Saponinas triterpênicas incluem uma ampla variedade de moléculas com diversas aplicações farmacológicas. As saponinas das folhas de Quillaja brasiliensis, espécie nativa do Sul do Brasil, são estrutural e funcionalmente semelhantes às encontradas nas cascas da espécie chilena Quillaja saponaria, as quais são utilizadas atualmente como adjuvantes em formulações comerciais de vacinas. O perfil de acúmulo da fração imunoadjuvante de saponinas triterpênicas de Q. brasiliensis (QB-90) foi avaliado em resposta a diferentes fatores de estresse. O conteúdo de QB-90 em discos foliares aumentou significativamente com a aplicação de diferentes agentes de estresse osmótico. Também pôde ser observado aumento nos teores de saponinas pela exposição de discos foliares a ácido salicílico, ácido jasmônico, ultrassom e luz ultravioleta C. Experimentos com plântulas indicaram um aumento significativo nos teores de QB-90 com o aumento moderado de irradiância luminosa e pela aplicação de dano mecânico nas folhas. Os resultados obtidos apoiam o papel de defesa induzida que estes metabólitos apresentam in planta. Com o objetivo de avançar os estudos de atividade adjuvante de Q. brasiliensis e ampliar a extensão de antígenos testados, uma vacina contra poliovírus foi avaliada em camundongos. Resultados demonstraram que as formulações de vacinas contendo saponinas da espécie brasileira aumentaram níveis de anticorpos específicos IgG, IgG1 e IgG2a, sugerindo um estímulo de ambos tipos de resposta imune (Th1 e Th2). A resposta celular foi confirmada por ensaios de DTH e pela avaliação dos níveis de mRNA das citocinas IL-2 e IFN- em esplenócitos murinos. A resposta imune de mucosas foi demonstrada pelos aumentos nos níveis de IgA em bile, fezes e lavados vaginais. O segundo objeto de estudo desta Tese é a espécie Centella asiatica (L.) Urban, que também apresenta saponinas triterpênicas bioativas em suas partes aéreas. Uma enzima responsável pela glicosilação de ácido asiático e ácido madecássico foi parcialmente purificada. Usando técnicas de proteômica e dados de sequências de cDNA, a sequência completa do clone que codifica uma glicosiltransferase foi obtida. O produto gênico recombinante, UGT73AD1, foi funcionalmente expresso em Escherichia coli, purificado por cromatografia de afinidade por metal imobilizado e funcionalmente caracterizado. UGT73AD1 foi identificada como sendo uma glicosiltransferase triterpênica de ácidos carboxílicos, provavelmente envolvida na biossíntese de monodesmosídeos da espécie. / Triterpene saponins include a large variety of molecules that find several applications in pharmacology. The saponins from leaves of Quillaja brasiliensis, a native species from Southern Brazil, show structural and functional similarities to those of Quillaja saponaria barks, which are currently used as adjuvants in vaccine formulations. The accumulation patterns of an immunoadjuvant fraction of leaf triterpene saponins (QB-90) in response to stress factors were examined. The content of QB-90 in leaf disks was significantly increased by application of different osmotic stress agents. Higher yields of bioactive saponins were also observed upon exposure to salicylic acid, jasmonic acid, ultrasound and UV-C light. Experiments with shoots indicated a significant increase in QB-90 yields with moderate increases in white light irradiance and by mechanical damage applied to leaves. These results support a general induced defense role for these metabolites in planta. Aiming at advancing the studies of Q. brasiliensis adjuvant activity and amplifying the range of antigens tested, an inactivated virus-based vaccine against poliovirus was evaluated in mice. Results demonstrated that saponin formulations were able to enhance poliovirus- specific total IgG, IgG1 and IgG2a, suggesting stimulation of both Th1 and Th2 immune responses. Cellular response stimulation was confirmed by DTH assays and by evaluating the enhancement of IL-2 and IFN-γ cytokine mRNA expression in mice splenocytes. Mucosal immune responses demonstrated that the QB-90-adjuvanted vaccine enhanced IgA titers in bile, feces and vaginal washings. Centella asiatica (L.) Urban, a species accumulating triterpene bioactive saponins in its shoots, was also subject of study in this Thesis. An enzyme capable of glucosylating asiatic and madecassic acids was partially purified. Using proteomic methods and cDNA sequence data, a full-length cDNA clone encoding the glucosyltransferase was obtained. The recombinant gene product, UGT73AD1, was functionally expressed in Escherichia coli, purified by immobilized metal-affinity chromatography and functionally characterized. UGT73AD1 was identified as a triterpene carboxylic acid glucosyltransferase, likely involved in monodesmoside biosynthesis in C. asiatica.

Saponinas triterpênicas incluem uma ampla variedade de moléculas com diversas aplicações farmacológicas. As saponinas das folhas de Quillaja brasiliensis, espécie nativa do Sul do Brasil, são estrutural e funcionalmente semelhantes às encontradas nas cascas da espécie chilena Quillaja saponaria, as quais são utilizadas atualmente como adjuvantes em formulações comerciais de vacinas. O perfil de acúmulo da fração imunoadjuvante de saponinas triterpênicas de Q. brasiliensis (QB-90) foi avaliado em resposta a diferentes fatores de estresse. O conteúdo de QB-90 em discos foliares aumentou significativamente com a aplicação de diferentes agentes de estresse osmótico. Também pôde ser observado aumento nos teores de saponinas pela exposição de discos foliares a ácido salicílico, ácido jasmônico, ultrassom e luz ultravioleta C. Experimentos com plântulas indicaram um aumento significativo nos teores de QB-90 com o aumento moderado de irradiância luminosa e pela aplicação de dano mecânico nas folhas. Os resultados obtidos apoiam o papel de defesa induzida que estes metabólitos apresentam in planta. Com o objetivo de avançar os estudos de atividade adjuvante de Q. brasiliensis e ampliar a extensão de antígenos testados, uma vacina contra poliovírus foi avaliada em camundongos. Resultados demonstraram que as formulações de vacinas contendo saponinas da espécie brasileira aumentaram níveis de anticorpos específicos IgG, IgG1 e IgG2a, sugerindo um estímulo de ambos tipos de resposta imune (Th1 e Th2). A resposta celular foi confirmada por ensaios de DTH e pela avaliação dos níveis de mRNA das citocinas IL-2 e IFN- em esplenócitos murinos. A resposta imune de mucosas foi demonstrada pelos aumentos nos níveis de IgA em bile, fezes e lavados vaginais. O segundo objeto de estudo desta Tese é a espécie Centella asiatica (L.) Urban, que também apresenta saponinas triterpênicas bioativas em suas partes aéreas. Uma enzima responsável pela glicosilação de ácido asiático e ácido madecássico foi parcialmente purificada. Usando técnicas de proteômica e dados de sequências de cDNA, a sequência completa do clone que codifica uma glicosiltransferase foi obtida. O produto gênico recombinante, UGT73AD1, foi funcionalmente expresso em Escherichia coli, purificado por cromatografia de afinidade por metal imobilizado e funcionalmente caracterizado. UGT73AD1 foi identificada como sendo uma glicosiltransferase triterpênica de ácidos carboxílicos, provavelmente envolvida na biossíntese de monodesmosídeos da espécie. / Triterpene saponins include a large variety of molecules that find several applications in pharmacology. The saponins from leaves of Quillaja brasiliensis, a native species from Southern Brazil, show structural and functional similarities to those of Quillaja saponaria barks, which are currently used as adjuvants in vaccine formulations. The accumulation patterns of an immunoadjuvant fraction of leaf triterpene saponins (QB-90) in response to stress factors were examined. The content of QB-90 in leaf disks was significantly increased by application of different osmotic stress agents. Higher yields of bioactive saponins were also observed upon exposure to salicylic acid, jasmonic acid, ultrasound and UV-C light. Experiments with shoots indicated a significant increase in QB-90 yields with moderate increases in white light irradiance and by mechanical damage applied to leaves. These results support a general induced defense role for these metabolites in planta. Aiming at advancing the studies of Q. brasiliensis adjuvant activity and amplifying the range of antigens tested, an inactivated virus-based vaccine against poliovirus was evaluated in mice. Results demonstrated that saponin formulations were able to enhance poliovirus- specific total IgG, IgG1 and IgG2a, suggesting stimulation of both Th1 and Th2 immune responses. Cellular response stimulation was confirmed by DTH assays and by evaluating the enhancement of IL-2 and IFN-γ cytokine mRNA expression in mice splenocytes. Mucosal immune responses demonstrated that the QB-90-adjuvanted vaccine enhanced IgA titers in bile, feces and vaginal washings. Centella asiatica (L.) Urban, a species accumulating triterpene bioactive saponins in its shoots, was also subject of study in this Thesis. An enzyme capable of glucosylating asiatic and madecassic acids was partially purified. Using proteomic methods and cDNA sequence data, a full-length cDNA clone encoding the glucosyltransferase was obtained. The recombinant gene product, UGT73AD1, was functionally expressed in Escherichia coli, purified by immobilized metal-affinity chromatography and functionally characterized. UGT73AD1 was identified as a triterpene carboxylic acid glucosyltransferase, likely involved in monodesmoside biosynthesis in C. asiatica.

Saponinas triterpênicas incluem uma ampla variedade de moléculas com diversas aplicações farmacológicas. As saponinas das folhas de Quillaja brasiliensis, espécie nativa do Sul do Brasil, são estrutural e funcionalmente semelhantes às encontradas nas cascas da espécie chilena Quillaja saponaria, as quais são utilizadas atualmente como adjuvantes em formulações comerciais de vacinas. O perfil de acúmulo da fração imunoadjuvante de saponinas triterpênicas de Q. brasiliensis (QB-90) foi avaliado em resposta a diferentes fatores de estresse. O conteúdo de QB-90 em discos foliares aumentou significativamente com a aplicação de diferentes agentes de estresse osmótico. Também pôde ser observado aumento nos teores de saponinas pela exposição de discos foliares a ácido salicílico, ácido jasmônico, ultrassom e luz ultravioleta C. Experimentos com plântulas indicaram um aumento significativo nos teores de QB-90 com o aumento moderado de irradiância luminosa e pela aplicação de dano mecânico nas folhas. Os resultados obtidos apoiam o papel de defesa induzida que estes metabólitos apresentam in planta. Com o objetivo de avançar os estudos de atividade adjuvante de Q. brasiliensis e ampliar a extensão de antígenos testados, uma vacina contra poliovírus foi avaliada em camundongos. Resultados demonstraram que as formulações de vacinas contendo saponinas da espécie brasileira aumentaram níveis de anticorpos específicos IgG, IgG1 e IgG2a, sugerindo um estímulo de ambos tipos de resposta imune (Th1 e Th2). A resposta celular foi confirmada por ensaios de DTH e pela avaliação dos níveis de mRNA das citocinas IL-2 e IFN- em esplenócitos murinos. A resposta imune de mucosas foi demonstrada pelos aumentos nos níveis de IgA em bile, fezes e lavados vaginais. O segundo objeto de estudo desta Tese é a espécie Centella asiatica (L.) Urban, que também apresenta saponinas triterpênicas bioativas em suas partes aéreas. Uma enzima responsável pela glicosilação de ácido asiático e ácido madecássico foi parcialmente purificada. Usando técnicas de proteômica e dados de sequências de cDNA, a sequência completa do clone que codifica uma glicosiltransferase foi obtida. O produto gênico recombinante, UGT73AD1, foi funcionalmente expresso em Escherichia coli, purificado por cromatografia de afinidade por metal imobilizado e funcionalmente caracterizado. UGT73AD1 foi identificada como sendo uma glicosiltransferase triterpênica de ácidos carboxílicos, provavelmente envolvida na biossíntese de monodesmosídeos da espécie. / Triterpene saponins include a large variety of molecules that find several applications in pharmacology. The saponins from leaves of Quillaja brasiliensis, a native species from Southern Brazil, show structural and functional similarities to those of Quillaja saponaria barks, which are currently used as adjuvants in vaccine formulations. The accumulation patterns of an immunoadjuvant fraction of leaf triterpene saponins (QB-90) in response to stress factors were examined. The content of QB-90 in leaf disks was significantly increased by application of different osmotic stress agents. Higher yields of bioactive saponins were also observed upon exposure to salicylic acid, jasmonic acid, ultrasound and UV-C light. Experiments with shoots indicated a significant increase in QB-90 yields with moderate increases in white light irradiance and by mechanical damage applied to leaves. These results support a general induced defense role for these metabolites in planta. Aiming at advancing the studies of Q. brasiliensis adjuvant activity and amplifying the range of antigens tested, an inactivated virus-based vaccine against poliovirus was evaluated in mice. Results demonstrated that saponin formulations were able to enhance poliovirus- specific total IgG, IgG1 and IgG2a, suggesting stimulation of both Th1 and Th2 immune responses. Cellular response stimulation was confirmed by DTH assays and by evaluating the enhancement of IL-2 and IFN-γ cytokine mRNA expression in mice splenocytes. Mucosal immune responses demonstrated that the QB-90-adjuvanted vaccine enhanced IgA titers in bile, feces and vaginal washings. Centella asiatica (L.) Urban, a species accumulating triterpene bioactive saponins in its shoots, was also subject of study in this Thesis. An enzyme capable of glucosylating asiatic and madecassic acids was partially purified. Using proteomic methods and cDNA sequence data, a full-length cDNA clone encoding the glucosyltransferase was obtained. The recombinant gene product, UGT73AD1, was functionally expressed in Escherichia coli, purified by immobilized metal-affinity chromatography and functionally characterized. UGT73AD1 was identified as a triterpene carboxylic acid glucosyltransferase, likely involved in monodesmoside biosynthesis in C. asiatica.

Quillaja brasiliensis (A. St.-Hil. &Tul.) Mart. é uma espécie nativa do Rio Grande do Sul, conhecida popularmente como pau-sabão, devido à capacidade de suas folhas e cascas formarem abundante espuma em água. A espécie congênere chilena, Q. saponaria, é uma das principais fontes industriais de saponinas, as quais são utilizadas, entre outros, como adjuvantes em vacinas. Tendo em vista a presença de saponinas em Q. brasiliensis, métodos por cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foram desenvolvidos para a caracterização e o doseamento de fração purificada de saponinas, a partir do extrato aquoso de folhas, denominada QB-90. Ensaios para verificar a toxicidade subcutânea e o perfil dose-dependente para atividade adjuvante também foram realizados com esta fração. Para o doseamento de QB-90 no extrato aquoso foi desenvolvido e validado um método por CLAE empregando coluna de fase reversa C8, sistema isocrático acetonitrila:água, fluxo de 0,8 ml/min e detecção a 214 nm. Na validação do método, foram avaliados os parâmetros de linearidade e intervalo de variação, precisão, exatidão, limite de detecção, limite de quantificação e robustez. Em relação à toxicidade subcutânea de QB-90 em camundongos, não foram observados efeitos sistêmicos no intervalo de doses de 50 a 400 μg. Vacinas experimentais preparadas com herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) como antígeno e QB-90 (50-200 μg) foram capazes de aumentar a resposta imunológica em camundongos de modo comparável às saponinas de Q. saponaria (QUIL-A®, 100 μg). Com vistas à potencial utilização sustentável da espécie brasileira na obtenção de saponinas de interesse industrial, protocolos básicos de obtenção de plantas de Q. brasiliensis por micropropagação e por germinação de sementes foram desenvolvidos. Para melhor compreender o perfil de acúmulo de QB-90, seu conteúdo foi investigado em diferentes órgãos vegetais, em diferentes estações do ano e durante o desenvolvimento de plântulas, assim como em resposta a fatores de estresses bióticos e abióticos. O conteúdo de QB-90 não foi afetado pela aplicação de ácido salicílico exógeno (5 mM). No entanto, foi aumentado pela aplicação exógena de ácido jasmônico (40 μM e 400 μM), bem como pela exposição à radiação UVC. Tendência de aumento no teor de QB-90 foi observada com a aplicação de dano mecânico controlado e com a exposição à radiação UVB. A distribuição órgão-específica de QB-90 foi avaliada, detectando-se maiorconcentração nas folhas do que em raízes e caules de plantas propagadas em laboratório. O teor de QB-90 também foi analisado nas diferentes estações climáticas ao longo de dois anos, indicando que a redução da insolação, geralmente associada a períodos de baixa pluviosidade, está associada à maior produção de QB-90. / Quillaja brasiliensis (A. St.-Hil. & Tul.) Mart. is a native tree of Rio Grande do Sul, the Southern state of Brazil, commonly known as soap tree due to the capacity of their leaves and barks to produce abundant foam in water. The related Chilean species, Q. saponaria, is one of the main sources of industrial saponins which are used as adjuvant formulation for vaccines. Considering the presence of saponins in Q. brasiliensis, thin-layer chromatography (TLC) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods were developed to characterize and quantify the purified saponin fraction named QB-90, obtained from the aqueous extract of leaves. Additionally, the subcutaneous toxicity and dose-response profile to adjuvant activity of QB-90 were evaluated in mice. An HPLC method was developed and validated to quantify QB-90 content in aqueous extract, employing RP-8 column, mobile phase acetonitrile:water, flow rate of 0.8 ml/min and detection at 214 nm. The validation parameters evaluated were linearity and range, precision, accuracy, detection limit, quantitation limit and robustness. In relation to QB-90 subcutaneous toxicity in mice, systemic effects were not observed in doses ranging from 50-400 μg. Experimental vaccines prepared with bovine herpesvirus type I (BoHV-1) antigen and QB-90 (50- 200 μg) were able to enhance the immune responses of mice in a comparable manner to saponins from Q. saponaria (QuilA, 100 μg). Considering the potential sustainable utilization of the Brazilian species as a source of saponins of industrial use, basic protocols for obtaining Q. brasiliensis plants by micropropagation and seed germination were developed. To better understand the accumulation patterns of QB-90, we investigated its content in different plant organs; throughout the seasons and during seedling development, as well as in response to potential biotic and abiotic stress factors. Content of QB-90 wasn’t affected by exogenous application of salicylic acid (5mM). However, it was increased by exogenous application of jasmonic acid (40 μM and 400 μM), as well as by exposure to UVC. Trends toward increase in QB-90 content were observed with exposure to UVB and wounding. The organ-specific QB-90 distribution was evaluated and higher amounts were observed in leaves than roots and stems of plants propagated in the laboratory. Variations inQB-90 content in different seasons for two years showed that lower insolation, generally combined with low precipitation periods, were associated with higher QB- 90 content.

Quillaja brasiliensis (A. St.-Hil. &Tul.) Mart. é uma espécie nativa do Rio Grande do Sul, conhecida popularmente como pau-sabão, devido à capacidade de suas folhas e cascas formarem abundante espuma em água. A espécie congênere chilena, Q. saponaria, é uma das principais fontes industriais de saponinas, as quais são utilizadas, entre outros, como adjuvantes em vacinas. Tendo em vista a presença de saponinas em Q. brasiliensis, métodos por cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foram desenvolvidos para a caracterização e o doseamento de fração purificada de saponinas, a partir do extrato aquoso de folhas, denominada QB-90. Ensaios para verificar a toxicidade subcutânea e o perfil dose-dependente para atividade adjuvante também foram realizados com esta fração. Para o doseamento de QB-90 no extrato aquoso foi desenvolvido e validado um método por CLAE empregando coluna de fase reversa C8, sistema isocrático acetonitrila:água, fluxo de 0,8 ml/min e detecção a 214 nm. Na validação do método, foram avaliados os parâmetros de linearidade e intervalo de variação, precisão, exatidão, limite de detecção, limite de quantificação e robustez. Em relação à toxicidade subcutânea de QB-90 em camundongos, não foram observados efeitos sistêmicos no intervalo de doses de 50 a 400 μg. Vacinas experimentais preparadas com herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) como antígeno e QB-90 (50-200 μg) foram capazes de aumentar a resposta imunológica em camundongos de modo comparável às saponinas de Q. saponaria (QUIL-A®, 100 μg). Com vistas à potencial utilização sustentável da espécie brasileira na obtenção de saponinas de interesse industrial, protocolos básicos de obtenção de plantas de Q. brasiliensis por micropropagação e por germinação de sementes foram desenvolvidos. Para melhor compreender o perfil de acúmulo de QB-90, seu conteúdo foi investigado em diferentes órgãos vegetais, em diferentes estações do ano e durante o desenvolvimento de plântulas, assim como em resposta a fatores de estresses bióticos e abióticos. O conteúdo de QB-90 não foi afetado pela aplicação de ácido salicílico exógeno (5 mM). No entanto, foi aumentado pela aplicação exógena de ácido jasmônico (40 μM e 400 μM), bem como pela exposição à radiação UVC. Tendência de aumento no teor de QB-90 foi observada com a aplicação de dano mecânico controlado e com a exposição à radiação UVB. A distribuição órgão-específica de QB-90 foi avaliada, detectando-se maiorconcentração nas folhas do que em raízes e caules de plantas propagadas em laboratório. O teor de QB-90 também foi analisado nas diferentes estações climáticas ao longo de dois anos, indicando que a redução da insolação, geralmente associada a períodos de baixa pluviosidade, está associada à maior produção de QB-90. / Quillaja brasiliensis (A. St.-Hil. & Tul.) Mart. is a native tree of Rio Grande do Sul, the Southern state of Brazil, commonly known as soap tree due to the capacity of their leaves and barks to produce abundant foam in water. The related Chilean species, Q. saponaria, is one of the main sources of industrial saponins which are used as adjuvant formulation for vaccines. Considering the presence of saponins in Q. brasiliensis, thin-layer chromatography (TLC) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods were developed to characterize and quantify the purified saponin fraction named QB-90, obtained from the aqueous extract of leaves. Additionally, the subcutaneous toxicity and dose-response profile to adjuvant activity of QB-90 were evaluated in mice. An HPLC method was developed and validated to quantify QB-90 content in aqueous extract, employing RP-8 column, mobile phase acetonitrile:water, flow rate of 0.8 ml/min and detection at 214 nm. The validation parameters evaluated were linearity and range, precision, accuracy, detection limit, quantitation limit and robustness. In relation to QB-90 subcutaneous toxicity in mice, systemic effects were not observed in doses ranging from 50-400 μg. Experimental vaccines prepared with bovine herpesvirus type I (BoHV-1) antigen and QB-90 (50- 200 μg) were able to enhance the immune responses of mice in a comparable manner to saponins from Q. saponaria (QuilA, 100 μg). Considering the potential sustainable utilization of the Brazilian species as a source of saponins of industrial use, basic protocols for obtaining Q. brasiliensis plants by micropropagation and seed germination were developed. To better understand the accumulation patterns of QB-90, we investigated its content in different plant organs; throughout the seasons and during seedling development, as well as in response to potential biotic and abiotic stress factors. Content of QB-90 wasn’t affected by exogenous application of salicylic acid (5mM). However, it was increased by exogenous application of jasmonic acid (40 μM and 400 μM), as well as by exposure to UVC. Trends toward increase in QB-90 content were observed with exposure to UVB and wounding. The organ-specific QB-90 distribution was evaluated and higher amounts were observed in leaves than roots and stems of plants propagated in the laboratory. Variations inQB-90 content in different seasons for two years showed that lower insolation, generally combined with low precipitation periods, were associated with higher QB- 90 content.

Quillaja brasiliensis (A. St.-Hil. &Tul.) Mart. é uma espécie nativa do Rio Grande do Sul, conhecida popularmente como pau-sabão, devido à capacidade de suas folhas e cascas formarem abundante espuma em água. A espécie congênere chilena, Q. saponaria, é uma das principais fontes industriais de saponinas, as quais são utilizadas, entre outros, como adjuvantes em vacinas. Tendo em vista a presença de saponinas em Q. brasiliensis, métodos por cromatografia em camada delgada (CCD) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) foram desenvolvidos para a caracterização e o doseamento de fração purificada de saponinas, a partir do extrato aquoso de folhas, denominada QB-90. Ensaios para verificar a toxicidade subcutânea e o perfil dose-dependente para atividade adjuvante também foram realizados com esta fração. Para o doseamento de QB-90 no extrato aquoso foi desenvolvido e validado um método por CLAE empregando coluna de fase reversa C8, sistema isocrático acetonitrila:água, fluxo de 0,8 ml/min e detecção a 214 nm. Na validação do método, foram avaliados os parâmetros de linearidade e intervalo de variação, precisão, exatidão, limite de detecção, limite de quantificação e robustez. Em relação à toxicidade subcutânea de QB-90 em camundongos, não foram observados efeitos sistêmicos no intervalo de doses de 50 a 400 μg. Vacinas experimentais preparadas com herpesvírus bovino tipo 1 (BoHV-1) como antígeno e QB-90 (50-200 μg) foram capazes de aumentar a resposta imunológica em camundongos de modo comparável às saponinas de Q. saponaria (QUIL-A®, 100 μg). Com vistas à potencial utilização sustentável da espécie brasileira na obtenção de saponinas de interesse industrial, protocolos básicos de obtenção de plantas de Q. brasiliensis por micropropagação e por germinação de sementes foram desenvolvidos. Para melhor compreender o perfil de acúmulo de QB-90, seu conteúdo foi investigado em diferentes órgãos vegetais, em diferentes estações do ano e durante o desenvolvimento de plântulas, assim como em resposta a fatores de estresses bióticos e abióticos. O conteúdo de QB-90 não foi afetado pela aplicação de ácido salicílico exógeno (5 mM). No entanto, foi aumentado pela aplicação exógena de ácido jasmônico (40 μM e 400 μM), bem como pela exposição à radiação UVC. Tendência de aumento no teor de QB-90 foi observada com a aplicação de dano mecânico controlado e com a exposição à radiação UVB. A distribuição órgão-específica de QB-90 foi avaliada, detectando-se maiorconcentração nas folhas do que em raízes e caules de plantas propagadas em laboratório. O teor de QB-90 também foi analisado nas diferentes estações climáticas ao longo de dois anos, indicando que a redução da insolação, geralmente associada a períodos de baixa pluviosidade, está associada à maior produção de QB-90. / Quillaja brasiliensis (A. St.-Hil. & Tul.) Mart. is a native tree of Rio Grande do Sul, the Southern state of Brazil, commonly known as soap tree due to the capacity of their leaves and barks to produce abundant foam in water. The related Chilean species, Q. saponaria, is one of the main sources of industrial saponins which are used as adjuvant formulation for vaccines. Considering the presence of saponins in Q. brasiliensis, thin-layer chromatography (TLC) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods were developed to characterize and quantify the purified saponin fraction named QB-90, obtained from the aqueous extract of leaves. Additionally, the subcutaneous toxicity and dose-response profile to adjuvant activity of QB-90 were evaluated in mice. An HPLC method was developed and validated to quantify QB-90 content in aqueous extract, employing RP-8 column, mobile phase acetonitrile:water, flow rate of 0.8 ml/min and detection at 214 nm. The validation parameters evaluated were linearity and range, precision, accuracy, detection limit, quantitation limit and robustness. In relation to QB-90 subcutaneous toxicity in mice, systemic effects were not observed in doses ranging from 50-400 μg. Experimental vaccines prepared with bovine herpesvirus type I (BoHV-1) antigen and QB-90 (50- 200 μg) were able to enhance the immune responses of mice in a comparable manner to saponins from Q. saponaria (QuilA, 100 μg). Considering the potential sustainable utilization of the Brazilian species as a source of saponins of industrial use, basic protocols for obtaining Q. brasiliensis plants by micropropagation and seed germination were developed. To better understand the accumulation patterns of QB-90, we investigated its content in different plant organs; throughout the seasons and during seedling development, as well as in response to potential biotic and abiotic stress factors. Content of QB-90 wasn’t affected by exogenous application of salicylic acid (5mM). However, it was increased by exogenous application of jasmonic acid (40 μM and 400 μM), as well as by exposure to UVC. Trends toward increase in QB-90 content were observed with exposure to UVB and wounding. The organ-specific QB-90 distribution was evaluated and higher amounts were observed in leaves than roots and stems of plants propagated in the laboratory. Variations inQB-90 content in different seasons for two years showed that lower insolation, generally combined with low precipitation periods, were associated with higher QB- 90 content.

A formulação de vacinas efetivas frequentemente requer a adição de adjuvantes capazes de otimizar as respostas imunes humoral e celular. Com o objetivo principal de contribuir para o desenvolvimento de novos adjuvantes, este trabalho foi desenvolvido buscando aprofundar o conhecimento do mecanismo de ação imunoadjuvante de preparações de saponinas de Quillaja brasiliensis e suas formulações em complexos imunoestimulantes do tipo ISCOM. Como a toxicidade das saponinas é um fator crítico para seu uso em preparações vacinais, inicialmente foram realizados ensaios visando comparar a toxicidade in vitro e in vivo de saponinas extraídas de Quillaja brasiliensis com saponinas de ação imunoestimulante reconhecidas, extraídas de Quillaja saponaria (Quil A). O potencial imunoadjuvante das saponinas solúveis de Q. brasiliensis foi avaliado utilizando preparações com dois antígenos: ovalbumina (OVA) e vírus da diarreia viral bovina (BVDV). Numa etapa seguinte, a atividade imunoadjuvante de ISCOMs preparados com saponinas de Q. brasiliensis foram avaliadas em duas vias de administração. O potencial imunomodulador dessas saponinas foi verificado em experimentos de recrutamento celular in vivo e expressão de genes relacionados ao sistema imune. Os resultados mostraram que saponinas de Q. brasiliensis são menos tóxicas que as de Quil A e apresentam atividade adjuvante similar, caracterizada por um perfil Th1/Th2 balanceado. Q. brasiliensis promoveu uma forte resposta imune celular do tipo Th1 caracterizada por uma robusta reação de hipersensibilidade celular tardia (DTH) e pela produção de IFN- e IL-2. A resposta imune induzida pelos ISCOMs produzidos a partir de saponinas de Q. brasiliensis foram superiores às respostas induzidas pelas saponinas solúveis. Os testes in vivo mostraram que as saponinas de Q. brasiliensis promovem um ambiente imunocompetente no local da inoculação e nos linfonodos drenantes. Esse ambiente foi caracterizado pelo intenso influxo celular (neutrófilos, células NK, células dendríticas, linfócitos T e B), além da expressão diferencial de genes relacionados à ativação do sistema imune. Em suma, os resultados mostraram que saponinas de Q. brasiliensis são seguras e seus potencial adjuvante foi equivalente a saponinas com ação imunoadjuvante conhecida de Q. saponaria. / Effective vaccine formulations frequently require addition of adjuvants able to optimize the cellular and humoral immune responses. With the goal to contribute to the development of new classes of adjuvants, this work was developed in order to achieve deep knowledge on the imunoadjuvant mode of action for Quillaja brasiliensis saponins incorporated into immunostimulant complex (ISCOM). The toxicity of saponins is a critical factor for its usage as vaccine preparations. At first, in vivo and in vivo citoxicity assays were carried out to compare to the effects between saponins extracted from Quillaja brasiliensis and the immunostimulant saponins already known from Quillaja saponaria (Quil A). Imunoadjuvant potential of soluble saponins from Q. brasilienis was evaluated using preparations of two antigens: ovoalbumin (OVA) and bovine viral diarrhea (BVD). As a next step, imunoadjuvant activity of ISCOMS prepared with Q. brasiliensis saponins was evaluated using two routes of administration. The immunomodulatory potential of these saponins was tested during in vivo cell recruitment assays and gene expression related to immune system. Our results demonstrated that Q. brasilienis saponins are less toxic than those from Quil A and presenting similar adjuvant activity, characterized by a Th1/Th2 balance profile. Q.brasiliensis induced a strong Th1 cell-mediated immune responses indicated by a robust delayed type hypersensitivity (DTH) as well as IFN-у and IL-2 production. The immune response induced by ISCOMs from Q. brasiliensis saponins was higher than the one induced by soluble saponins. In vivo experiments indicated that saponins from Q. brasiliensis generate an immunocompetent environment at the injection site and draining lymph nodes. This environment was characterized by an intense cell influx (neutrophils, NK cells, dendritic cells, B and T cells) as well as differential gene expression related to immune system activation. In essence, the results showed that saponins from are safe and their adjuvant potential was equivalent to saponins with imunoadjuvant activity of Q. saponaria.

A formulação de vacinas efetivas frequentemente requer a adição de adjuvantes capazes de otimizar as respostas imunes humoral e celular. Com o objetivo principal de contribuir para o desenvolvimento de novos adjuvantes, este trabalho foi desenvolvido buscando aprofundar o conhecimento do mecanismo de ação imunoadjuvante de preparações de saponinas de Quillaja brasiliensis e suas formulações em complexos imunoestimulantes do tipo ISCOM. Como a toxicidade das saponinas é um fator crítico para seu uso em preparações vacinais, inicialmente foram realizados ensaios visando comparar a toxicidade in vitro e in vivo de saponinas extraídas de Quillaja brasiliensis com saponinas de ação imunoestimulante reconhecidas, extraídas de Quillaja saponaria (Quil A). O potencial imunoadjuvante das saponinas solúveis de Q. brasiliensis foi avaliado utilizando preparações com dois antígenos: ovalbumina (OVA) e vírus da diarreia viral bovina (BVDV). Numa etapa seguinte, a atividade imunoadjuvante de ISCOMs preparados com saponinas de Q. brasiliensis foram avaliadas em duas vias de administração. O potencial imunomodulador dessas saponinas foi verificado em experimentos de recrutamento celular in vivo e expressão de genes relacionados ao sistema imune. Os resultados mostraram que saponinas de Q. brasiliensis são menos tóxicas que as de Quil A e apresentam atividade adjuvante similar, caracterizada por um perfil Th1/Th2 balanceado. Q. brasiliensis promoveu uma forte resposta imune celular do tipo Th1 caracterizada por uma robusta reação de hipersensibilidade celular tardia (DTH) e pela produção de IFN- e IL-2. A resposta imune induzida pelos ISCOMs produzidos a partir de saponinas de Q. brasiliensis foram superiores às respostas induzidas pelas saponinas solúveis. Os testes in vivo mostraram que as saponinas de Q. brasiliensis promovem um ambiente imunocompetente no local da inoculação e nos linfonodos drenantes. Esse ambiente foi caracterizado pelo intenso influxo celular (neutrófilos, células NK, células dendríticas, linfócitos T e B), além da expressão diferencial de genes relacionados à ativação do sistema imune. Em suma, os resultados mostraram que saponinas de Q. brasiliensis são seguras e seus potencial adjuvante foi equivalente a saponinas com ação imunoadjuvante conhecida de Q. saponaria. / Effective vaccine formulations frequently require addition of adjuvants able to optimize the cellular and humoral immune responses. With the goal to contribute to the development of new classes of adjuvants, this work was developed in order to achieve deep knowledge on the imunoadjuvant mode of action for Quillaja brasiliensis saponins incorporated into immunostimulant complex (ISCOM). The toxicity of saponins is a critical factor for its usage as vaccine preparations. At first, in vivo and in vivo citoxicity assays were carried out to compare to the effects between saponins extracted from Quillaja brasiliensis and the immunostimulant saponins already known from Quillaja saponaria (Quil A). Imunoadjuvant potential of soluble saponins from Q. brasilienis was evaluated using preparations of two antigens: ovoalbumin (OVA) and bovine viral diarrhea (BVD). As a next step, imunoadjuvant activity of ISCOMS prepared with Q. brasiliensis saponins was evaluated using two routes of administration. The immunomodulatory potential of these saponins was tested during in vivo cell recruitment assays and gene expression related to immune system. Our results demonstrated that Q. brasilienis saponins are less toxic than those from Quil A and presenting similar adjuvant activity, characterized by a Th1/Th2 balance profile. Q.brasiliensis induced a strong Th1 cell-mediated immune responses indicated by a robust delayed type hypersensitivity (DTH) as well as IFN-у and IL-2 production. The immune response induced by ISCOMs from Q. brasiliensis saponins was higher than the one induced by soluble saponins. In vivo experiments indicated that saponins from Q. brasiliensis generate an immunocompetent environment at the injection site and draining lymph nodes. This environment was characterized by an intense cell influx (neutrophils, NK cells, dendritic cells, B and T cells) as well as differential gene expression related to immune system activation. In essence, the results showed that saponins from are safe and their adjuvant potential was equivalent to saponins with imunoadjuvant activity of Q. saponaria.

A formulação de vacinas efetivas frequentemente requer a adição de adjuvantes capazes de otimizar as respostas imunes humoral e celular. Com o objetivo principal de contribuir para o desenvolvimento de novos adjuvantes, este trabalho foi desenvolvido buscando aprofundar o conhecimento do mecanismo de ação imunoadjuvante de preparações de saponinas de Quillaja brasiliensis e suas formulações em complexos imunoestimulantes do tipo ISCOM. Como a toxicidade das saponinas é um fator crítico para seu uso em preparações vacinais, inicialmente foram realizados ensaios visando comparar a toxicidade in vitro e in vivo de saponinas extraídas de Quillaja brasiliensis com saponinas de ação imunoestimulante reconhecidas, extraídas de Quillaja saponaria (Quil A). O potencial imunoadjuvante das saponinas solúveis de Q. brasiliensis foi avaliado utilizando preparações com dois antígenos: ovalbumina (OVA) e vírus da diarreia viral bovina (BVDV). Numa etapa seguinte, a atividade imunoadjuvante de ISCOMs preparados com saponinas de Q. brasiliensis foram avaliadas em duas vias de administração. O potencial imunomodulador dessas saponinas foi verificado em experimentos de recrutamento celular in vivo e expressão de genes relacionados ao sistema imune. Os resultados mostraram que saponinas de Q. brasiliensis são menos tóxicas que as de Quil A e apresentam atividade adjuvante similar, caracterizada por um perfil Th1/Th2 balanceado. Q. brasiliensis promoveu uma forte resposta imune celular do tipo Th1 caracterizada por uma robusta reação de hipersensibilidade celular tardia (DTH) e pela produção de IFN- e IL-2. A resposta imune induzida pelos ISCOMs produzidos a partir de saponinas de Q. brasiliensis foram superiores às respostas induzidas pelas saponinas solúveis. Os testes in vivo mostraram que as saponinas de Q. brasiliensis promovem um ambiente imunocompetente no local da inoculação e nos linfonodos drenantes. Esse ambiente foi caracterizado pelo intenso influxo celular (neutrófilos, células NK, células dendríticas, linfócitos T e B), além da expressão diferencial de genes relacionados à ativação do sistema imune. Em suma, os resultados mostraram que saponinas de Q. brasiliensis são seguras e seus potencial adjuvante foi equivalente a saponinas com ação imunoadjuvante conhecida de Q. saponaria. / Effective vaccine formulations frequently require addition of adjuvants able to optimize the cellular and humoral immune responses. With the goal to contribute to the development of new classes of adjuvants, this work was developed in order to achieve deep knowledge on the imunoadjuvant mode of action for Quillaja brasiliensis saponins incorporated into immunostimulant complex (ISCOM). The toxicity of saponins is a critical factor for its usage as vaccine preparations. At first, in vivo and in vivo citoxicity assays were carried out to compare to the effects between saponins extracted from Quillaja brasiliensis and the immunostimulant saponins already known from Quillaja saponaria (Quil A). Imunoadjuvant potential of soluble saponins from Q. brasilienis was evaluated using preparations of two antigens: ovoalbumin (OVA) and bovine viral diarrhea (BVD). As a next step, imunoadjuvant activity of ISCOMS prepared with Q. brasiliensis saponins was evaluated using two routes of administration. The immunomodulatory potential of these saponins was tested during in vivo cell recruitment assays and gene expression related to immune system. Our results demonstrated that Q. brasilienis saponins are less toxic than those from Quil A and presenting similar adjuvant activity, characterized by a Th1/Th2 balance profile. Q.brasiliensis induced a strong Th1 cell-mediated immune responses indicated by a robust delayed type hypersensitivity (DTH) as well as IFN-у and IL-2 production. The immune response induced by ISCOMs from Q. brasiliensis saponins was higher than the one induced by soluble saponins. In vivo experiments indicated that saponins from Q. brasiliensis generate an immunocompetent environment at the injection site and draining lymph nodes. This environment was characterized by an intense cell influx (neutrophils, NK cells, dendritic cells, B and T cells) as well as differential gene expression related to immune system activation. In essence, the results showed that saponins from are safe and their adjuvant potential was equivalent to saponins with imunoadjuvant activity of Q. saponaria.