RT-qPCR data showing that the levels of DDB_G0269300 transcripts are increased between 8 h and 12 h during the development, which is indicative of its importance during this phase in Dictyostelium life cycle as a DdPP1c potential molecular partner.

As BMPs (Bone Morphogenetic Proteins) são membros da superfamília de proteínas TGF-β (Transforming Growth Factor β ), regulam o crescimento e diferenciação de vários tipos celulares em diversos tecidos, e algumas delas desempenham um papel crítico na diferenciação de células de origem mesenquimal em osteoblastos. Particularmente, rhBMP2 e rhBMP7, promovem osteoindução tanto \"in vitro\" como \"in vivo,\" sendo, ambas as proteínas utilizadas terapeuticamente em Ortopedia/Odontologia para reparo ósseo. A expressão diferencial de genes durante a osteodiferenciação de células C2C12 induzida por rhBMP2 e rhBMP7, foi analisada através de microarranjos de DNA, selecionando 31 genes, dos quais 24 foram validados por qPCR, 13 dos quais são relacionados à transcrição, quatro associados a algumas vias de sinalização celular e sete associados à matriz extracelular. Análise funcional destes genes permitirá conhecer, com maiores detalhes, os eventos moleculares que ocorrem durante a diferenciação osteoblástica de células C2C12 induzida por rhBMPs. Em paralelo, foi perseguida a super-expressão de rhBMP2 e rhBMP7 em células HEK293T, demonstrando-se a atividade de rhBMP7, induzindo osteodiferenciação \"in vitro\" e formação de osso \"in vivo\", demonstrando a viabilidade do objetivo de se produzir estas proteínas para futura aplicação como biofármacos no Brasil. / The BMPs (Bone Morphogenetic Proteins) are members of the TGF-β (Transforming Growth Factor β) superfamily of proteins, regulate growth and differentiation of various cell types in various tissues, and some play a critical role in differentiation of mesenchymal cells into osteoblasts. Particularly, rhBMP2 and rhBMP7, promote osteoinduction \"in vitro\" and \"in vivo\" and both proteins are used therapeutically in Orthopedics and Dentistry. The differential expression of genes during osteodifferentiation induced by rhBMP2 and rhBMP7 in C2C12 cells was analyzed through DNA microarrays, allowing the selection of 31 genes, of which 24 were validated by qPCR, 13 of which are related to transcription, four associated with cell signaling pathways and seven are associated with the extracellular matrix. Subsequent functional analysis of these genes should reveal more details on the molecular events which take place during C2C12 cells osteoblastic differentiation induced by rhBMPs In paralel, rhBMPs 2 and 7 were overexpressed in HEK293T cells and BMP7 activity to induce osteodifferentiation \"in vitro\" and bone formation \"in vivo\" was demonstrated, reinforcing the viability of our objective to produce these proteins for future application as biopharmaceuticals in Brazil.

Infecções associadas a cepas da Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC), podem causar manifestações clínicas sendo a Síndrome Hemolítica Urêmica (SHU), a complicação mais severa. SHU está relacionada a presença da toxina de Shiga do tipo 2 (Stx2) e até o momento não se dispõe de uma vacina ou tratamentos efetivos para uso em humanos. Assim, este trabalho teve por objetivo desenvolver uma vacina baseada no derivado atóxico contendo a subunidade B e a porção A2 da subunidade A denominado Stx2ΔAB. Após expressão em linhagens de E.coli e tentativas iniciais de purificação, resultaram na formação de agregados proteicos. Ajustes nas condições de cultivo e purificação permitiram obter a proteína na forma de monômero da subunidade B, mas sem a presença da porção A2. O antígeno foi incorporado a lipossomas multilamelares (MLVs), combinados ao lipídio A e administrados por via subcutânea a camundongos. Animais imunizados desenvolveram anticorpos sistêmicos específicos contra Stx2 capazes de neutralizar a toxina in vitro e conferir proteção parcial a animais desafiados com dose letal da toxina. Em conclusão, o trabalho confirmou o potencial vacinal do antígeno e validou a estratégia baseada na incorporação do antígeno às MLVs como estratégia de imunização. / Infections associated with strains of enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC), can cause clinical manifestations are the hemolytic uremic syndrome (HUS), the most severe complication. HUS is related to the presence of Shiga toxin type 2 (Stx2) and yet do not have a vaccine or effective treatments for use in humans. This work aimed to develop a vaccine based on non-toxic derivative containing the B subunit and the A2 portion of the subunit called Stx2ΔAB. After expression in E. coli strains and initial purification attempts resulted in the formation of protein aggregates. Adjustments in the cultivation and purification conditions have enabled the protein as the monomer subunit B but without the presence of the A2 portion. The antigen was incorporated into multilamellar liposomes (MLVs), the combined lipid A and administered subcutaneously to mice. immunized animals develop systemic antibodies specific against Stx2 able to neutralize toxin in vitro and to confer partial protection when challenged with a lethal dose of toxin. In conclusion, the study confirmed the potential vaccine antigen and validated strategy based on antigen incorporation into MLVs as immunization strategy.

Em novembro de 2005, com o guia de Gestão de Riscos à Qualidade (Q9) - a Conferência Internacional de Harmonização (ICH), em conjunto com as agências regulatórias dos Estados Unidos, Japão e Europa, passaram a recomendar que seja aplicado o gerenciamento de riscos para regulação da indústria farmacêutica. Em concordância, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) publicou a Resolução de Diretoria Colegiada - RDC 17/2010 que dispõe sobre as Boas Práticas de Fabricação de Medicamentos que possibilita a comercialização de produtos farmacêuticos. Esta resolução preconiza que a validação de um processo produtivo seja efetuada com base em uma análise de risco. Seguindo as orientações da RDC este trabalho se propôs a aplicar a ferramenta de análise de risco de Estudos de Perigos e Operabilidade HAZOP num sistema de biorreação bacteriana para produção de proteínas recombinantes instalado no Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos Bio-Manguinhos/Fiocruz. Este sistema é formado por fermentadores de 100 (FE01) e 600 (FE02) litros, um tanque de colheita de 600 litros (HT01) e um tanque de preparo de meios de cultura de 600 litros (MT01). Através da aplicação desta ferramenta de análise de riscos foi possível classificar os riscos dos sistemas identificando os nós, palavras-guia primárias (parâmetros) e secundárias (desvios), assim como a severidade e frequência dos eventos. Foram identificados 82 riscos associados aos fermentadores FE01 e FE02, sendo 8,5% riscos insignificantes, 65,9% riscos aceitáveis e 25,6% riscos não desejáveis. No tanque de colheita HT01 foram identificados 55 riscos, dos quais 14,5% são insignificantes, 67,3% são aceitáveis e 18,2% não desejáveis. Para o tanque de preparo de meios MT01 foram identificados 66 riscos que estão divididos em 9% de riscos insignificantes, 69,7% de riscos aceitáveis e 21,3% de riscos não desejáveis. Foi percebido que não houve riscos catastróficos que pudessem comprometer os equipamentos fabricados, porém somente com utilização dos mesmos na rotina de produção e o ciclo de melhoria continua dos equipamentos será possível validar este estudo prospectivo / In November 2005, with the guidance of the Quality Risk Management (Q9) the International Conference on Harmonization (ICH) in conjunction with regulatory agencies in the United States, Japan and Europe started recommending applying risk management for regulation of the pharmaceutical industry. Following this argument, the National Health Surveillance Agency (ANVISA) published the Board Resolution RDC 17/2010 which establish the Good Manufacturing Practices in Pharmaceutical Manufacturing, allowing the commercialization of pharmaceutical products. This resolution states to perform the production process validation on a risk analysis basis. Following the guidelines, this work intend to use the risk analysis tool Hazards and Operability Studies HAZOP in a bacterial bioreaction system for recombinant protein installed in Bio-Manguinhos/Fiocruz. This system consists of 100 (FE01) and 600 (FE02) liters fermenters, a harvest tank of 600 Liters (HT01) and a 600 Liters tank for culture media preparation (MT01). By applying, this tool was possible to classify the system risk identifying nodes, primary and secondary (deviations) guidewords, as well as, the severity and frequency of events. Thus, ones identified 82 risks within FE01 and FE02 fermenters, with 8.5% being irrelevant risks, 65.9% acceptable risks and 25.6% undesirable risks. In the harvest tank HT01 were identified 55 risks, which 14.5% are significant, 67.3% are acceptable and 18.2% undesirable. For media preparation tank, MT01 were identified 66 risks divided into 9% negligible risks,69.7% acceptable risks and 21.3% of unwanted risks. With these data, it is possible to ensure that there was not fatal risks that could harm the manufactured equipment, but only operation of this equipment during production routine and continual improvement cycle can validate this prospective study

Os primeiros vasos sanguíneos do embrião de vertebrados, formados de novo a partir de células originadas da mesoderme, originam os vasos linfáticos em um processo denominado vasculogênese. Já no adulto, novos vasos são formados principalmente através da angiogênese (ou linfoangiogênese) a partir da vasculatura pré-existente. Em indivíduos saudáveis, a arquitetura vascular é relativamente estática, sendo que o excesso ou a insuficiência de vasos são comumente relacionados à angiogênese patológica, vinculada a diversas doenças, como câncer, degeneração macular relacionada à idade, isquemia de membros e muitas outras. Dessa forma, o controle local da densidade de vasos sanguíneos torna-se interessante para o tratamento de condições patológicas visando melhoria de prognóstico e cura. Dentre os diversos fatores de crescimento conhecidos, o fator de crescimento endotelial vascular, VEGF, destaca-se como o principal regulador do processo de angiogênese através de isoformas pró-angiogênicas (VEGFxxx) e antiangiogênicas (VEGFxxxb) do gene VEGF-A. Consequentemente, as proteínas codificadas por esse gene constituem um alvo com alto potencial terapêutico. No presente estudo, propusemos a produção das isoformas proteicas recombinantes rhVEGF165, rhVEGF165b e rhVEGF121, oriundas do gene VEGF-A humano, visando à geração de biofármacos que podem ser utilizados para terapia molecular e engenharia tecidual. As sequências codificadoras das isoformas rhVEGF165 e rhVEGF121 foram amplificadas a partir do cDNA total sintetizado de amostras de RNA total de pulmão humano, enquanto que a da isoforma rhVEGF165b foi gerada através da mutação sítio-dirigida da sequência de rhVEGF165. As sequências foram clonadas no vetor de clonagem pGEM®-T Easy, sendo em seguida subclonadas no vetor pLV-eGFP, um vetor plasmidial de transferência lentiviral, que permite a expressão de transgenes em células de mamíferos e, também, da proteína repórter eGFP. Células humanas HEK293 em cultura aderente foram independentemente cotransfectadas com cada uma das construções geradas (pLV-rhVEGF165, pLV-rhVEGF165b e pLV-rhVEGFl21) juntamente com o vetor pTK-Hyg na proporção de 40:1 (m/m), viabilizando a seleção dos transfectantes com o antibiótico higromicina B, além da detecção de eGFP. Os clones celulares superprodutores das proteínas de interesse foram avaliados quanto à cinética de expressão em meio carente de soro e adaptados para a cultura em suspensão estática na presença de meio na ausência de componentes derivados de animais, demostrando a capacidade de expressão das isoformas rhVEGFs nestas condições de cultivo. Para o nosso conhecimento, este é o primeiro trabalho a descrever a expressão de isoformas de VEGF-A em células HEK293 mantidas em suspensão. As isoformas rhVEGF165 e rhVEGF165b foram purificadas por cromatografia de afinidade a heparina, a partir do meio condicionado pelos clones superprodutores gerados. Ensaios in vitro, utilizando o AngioPhaseTM Kit, e in vivo, através do ensaio da membrana corioalantoide em embriões de galinha (CAM Assay), ambos próprios para avaliação da atividade pró- e antiangiogênica de diferentes compostos, demonstraram que a isoforma rhVEGF165 possui atividade biológica, enquanto a isoforma rhVEGF165b não apresentou a atividade esperada (inibição da angiogênese). Estas isoformas foram testadas em modelo murino de engenharia tecidual do intestino curto, com indícios de que poderiam contribuir para o uso terapêutico neste contexto. A purificação da isoforma rhVEGF121, bem como as análises estruturais das proteínas produzidas, estão em processo de otimização. / The first blood vessels of the vertebrate embryo are formed de novo from mesoderm-derived cells and give rise to lymph vessels in a process termed vasculogenesis. In the adult, new blood vessels are formed mainly through angiogenesis (or lymphangiogenesis) from the pre-existing vasculature. In healthy individuals, the vascular architecture is fairly static, and both the excess and the insufficiency of vessels comprise a pathological angiogenic state, to which is credited the onset and/or progression of several diseases such as cancer, age-related macular degeneration, limb ischemia, and many others. Therefore, locally controlling the blood vessel density becomes interesting for the treatment of pathological conditions aiming at prognosis improvement and cure. Among the various known growth factors, the vascular endothelial growth factor, VEGF, stands out as the major regulator of the angiogenic process. This process is mediated through the action of pro- (VEGFxxx) and antiangiogenic (VEGFxxxb) isoforms, which are derived from the VEGF-A gene. Consequently, the proteins encoded by this gene are potential therapeutic targets. In this work, we set out to produce the recombinant protein isoforms rhVEGF165, rhVEGF165b, and rhVEGF121, which originate from the human VEGF-A gene, with the aim of generating biopharmaceuticals to be used for molecular therapy and tissue engineering. The rhVEGF165 and rhVEGF121 coding sequences were amplified from total cDNA sythesized from human lung total RNA. Conversely, the rhVEGF165b coding sequence was generated by site-directed mutagenesis of the rhVEGF165 sequence. The sequences were cloned into the pGEM®-T Easy cloning vector. These cDNAs were then subcloned into pLV-eGFP, a plasmid lentiviral transfer vector that allows for expression of transgenes and the eGFP reporter protein in mammalian cells. Human HEK293 cells cultivated under adherent conditions were independently co-transfected with each of the obtained constructs (pLV-rhVEGF165, pLV-rhVEGF165b, and pLV-rhVEGF121) and the pTK-Hyg vector at a proportion of 40:1 (m/m), enabling for the selection of transfectants with hygromycin B, apart from the detection of eGFP. The cell clones overexpressing the proteins of interest were evaluated for expression kinetics in serum-deprived conditioned media and adapted to static suspension culture in medium free of animal-derived components, demonstrating that expression of the protein isoforms was possible in these culture conditions. To the best of our knowledge, this is the first work that describes the expression of VEGF-A isoforms in HEK293 cells in suspension culture. The rhVEGF165 and rhVEGF165b isoforms were purified by affinity chromatography from media previously conditioned by the overexpressing cell clones. The biological activity of rhVEGF165 was demonstrated in vitro, by the AngioPhaseTM Kit assay, and in vivo with the CAM (chorioallantoic membrane) assay, both of which are suitable for evaluating the pro- and antiangiogenic activity of different compounds. The rhVEGF165b did not show the expected antiangiogenic activity. These isoforms were tested in a model of murine tissue-engineered small intestine, indicating a possible contribution to therapeutic use in this context. The purification of rhVEGF121, as well as the structural analysis of all three proteins, are in the process of being optimized.