A malária é um problema de saúde pública no Brasil e no mundo. Em 2016, o número de casos estimado pela Organização Mundial de Saúde foi de 216 milhões. Plasmodium falciparum é a espécie mais prevalente e responsável pelo maior número de mortes no mundo, sobretudo no continente africano. Por outro lado, o Plasmodium vivax é conhecido por sua ampla distribuição geográfica, sendo a espécie que predomina nas Américas, incluindo o Brasil. Nos últimos 20 anos, nosso grupo tem gerado e caracterizado diversas proteínas recombinantes baseadas em antígenos imunodominantes de P. vivax que podem servir como base para o desenvolvimento de uma vacina contra malária. Entre os antígenos de merozoítas, uma das principais proteínas em estudo pelo nosso grupo é o Antígeno 1 de Membrana Apical de P. vivax (PvAMA-1), caracterizado previamente como altamente imunogênico em infecções naturais e em camundongos imunizados, na presença de diferentes adjuvantes. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito da diversidade antigênica dessa proteína no reconhecimento por anticorpos específicos e na indução de imunidade contra o parasita. Para isso, foram geradas seis novas proteínas representando diferentes alelos descritos na natureza: PvAMA-1-Belem, PvAMA-1-Sal-I, PvAMA-1-Chesson-I, PvAMA-1-SK0814-apical, PvAMA-1-Indonesia-XIX e PvAMA-1-PNG_62_MU. As proteínas recombinantes foram expressas em leveduras Pichia pastoris e purificadas em duas etapas cromatográficas. Em seguida, as imunizações em camundongos C57BL/6 foram realizadas com as proteínas administradas de forma isolada, ou em combinação, na presença do adjuvante agonista de TLR3 (Poly I:C). Por ELISA, observamos que todas as formulações foram capazes de induzir anticorpos IgG contra as proteínas homólogas e heterólogas, o que sugere que a diversidade antigênica entre as formas alélicas não compromete o reconhecimento. Os dados gerados no presente trabalho sugerem que uma formulação contendo mistura de diferentes alelos representando a proteína AMA-1 pode ser explorada para o desenvolvimento de uma vacina de ampla cobertura contra o P. vivax. / Malaria is a public health problem in Brazil and throughout the world. In 2016, the World Health Organization estimated there were 216 million cases of malaria. Plasmodium falciparum is the most prevalent species and is responsible for the largest number of deaths, especially in the African continent. However, Plasmodium vivax is known for its wide geographic distribution, being the species that prevails in the Americas, including Brazil. In the last 20 years, our group has generated and characterized several recombinant proteins based on immunodominant antigens of P. vivax that can serve as a basis for the development of a malaria vaccine. Among the merozoite antigens, one of the main proteins studied by our group is P. vivax apical membrane antigen-1 (PvAMA-1), previously characterized as highly immunogenic in natural infections and immunized mice, in the presence of different adjuvants. The objective of this study was to investigate the effect of antigenic diversity of this protein in the recognition of specific antibodies and the induction of immunity against the parasite. For this, six new proteins were generated representing different alleles described in nature: PvAMA-1-Belem, PvAMA-1-Sal-i, PvAMA-1-Chesson-i, PvAMA-1-SK0814-apical, PvAMA-1-Indonesia-XIX, and PvAMA-1-PNG_62_MU. Recombinant proteins were expressed in Pichia pastoris yeast and purified by two chromatographic stages. Then, C57BL/6 mice were immunized with these proteins administered in isolation or in combination, in the presence of the TLR3 agonist adjuvant, Poly I:C. Using an enzyme-linked immunosorbent assay, we observed that all formulations induced IgG antibodies against homologous and heterologous proteins. This indicates that antigenic diversity between allele forms does not compromise recognition. This finding suggests that a formulation containing a mixture of different alleles representing the PvAMA-1 protein can be exploited for developing of a wide coverage vaccine against P. vivax.

S. aureus é um patógeno que sempre surpreende equipes médicas quanto à sua capacidade de resistir em curto espaço de tempo às mais novas drogas lançadas no mercado. Algumas alterações genéticas que poderiam causar a emergência de VISA foram previamente identificadas, dentre elas uma mutação no sistema de dois componentes GraRS. As proteínas GraR e GraR*, esta última com a mutação que levaria ao fenótipo de VISA, foram estudadas com o intuito de resolver a estrutura tridimensional de ambas e determinar seu papel no processo de resistência à vancomicina. Ensaios de clonagem, expressão, purificação das proteínas e dicroísmo circular foram realizados, porém não houve sucesso na cristalização. No estudo epidemiológico, PFGE dividiu os 36 isolados de MRSA (25 de infecção e 11 de colonização) de um hospital mineiro em 8 pulsotipos. Análise do MLST e SCCmec do pulsotipo A (58,3% das amostras) mostrou que os isolados pertenciam ao CC5 (ST5 e ST105) e continham SCCmecII. Todos os 3 isolados ST239 continham SCCmecIII, sendo relacionados ao BEC. A maioria dos isolados ST5 continha SCCmecII como o Clone NY/J. Observou-se 24% de resistência à tigeciclina nos isolados de sítios de infecção. Dois isolados foram sensíveis à daptomicina depois de 24 horas de incubação mas resistentes após 48 horas. Os resistentes à tigeciclina eram todos ST105-SCCmecII, e de 5 pacientes diferentes. Os resistentes à daptomicina eram ST5-SCCmecII, de pacientes diferentes, e apresentaram algumas mutações no gene rpoB. Uma mudança na linhagem prevalente nos hospitais brasileiros tem sido reportada e, de fato, BEC não era prevalente neste hospital em 2009. ST5-SCCmecII e ST105-SCCmecII foram prevalentes, e ainda o último apresenta o agravante da resistência à tigeciclina quando esta droga ainda não era utilizada no hospital. Não houve disseminação de apenas um pulsotipo, sugerindo que essas linhagens sejam endêmicas ao hospital. O conhecimento do perfil das linhagens locais auxilia na adequação do tratamento empírico dado aos pacientes, além de demonstrar que é preciso ter cuidado ao se administrar novas drogas indiscriminadamente para evitar seleção de clones mais resistentes. / S. aureus is a pathogen that always surprises the medical staff regarding its capability to resist to the newest drugs marketed, in a short period of time. Some genetic changes which might cause the emergence of VISA were previously identified, among them a mutation on the twocomponent system GraRS. The proteins GraR and GraR*, the last one with the mutation that would lead to the VISA phenotype, were studied aiming to solve the tridimensional structure of both and determine their role on the process of vancomycin resistance. Cloning, expression, protein purification and circular dichroism experiments were performed, however, the crystallization was not successful. In the epidemiological study PFGE distributed the 36 isolates (25 from infection sites and 11 from colonization) from a hospital in Minas Gerais in 8 pulsotypes. Analysis of MLST and SCCmec of pulsotype A (58.3% of all samples) showed that the isolates belonged to CC5 (ST5 and ST105) and harbored SCCmecII. All three ST239 harbored SCCmecIII, being related to Brazilian Endemic Clone (BEC). Most ST5 isolates harbored SCCmecII as the NY/J clone. It was observed 24% of resistance to tigecycline on the infection sites isolates. On microdilution, 2 isolates were susceptible to daptomycin after 24 hours of incubation, but resistant after 48 hours. Tigecycline-resistants were all ST105-SCCmecII and were isolated from 5 different patients. Daptomycin-resistants were ST5-SCCmecII, from different patients, and they presented some mutations on the gene rpoB. A change in the prevalent lineage of the Brazilian hospitals has been reported and, in fact, the clone BEC was not prevalent in this hospital in 2009. ST5-SCCmecII and ST105-SCCmecII were prevalent, and also, the last one presents the aggravating factor of tigecycline resistance when this drug was not used in the hospital. However, there was no dissemination of only one pulsotype, suggesting these lineages to be endemic to the hospital. Knowledge of the profile of the local lineages helps on the adequation of empiric treatment given to the patients, besides demonstrating that care is needed on administering new drugs indiscriminately to avoid selection of the more resistant clones.

L’arthrose (OA) est un rhumatisme chronique dont la prise en charge médicamenteuse repose principalement sur les antalgiques et anti-inflammatoires, ce qui justifie la nécessité de rechercher d’autres cibles thérapeutiques. L’une de ces cibles potentielles est la galectine 3, une lectine sécrétée dans l’articulation au cours de la pathogenèse de cette maladie. Cette lectine interagit avec ses ligands à la surface des cellules articulaires pour engendrer des réactions inflammatoires et des phénomènes de catabolisme matriciel au niveau des tissus ostéo-articulaires, ce qui en fait une cible intéressante dans le traitement de l’OA. Le 1e objectif de ce projet de recherche est de mieux caractériser les effets biologiques de la galectine 3 sur le métabolisme chondrocytaire. Le 2e objectif est de concevoir des formes tronquées de galectine 3 et le 3e objectif est de démontrer leur potentiel d’inhibiteur de la forme entière de galectine 3 dans l’articulation. Ces travaux montrent que la galectine 3 est un facteur pro-inflammatoire, pro-catabolique mais aussi anti-anabolique dans le chondrocyte. Plusieurs formes tronquées recombinantes de galectine 3 ont été produites. Des tests préliminaires d’activité biologique in vitro démontrent que dans certaines conditions, l’une d’elles inhibe partiellement les effets biologiques de la galectine 3 sur des chondrocytes humains. Ces travaux de recherche constituent la preuve de concept d’un projet global s’inscrivant dans une perspective de thérapie génique pour l’OA / Osteoarthritis (OA) is a chronic rheumatism which drug management is based on antalgic and anti-inflammatory drugs, which requires the need to search for other therapeutic targets. One of these potential targets may be galectin 3, a lectin secreted in the joint during the pathogenesis of the disease. This lectin binds its ligands on the surface of the joint cells and thus, leads to inflammatory reactions and matrix catabolism phenomena, making it an attractive target in the treatment of OA. The 1st aim of our research project was to characterize the biological activity of galectin 3 on chondrocyte metabolism. The 2nd aim was to design and produce several truncated forms of galectin 3. The 3rd aim was to evaluate the presumed galectin 3-inhibiting activity of the truncated forms. This objective is part from the perspective of gene therapy for OA. Our work shows that galectin 3 is a proinflammatory, procatabolic but also an antianabolic factor in chondrocytes. Several recombinant truncated forms of galectin 3 were designed and produced. Preliminary tests of biological activity in vitro show that the chosen truncated lectin partially inhibits the biological activity of galectin-3 on human chondrocytes under a few conditions. This work is the proof of concept of a broader project of which perspective is gene therapy in OA

O fungo termodimórfico Paracoccidioides brasiliensis (P. brasiliensis) é o agente causador da paracoccidioidomicose (PCM), doença endêmica na América Latina. A partir do reconhecimento de componentes fúngicos, macrófagos são ativados e adquirem propriedades que favorecem a eliminação do patógeno. Essas células produzem citocinas responsáveis pelo direcionamento da resposta adaptativa, sendo que o perfil Th1 é associado a proteção. Lectinas são proteínas que se ligam seletiva e reversivelmente a açúcares. Sua interação com glicanas da superfície de células da imunidade pode resultar em ativação e produção de citocinas, o que pode culminar em imunomodulação de efeito anti-infectivo. Nosso grupo trabalha com uma lectina de P. brasiliensis, denominada de Paracoccina (PCN) que se liga a N-acetilglicosamina. Assim, no presente trabalho objetivamos a produção de paracoccina recombinante (rPCN) expressa em Pichia pastoris e análise do papel ativador da rPCN em macrófagos. Demonstramos que esse organismo transformado secreta rPCN para o meio de cultura, com baixa contaminação de proteínas endógenas, o que possibilita o isolamento da proteína recombinante através de etapa cromatográfica única. Verificamos que a preparação obtida reproduz características da proteína nativa obtida de leveduras de P. brasiliensis e tem massa molecular aparente de 27 kDa. Demonstramos que rPCN estimula macrófagos murinos a produzirem citocinas pró-inflamatórias (IL-6, IL-12p40 e TNF-) e óxido nítrico (NO). Macrófagos estimulados com rPCN polarizam-se em direção ao perfil M1, como indicado pela maior expressão relativa de mRNA para iNOS2, SOCS3 e STAT1. Verificamos que TLR2 e TLR4 medeiam a ativação de macrófagos por rPCN, uma vez que a ausência de cada um desses receptores, com destaque para TLR4, afeta a produção de mediadores inflamatórios estimulada pelo componente fúngico. TLR4 é também responsável pela polarização de macrófagos em direção ao perfil M1, pois na ausência desse receptor não se detecta mensagem para iNOS2. Concluímos que o método de produção de rPCN via P. pastoris é eficiente e que a preparação obtida ativa macrófagos, levando-os a produzirem mediadores pró-inflamatórios e se polarizarem em direção ao perfil M1. Esses processos são essencialmente mediados por TLR4. Postula-se que paracoccina seja um agonista de TLR4 capaz de desencadear respostas que, sabidamente, conferem proteção contra a infecção por P. brasiliensis. / The dimorphic fungus Paracoccidioiddes brasiliensis (P. brasiliensis) is the causative agent of paracoccidioidomycosis (PCM), an endemic disease in Latin America. From the recognition of fungal components, macrophages are activated and acquire properties that favor the elimination of the pathogen. These cells produce cytokines that are responsible for directing the adaptive response, wherein Th1 immunity is protective. Lectins are proteins that bind selectively and reversibly to sugars. Their interaction with glycans in the surface of immune cell can result in activation and cytokine production, which may result in immunomodulatory anti-infective effect. Our group has been working with a lectin from P. brasiliensis called paracoccin (PCN) which binds to N-acetylglucosamine. In the present work we aimed to produce recombinant paracoccin (rPCN) expressed in Pichia pastoris and analysis of the role of rPCN in macrophages activation. We have demonstrated that this transformed organism secret rPCN to the culture medium and presents low contamination with endogenous proteins, which allows the isolation of recombinant protein by a single chromatography step. We found that the obtained preparation reproduces characteristics of the native protein from P. brasiliensis yeast and has apparent molecular mass of 27 kDa. We demonstrated that rPCN stimulates murine macrophages to produce pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-12 p40, and TNF-) and nitric oxide (NO). Macrophages stimulated with rPCN polarize toward the M1 profile, as indicated by increased relative expression of iNOS2, SOCS3, and STAT1. We found that TLR2 and TLR4 mediate macrophage activation by rPCN, since the absence of each of these receptors, especially TLR4, affects the production of inflammatory mediators stimulated by the fungal component. TLR4 is also responsible for macrophage polarization toward the M1 profile, because in the absence of this receptor, the message to iNOS2 is not detected. We conclude that the method used to rPCN production, by P. pastoris, is efficient and that the obtained preparation is able to active macrophage, inducing them to produce pro-inflammatory mediators and polarize into the M1 profile. These processes are primarily mediated by TLR4. It is postulated that Paracoccin corresponds to a TLR4 agonist, able to trigger responses that are known to provide protection against infection with P. brasiliensis.

As galectinas são proteínas que se ligam a -galactosídeos por meio do domínio de reconhecimento de carboidratos (CRD do inglês, Carbohydrate Recognition Domain) e que participam de vários processos de reconhecimento celular, sinalização, adesão e destinação intracelular de proteínas recém-sintetizadas. A primeira galectina, Galectina-1 (Gal-1), foi identificada em 1976 e possui um papel importante na progressão e proliferação tumoral, angiogênese, resistência a drogas e processos inflamatórios. Assim, é interessante a construção de dispositivos com Galectinas imobilizadas, preservando o CRD para o estudo de mecanismos e/ou detecção destas doenças. Neste trabalho a produção e caracterização de uma proteína recombinante fusionada, a MBP-Gal-1, foi descrita. A proposta do projeto foi pautada na hipótese de que a fusão da MBP à Gal-1 seria uma excelente estratégia para imobilização orientada da proteína de interesse, (Gal-1), sobre eletrodos modificados com filme polimérico, auxiliando na preservação da atividade da biomolécula imobilizada para posterior desenvolvimento de biossensor. A MBP-Gal-1 foi purificada utilizando 2 colunas com resinas diferentes: sepharose/lactose e amilose onde foi possível comprovar a atividade/preservação dos sítios ativos da Gal-1 e MBP, respectivamente. A proteína fusionada teve seu estado oligomérico estimado e seu raio hidrodinâmico determinado pela técnica Espalhamento Dinâmico da Luz sendo que a mesma se encontrava na forma monomérica com raio hidrodinâmico de 4 nm ± 1,26. A massa molecular de 57,834 kDa para a MBP-Gal-1 foi obtida através da técnica de Espectrometria de Massas MALDI-TOF/TOF. O PPB, material polimérico empregado na modificação dos eletrodos de carbono vítreo e ouro, foi sintetizado e teve sua estrutura confirmada pela técnica de Ressonância Magnética Nuclear; este material foi utilizado para a realização dos ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR) para a construção do biossensor. Os ensaios EIE utilizando eletrodo de carbono vítreo modificado com PPB mostraram a importância da imobilização orientada da sonda (MBP-Gal-1) para garantir a preservação da atividade biológica da mesma, uma vez que os resultados relativos ao aumento da Resistência à Transferência de Carga (Rtc), após adição do alvo (lactose), foram da ordem de 80% a mais para a proteína fusionada MBP-Gal-1 quando comparados à proteína nativa Gal-1. Os ensaios de SPR revelaram maior SPR efetiva para a MBP-Gal-1 imobilizada sobre superfície de eletrodo Au-SPR modificado com PPB o qual apresentou bom desempenho na detecção de lactose. / Galectins are proteins that bind to -galactosides by the Carbohydrate Recognition Domain (CRD) and participate in various processes of cell recognition, signaling, adhesion and intracellular destination of newly synthesized proteins. The first galectin, Galectin-1 (Gal-1), was identified in 1976 and plays an important role in tumor progression and proliferation, angiogenesis, drug resistance and inflammatory processes. Thus, it is interesting to desing devices with immobilized Galectins, preserving its CRD for the study of mechanisms and /or detection of such diseases. In this work the production and characterization of a fused recombinant protein, MBP-Gal-1, has been described. The project goal was based on the hypothesis that the fusion of the MBP to Gal-1 would be an excellent strategy for oriented immobilization of the protein of interest, (Gal-1), onto PPB- modified electrodes, promoting the preservation of the biomolecule activity immobilized for further development of a biosensor. MBP-Gal-1 was purified using 2 columns with different resins: sepharose/lactose and amylose and it was possible to prove the activity/preservation of both CRDs from Gal-1 and MBP, respectively. Dynamic Light Scattering showed that MBP-Gal-1 was in a monomeric form and with a hydrodynamic radius of 4 nm ± 1,26. The molecular mass of 57.834 kDa for MBP-Gal-1 was obtained by the technique of MALDI-TOF/TOF Mass Spectrometry. The PPB, a polymeric material used in the modification of glassy carbon and gold electrodes, was synthesized and its structure was confirmed by the Nuclear Magnetic Resonance (NMR); this material was used to carry out the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Surface Plasmon Resonance (SPR) tests for the construction of the biosensor. EIS assays using PPB-modified glassy carbon electrode showed the importance of probe-immobilization (MBP-Gal-1) to ensure the preservation of the biological activity of the protein, since the results related to the increase in Resistance of Charge Transfer (Rct), after addition of the target (lactose), were 80% higher for the fused protein MBP-Gal-1 when compared to the Gal-1 native-form protein. The SPR assays revealed a greater effective SPR for MBP-Gal-1 immobilized onto PPB-modified Au-SPR electrode surface which showed good performance in the detection of lactose.

Water scarcity induced by drought, temperature, and salinity has plagued agricultural sustainability in recent years with unprecedented revenue losses, raising concerns for worldwide food security. Recent studies have revealed unique botanical response mechanisms to combat water related stress, namely the expression of proteins known as the dehydrins. Dehydrin proteins have been shown to serve various intracellular protective functions. The gene for a SK5 type dehydrin from the arctic plant Cerastium arcticum (CaDHN) was introduced into tobacco plants and water deficit tolerance was evaluated. Plants overexpressing CaDHN displayed improved tolerance to salt stress, but no improvement was observed under drought stress. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2015. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

The error free repair of DNA double strand breaks through the homologous recombinational repair pathway is essential for organisms of all types to sustain life. A detailed structural and mechanistic understanding of this pathway has been the target of intense study since the identification of bacterial recA, the gene whose product is responsible for the catalysis of DNA strand exchange, in 1965. The work presented here began with defining residues that are important for the assembly and stability of the RecA filament, and progressed to the identification of residues critical for the transfer of ATP-mediated allosteric information between subunits in the protein's helical filament structure. My work then evolved to investigate similar mechanistic details concerning the role of ATP in the human RecA homolog, Rad51. Results from non-conservative mutagenesis studies of the N-terminal region of one subunit and the corresponding interacting surface on the neighboring subunit within the RecA protein, led to the identification of residues critical for the formation of the inactive RecA filament but not the active nucleoprotein filament. Through the use of specifically engineered cysteine substitutions we observed an ATP-induced change in the efficiency of cross subunit disulfide bond formation and concluded that the position of residues in this region as defined by the current crystal structure may not accurately reflect the active form of the protein. These ATP induced changes in positioning led to the further investigation of the allosteric mechanism resulting in the identification of residue Phe217 as the key mediator for ATP-induced information transfer from one subunit to the next. In transitioning to investigate homologous mechanisms in the human pathway I designed a system whereby we can now analyze mutant human proteins in human cells. This was accomplished through the use of RNA interference, fluorescent transgenes, confocal microscopy and measurements of DNA repair. In the process of establishing the system, I made the first reported observation of the cellular localization of one of the Rad51 paralogs, Xrcc3, before and after DNA damage. In addition we found that a damage induced reorganization of the protein does not require the presence of Rad51 and the localization to DNA breaks occurs within 10 minutes. In efforts to characterize the role of ATP in human Rad51 mediated homologous repair of double strand breaks we analyzed two mutations in Rad51 specifically affecting ATP hydrolysis, K133A and K133R. Data presented here suggests that, in the case of human cells, ATP hydrolysis and therefore binding, by Rad51 is essential for successful repair of induced damage.

As galectinas são proteínas que se ligam a -galactosídeos por meio do domínio de reconhecimento de carboidratos (CRD do inglês, Carbohydrate Recognition Domain) e que participam de vários processos de reconhecimento celular, sinalização, adesão e destinação intracelular de proteínas recém-sintetizadas. A primeira galectina, Galectina-1 (Gal-1), foi identificada em 1976 e possui um papel importante na progressão e proliferação tumoral, angiogênese, resistência a drogas e processos inflamatórios. Assim, é interessante a construção de dispositivos com Galectinas imobilizadas, preservando o CRD para o estudo de mecanismos e/ou detecção destas doenças. Neste trabalho a produção e caracterização de uma proteína recombinante fusionada, a MBP-Gal-1, foi descrita. A proposta do projeto foi pautada na hipótese de que a fusão da MBP à Gal-1 seria uma excelente estratégia para imobilização orientada da proteína de interesse, (Gal-1), sobre eletrodos modificados com filme polimérico, auxiliando na preservação da atividade da biomolécula imobilizada para posterior desenvolvimento de biossensor. A MBP-Gal-1 foi purificada utilizando 2 colunas com resinas diferentes: sepharose/lactose e amilose onde foi possível comprovar a atividade/preservação dos sítios ativos da Gal-1 e MBP, respectivamente. A proteína fusionada teve seu estado oligomérico estimado e seu raio hidrodinâmico determinado pela técnica Espalhamento Dinâmico da Luz sendo que a mesma se encontrava na forma monomérica com raio hidrodinâmico de 4 nm ± 1,26. A massa molecular de 57,834 kDa para a MBP-Gal-1 foi obtida através da técnica de Espectrometria de Massas MALDI-TOF/TOF. O PPB, material polimérico empregado na modificação dos eletrodos de carbono vítreo e ouro, foi sintetizado e teve sua estrutura confirmada pela técnica de Ressonância Magnética Nuclear; este material foi utilizado para a realização dos ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR) para a construção do biossensor. Os ensaios EIE utilizando eletrodo de carbono vítreo modificado com PPB mostraram a importância da imobilização orientada da sonda (MBP-Gal-1) para garantir a preservação da atividade biológica da mesma, uma vez que os resultados relativos ao aumento da Resistência à Transferência de Carga (Rtc), após adição do alvo (lactose), foram da ordem de 80% a mais para a proteína fusionada MBP-Gal-1 quando comparados à proteína nativa Gal-1. Os ensaios de SPR revelaram maior SPR efetiva para a MBP-Gal-1 imobilizada sobre superfície de eletrodo Au-SPR modificado com PPB o qual apresentou bom desempenho na detecção de lactose. / Galectins are proteins that bind to -galactosides by the Carbohydrate Recognition Domain (CRD) and participate in various processes of cell recognition, signaling, adhesion and intracellular destination of newly synthesized proteins. The first galectin, Galectin-1 (Gal-1), was identified in 1976 and plays an important role in tumor progression and proliferation, angiogenesis, drug resistance and inflammatory processes. Thus, it is interesting to desing devices with immobilized Galectins, preserving its CRD for the study of mechanisms and /or detection of such diseases. In this work the production and characterization of a fused recombinant protein, MBP-Gal-1, has been described. The project goal was based on the hypothesis that the fusion of the MBP to Gal-1 would be an excellent strategy for oriented immobilization of the protein of interest, (Gal-1), onto PPB- modified electrodes, promoting the preservation of the biomolecule activity immobilized for further development of a biosensor. MBP-Gal-1 was purified using 2 columns with different resins: sepharose/lactose and amylose and it was possible to prove the activity/preservation of both CRDs from Gal-1 and MBP, respectively. Dynamic Light Scattering showed that MBP-Gal-1 was in a monomeric form and with a hydrodynamic radius of 4 nm ± 1,26. The molecular mass of 57.834 kDa for MBP-Gal-1 was obtained by the technique of MALDI-TOF/TOF Mass Spectrometry. The PPB, a polymeric material used in the modification of glassy carbon and gold electrodes, was synthesized and its structure was confirmed by the Nuclear Magnetic Resonance (NMR); this material was used to carry out the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Surface Plasmon Resonance (SPR) tests for the construction of the biosensor. EIS assays using PPB-modified glassy carbon electrode showed the importance of probe-immobilization (MBP-Gal-1) to ensure the preservation of the biological activity of the protein, since the results related to the increase in Resistance of Charge Transfer (Rct), after addition of the target (lactose), were 80% higher for the fused protein MBP-Gal-1 when compared to the Gal-1 native-form protein. The SPR assays revealed a greater effective SPR for MBP-Gal-1 immobilized onto PPB-modified Au-SPR electrode surface which showed good performance in the detection of lactose.

O Antígeno 1 de Membrana Apical (AMA-1) tem sido sugerido como candidato a compor uma vacina contra estágios assexuados sanguíneos de Plasmodium. Recentemente nosso grupo identificou o domínio II (DII) de AMA-1 de Plasmodium vivax (PvAMA-1) como uma região altamente reconhecida por anticorpos IgG de indivíduos brasileiros infectados por P. vivax. No presente estudo avaliamos as propriedades imunogênicas da proteína recombinante DII, produzida a partir de Escherichia coli. Grupos de 6 camundongos fêmeas BALB/c foram imunizados quatro vezes com 10 µg dessa proteína na presença de diferentes formulações de adjuvantes [Adjuvante Completo/Incompleto de Freund (ACF/AIF), MPL-TDM, TiterMax, Hidróxido de Alumínio (Alum), Quil A, QS-21 e CpG-ODN 1826], individualmente, ou em combinação (Alum + QS-21 ou Alum + CpG-ODN 1826)). Nosso objetivo foi avaliar comparativamente a resposta de anticorpos (IgM, IgG e isotipos de IgG), induzida pelos diferentes esquemas de imunizações, visando futuros estudos pré-clínicos em primatas não humanos. Os títulos de anticorpos IgG contra (o ectodomínio) PvAMA-1 foram determinados por ELISA, duas semanas após cada imunização. A presença de IgM e dos isotipos de IgG também foi avaliada após o final do esquema de imunizações. Nossos resultados demonstraram que a proteína recombinante DII foi altamente imunogênica em camundongos BALB/c quando administrada na presença dos adjuvantes testados. Altos títulos de IgG1, IgG2a e IgG2b foram observados na maioria dos grupos (com exceção do adjuvante Alum), sugerindo uma resposta mista Th1/Th2. Finalmente, demonstramos que anticorpos monoclonais e policlonais anti-DII reconheceram a proteína nativa expressa na superfície de merozoítas de P. vivax, por imunofluorescência. Em conclusão, nossos resultados mostraram que a proteína recombinante o domínio II de PvAMA-1 (DII) foi imunogênico em camundongos BALB/c quando administrado na presença das diferentes formulações de adjuvantes testadas, sugerindo que esse antígeno possa ser utilizado como uma vacina de subunidade contra a malária vivax. / The Apical Membrane Antigen 1 (AMA-1) has been considered a malaria vaccine candidate against asexual blood stages of Plasmodium. Recently, we identified the domain II (DII) of Plasmodium vivax AMA-1 (PvAMA-1) as a region highly recognized by IgG antibodies from Brazilian individuals infected by P. vivax. In the present study, we evaluated the immunogenic properties of a bacterial recombinant PvAMA-1 DII. Groups of 6 female BALB/c were immunized four times with 10 µg of recombinant protein in the presence of different adjuvant formulations [Complete/Incomplete Freunds Adjuvant (CFA/IFA), MPL-TDM, TiterMax, Aluminum hydroxide (Alum), Quil A, QS-21, CpG-ODN 1826] separately or in combination (Alum + QS-21 or Alum + CpG-ODN 1826). Our goal was to compare the antibody response (IgM, IgG and IgG subclass) induced by different protocols of immunization aiming at future pre-clinical studies in non-human primates. The IgG antibody titers against PvAMA-1 were determined by ELISA two weeks after each immunizing dose. The presence of IgM and IgG subclass were evaluated after the end of immunizations schedule. We found that the recombinant DII was highly immunogenic in BALB/c mice when administered in the presence of all adjuvant tested. High titers of IgG1, IgG2a and IgG2b were observed in all groups (except for Alum adjuvant), suggesting a mixed Th1/Th2 response. Finally, we demonstrated that monoclonal and polyclonal antibodies against DII recognized the native protein expressed on the P. vivax merozoite surface parasites by immunofluorescence. Together, our data demonstrated that the recombinant PvAMA-1(DII) was immunogenic in mice when administered in different adjuvant formulations, suggesting that this protein can be used as part of a sub-unit vaccine against malaria vivax.

Leptospirose é uma zoonose mundial que causa grandes prejuízos econômicos e sociais. Os mecanismos de patogenicidade da leptospira ainda não estão totalmente elucidados. Nesse trabalho foi avaliado o papel de três proteínas hipotéticas de superfície na patogenia da leptospirose: LIC11009, LIC11360 e LIC11975. Os genes foram clonados a partir do DNA da L. interrogans sorovar Copenhageni e as proteínas recombinantes foram purificadas por cromatografia de afinidade. RT-qPCR mostrou a transcrição dos genes em leptospiras. As proteínas recombinantes reagiram com soro de humanos diagnosticados com leptospirose. rLIC11009 induziu somente resposta imune Th1 em camundongos, enquanto que rLIC11360 e rLIC11975 induziram resposta Th1 e Th2. As três proteínas recombinantes se ligaram à laminina e plasminogênio, enquanto rLIC11360 e rLIC11975 também se ligaram à fibronectina plasmática e fibrinogênio. Em adição, rLIC11360 se ligou ainda aos reguladores do sistema complemento fator H e C4BP. Os resultados sugerem que as proteínas estudadas podem auxiliar a leptospira a evadir e invadir o hospedeiro. / Leptospirosis is a worldwide zoonosis that causes great economic and social losses. The pathogenic mechanisms of leptospira are not yet fully elucidated. In this study we evaluated the role of three hypothetical surface proteins in the leptospiral pathogenesis: LIC11009, LIC11360 and LIC11975. Genes were cloned from DNA of L. interrogans serovar Copenhageni and the recombinant proteins were purified by affinity chromatography. RT - qPCR data have shown that the genes are fully transcribed in leptospires. Recombinant proteins reacted with sera from humans diagnosed with leptospirosis. rLIC11009 induced Th1 immune response in mice, whereas rLIC11360 and rLIC11975 promoted both Th1 and Th2. The three recombinant proteins interacted with laminin and plasminogen while, rLIC11360 and rLIC11975, also interacted with plasma fibronectin and fibrinogen. In addition, rLIC11360 interacted with the complement regulators factor H and C4BP. These results suggest that the proteins tested can help leptospires to evade and invade the host.