Com o objetivo de estudar a interação do HAdV-41 com células permissivas, primeiramente foi observada a cinética de infecção do HAdV-41 em células HEK-293, durante 7 dias. A seguir, as culturas foram analisadas por MCVL e por MET. O HAdV-41 apresentou um ciclo replicativo lento com liberação da progênie viral por mecanismo não lítico. A seguir, com o intuíto de verificar a participação da proteina FC do HAdV-41 nas etapas de entrada nas células HEK-293 e CaCo2, obteve-se os dodecaedros recombinantes (DR) em células High five (base-Ad3, base-Ad3+FC-Ad41, base-Ad3+FL-Ad41, baseRGEHS-Ad3+FCAd41 e base-Ad3+FAd3). Esses dodecaedros foram inoculados em células HEK-293 e CaCo2. Após a análise por MCVL, observou-se que a proteína FC talvez não desempenhe função na entrada do DR nas células estudadas. A seguir, uma alíquota do DR base-Ad3+FC-Ad41 foi digerida com a enzima pepsina e analisada por WB. Notou-se que a FC sofreu proteólise. Acredita-se que essa proteólise seja necessária para o reconhecimento de receptores no trato gastro-intestinal. Esses resultados fornecerão subsídeos para o desenvolvimento de vetores de terapia gênica direcionada para o epitélio intestinal e vetores vacinais administrados por via oral. / Our objective was study the interaction between HAdV-41 and permissive cells. First, it was observed the kinetic of infection between HAdV-41 and HEK-293 cells, for 7 days. Second, the cultures were analyzed by CLSM and by TEM. The HAdV-41 showed a slower replicative cycle with release of viral progeny by non-lytic mechanisms. In order to verify the participation of SF protein of the HAdV-41 during the phases of entry in HEK-293 and CaCo2 cells, we producted recombinant dodecahedrons (DR) in high five cells (base-Ad3, base-Ad3+SF-Ad41, base-Ad3+SF-Ad41, baseRGEHS-Ad3+SFAd41 and base-Ad3+FAd3). These decahedrons were inoculated in HEK-293 and CaCo2 cells. After analysis with CLSM, observed that SF protein may not have a role in dodecahedron entry in the cells studied. Next, recombinant dodecahedrons base-Ad3+SF-Ad41 and base-Ad3 were digested with pepsin and analyzed by WB. We observed proteolysis of the SF. We believe that this proteolysis may be necessary for the recognition of receptors in intestinal cells. The results obtained will be the base for the development of gene-therapy vectors directed to intestinal epithelium, as well as orally administered vaccine vectors.

INTRODUÇÃO: Não há tratamento ideal para o bócio multinodular (BMN). A cirurgia é o método mais utilizado, por proporcionar uma redução imediata do volume tiroidiano (VT), dos sintomas compressivos e permitir um diagnóstico histológico definitivo. O iodo radioativo (I¹³¹) é considerado uma excelente opção terapêutica em situações de contra-indicação cirúrgica ou recusa do paciente a este método. Entretanto doses elevadas de I¹³¹ são utilizadas para obtenção de resultados satisfatórios na redução do VT. Esta estratégia leva a uma maior exposição dos pacientes à radiação ionizante e a um maior custo devido à necessidade de internações. Administração prévia do TSH humano recombinante (rhTSH) ao I¹³¹ no tratamento do BMN, permite a utilização de doses menores deste radiofármaco, obtendo resultados satisfatórios na redução do VT e em menor tempo. Porém esta associação pode acentuar efeitos colaterais descritos neste tipo de terapia. OBJETIVOS: Avaliar a efetividade e segurança de pequenas e diferentes doses do estímulo prévio do rhTSH ao I¹³¹ em dose fixa, no tratamento do BMN. PACIENTES e MÉTODOS: Trinta portadores de BMN foram divididos em três grupos de 10 pacientes. Os pacientes do grupo I foram estimulados previamente com 0,1 mg de rhTSH ; Os pacientes do grupo II com 0,01 mg e o grupo III foi caracterizado como controle. Todos os participantes do estudo foram submetidos à mesma dose terapêutica de I¹³¹. As variáveis medidas foram: captação do I¹³¹ às 24 horas; VT e a menor área seccional transversal da traquéia (MATT) avaliados através da ressonância magnética (RM), antes, 2, 7, 180 e 360 dias, após o tratamento; dosagens seriadas de T3 total, T4 livre, TSH e anticorpos anti-tiroidianos. RESULTADOS: Após seis meses da terapia actínica houve redução no VT de 30,3 ± 16,5 % no grupo I, 22,6 ± 14,5 % no grupo II e 5,0 ± 14,6 % no grupo controle (p=0,01). Aos 12 meses de seguimento o VT reduziu 39,2 ± 16,9 % no grupo I, 38,8 ± 24,4% no grupo II e 23,4 ± 23,59 % no grupo controle (p=0,205). Houve elevação dos níveis dos hormônios tiroidianos e consequente redução das medidas de TSH nos primeiros trinta dias de maneira similar entre os grupos, porém em valores não considerados como tireotoxicose na maioria dos pacientes. Após doze meses do I¹³¹, oito pacientes desenvolveram hipotiroidismo, sendo três no grupo I, três no grupo II e dois no grupo placebo, não havendo diferença estatística entre os grupos. Os níveis de anticorpos antitireoglobulina (AATg) elevaram-se no sexto mês do estudo e retornaram aos níveis basais aos doze meses. Os níveis de anticorpos antitireoperoxidase (ATPO) foram mais elevados no grupo I que nos demais ao final do estudo. Não houve alteração significativa do VT e da MATT durante a primeira semana após o I¹³¹, em nenhum dos grupos estudados. CONCLUSÕES: O estímulo prévio do rhTSH a uma dose fixa de I¹³¹ levou a uma redução maior e mais significativa do bócio aos 6 meses de tratamento, que o uso isolado do I¹³¹. Após 12 meses esta tendência se manteve, entretanto sem significância estatística. / BACKGROUND: There is not an optimal treatment for multinodular goiter (MNG). Surgery is the main therapeutic option because it decreases thyroid volume, reduces compression symptoms and provide histological diagnosis. Radioiodine (131I) is an efficient therapeutic option for the treatment of MNG mainly when surgery is not indicated or when the patient refused it. However, high activities of 131I are frequently required for clinically significant results. This procedure increases the body radiation exposure and the hospitalization costs. Recombinant human TSH (rhTSH) allows a reduction in the administered activity of ¹³¹ I with effective thyroid volume (TV) reduction. However, this combination therapeutic can increase collateral effects. OBJECTIVE: To evaluate the efficacy and safety of low and intermediate doses of rhTSH compared to placebo, associated with a fixed activity of 131I in MNG treatment. PATIENTS and METHODS: Thirty patients with MNG received 0.1 mg of rhTSH (group I, n=10), 0.01 mg of rhTSH (group II, n=10), or placebo (control group, n=10). After 24 hours, 30 mCi of 131I was given to all patients. Radioactive iodine uptake (RAIU) was determined before and 24 hours after rhTSH. Before and 2, 7, 180 and 360 days after the TV was measured by magnetic resonance image (MRI). The smallest cross-sectional area of traqueal lumen (Scat) was also measured with MRI before, 2 and 7 days after treatment. Antithyroid antibodies, TSH, T3 and free T4 were assessed regularly. RESULTS: After 6 months, the decrease in TV was more significant in groups I (30.3±16.5%) and II (22.6±14.5%), than in control group (5.0±14.6%; p=0.01). After 12 months, TV decreased more in group I (39.2±16.9%) and group II (38.8±24.4%) than in group III (23.4±23.59%) but it was not statistically significant (p=0.205). During the first 30 days,total T3 and free T4 increased, without reaching thyrotoxic levels and TSH decreased. After 12 months, 8 patients developed hypothyroidism (3 in group I, 3 in group II and 2 in group III). Anti-thyroglobulin antibodies (anti-TG) titers increased after 6 months and returned to basal levels after 12 months similarly in all groups. There was more patients with anti-thyroperoxidase antibodies ( anti-TPO) titers incresead after 12 months on group I. There was not TV increase after ¹³¹I on the first week ,with or without rhTSH. CONCLUSION: The previous stimulus with rhTSH using a fixed 131I activity lead to a greater and more significant goiter reduction after six months of treatment than 131I alone. After twelve months this tendency was maintained, but without statistic relevance.

De uma biblioteca de cDNA da glândula de veneno da cobra coral brasileira Micrurus corallinus foi isolada uma seqüência denominada NXH8. Esta seqüência de cDNA apresenta similaridade estrutural com a família de toxinas de serpentes em 'três dígitos' ricas em pontes dissulfeto. A subclasse melhor conhecida nesta família, são as alfa neurotoxinas. Uma outra seqüência distinta, denominada NXH1 e suas isoformas NXH3 e NXH7, foram isoladas anteriormente. Pertencem à mesma família de toxinas e estão presentes na mesma biblioteca. Alguns resultados da caracterização de NXH1, são utilizados neste estudo, em comparação com NXH8. Algumas características estruturais tornam a seqüência NXH8 diferente da classe usual das alfa neurotoxinas, vindo a constituir possivelmente uma nova subclasse da família. A proteína NXH8 foi expressa em diversos vetores de expressão em Escherichia coli. A proteína recombinante, expressa pelo vetor pRSET C - NXH8 foi utilizada para imunizar camundongos. O soro contra NXH8, assim como o soro anti - elapídico do Instituto Butantan, reconhece a toxina recombinante em ELISA e Western blot. O soro anti - NXH8 detecta apenas uma banda do veneno de M. corallinus em Western blot, mas apresenta reatividade cruzada com componentes do veneno de alguns elapídeos neotropicais e do velho mundo. Em contraste, dados anteriores demonstraram que o soro anti - NXH1 é específico para um componente único do veneno de M. corallinus. O veneno de M. corallinus tem alfa neurotoxinas que bloqueiam o receptor pós - sináptico nicotínico de acetilcolina nas membranas do músculo esquelético de ratos. O soro anti - NXH8 é capaz de impedir a ligação de componentes do veneno bruto a esses receptores. Já o soro contra NXH1 não apresenta a mesma capacidade inibitória. Isto indica que NXH8 tem afinidade pelo receptor nicotínico muscular de acetilcolina, ou que NXH8 compartilha de um epítopo neutralizante presente também nas alfa neurotoxinas do veneno da cobra coral M. corallinus. / A cDNA sequence encoding a putative new toxin, NXH8, was isolated from the cDNA library constructed from the venom gland of the Brazilian coral snake, Micrurus corallinus. This sequence shows a structural similarity with the snake toxin family known as 'three-fingered' toxins, a family of toxins with approximately 60 to 70 amino acids and usually 4 to 5 disulfide bonds. Irrespective of whether these proteins are functionally different, their amino acid sequences can be readily aligned, using 8 half-cystines as conserved elements, suggesting the presence of common structural features. The best known subclass of three-finger-type toxins are the curaremimetic toxins, also called alpha-neurotoxins, found in most venoms from Elapid and Sea snakes. Another toxin with a distinct sequence, known as NXH1 and its isoforms NXH3 and NXH7 had been previously isolated. They belong to the same family of toxins and were characterized from the same cDNA library. In the present study, a comparative biochemical, pharmacological and structural analyses of NXH1 and NXH8 were described. Few structural characteristics of NXH8 seem to indicate that it differs from the usual class of alpha – neurotoxins, belonging, possibly, to a new subclass of 'three-finger' toxins. The NXH8 protein was expressed in various E. coli expression vectors and the resulted recombinant toxin from pRSETC-NXH8 plasmid was used as a "toxoid" for mice immunization. The anti - NXH8 sera, as well as the anti – elapid sera from the Butantan Institute, recognized the recombinant toxin by both ELISA and Western blot assays. In contrast to the claim that anti - NXH1 sera is specific to one component of M. corallinus’s venom, the anti – NXH8 sera show cross reactivity to venom of some Neotropical and Old World elapids. The M. corallinus's venom contains alpha – toxins, which inhibit post-synaptic nicotinic acetylcholine receptor of neonatal rat skeletal muscle membrane. The anti - NXH8 serum was capable of blocking the binding of the components of the crude venom to these receptors. In contrast, the anti – NXH1 serum did not show this inhibitory effect. This indicates that either NXH8 presents affinity for muscular nicotinic acetylcholine receptor or it shares a neutralizing epitope also present in M. corallinus’s alpha – neurotoxins.

Toxoplasma gondii é um protozoário coccídio intracelular obrigatório conhecido por sua habilidade em parasitar uma ampla gama de espécies hospedeiras. A região apical do parasito é rica em organelas que, em função dos produtos liberados, estão envolvidas no processo de adesão e invasão da célula hospedeira. As proteínas liberadas por micronemas (MICs), solúveis e transmembrana, possuem domínios adesivos essenciais para a virulência do parasita. Algumas dessas proteínas são encontradas associadas entre si na superfície do taquizoíta, formando complexos como TgMIC1/MIC4/MIC6 e TgMIC3/MIC8. Em estudos anteriores demonstramos a que o subcomplexo TgMIC1/MIC4 (Fração LAC+) liga-se à lactose e estimula macrófagos a secretar IL-12. Verificamos, utilizando células HEK293 transfectadas, que um dos principais mecanismos responsáveis pela produção de IL-12 decorria do reconhecimento de N-glicanos do ectodomínio de TLR2 pelo domínio de reconhecimento de carboidrato de TgMIC1. O objetivo do presente estudo foi o de investigar a capacidade de TgMIC1 e TgMIC4 de ativar macrófagos murinos e qual o papel desempenhado por TLR2 e/ou TLR4 no desencadeamento dessa ativação. Mostramos que macrófagos derivados de medula óssea de camundongos C57Bl/6, estimulados com TgMIC1 e TgMIC4, utilizadas isoladamente ou em combinação, secretam altos níveis de citocinas pró-inflamatórias, como TNF-?, IL-6, IL-12 e IL-1?, produzem altos níveis de óxido nítrico, e têm aumentadas suas capacidades migratória e fagocítica. Os ensaios que utilizaram macrófagos de camundongos C57Bl/6 nocauteados revelaram que a ausência de expressão de TLR2 ou de TLR4 prejudicou os efeitos ativadores exercidos por TgMIC1 e TgMIC4. Macrófagos TLR2-/- tiveram as manifestações de ativação celular significantemente reduzidas em relação aos macrófagos selvagens. Por outro lado, esses efeitos foram mais afetados pela ausência de TLR4, uma vez que as respostas obtidas frente ao estímulo com TgMIC1 ou TgMIC4 eram similares às verificadas em células não estimuladas (controle negativo). Concluímos que TgMIC1 e TgMIC4 interagem com os receptores do tipo toll 2 e 4 expressos por macrófagos, levando à ativação celular manifesta por alta produção de citocinas e outros mediadores inflamatórios, e aumento das capacidades migratória e fagocítica. A interação com TLR4 é preponderante em relação à estabelecida com TLR2 no desencadeamento de ativação celular / Toxoplasma gondii is an obligate intracellular coccidian protozoan known for its ability to parasitize a wide range of host species. The parasite\'s apical region is rich in organelles that, because of the products it releases, are involved in the processes of adhesion and invasion of the host cell. The soluble and transmembrane proteins released by the micronemes (MICs), have adhesive domains that are essential for the parasite virulence. Some of these proteins can be found associated with each other on the taquizoite surface, as it is the case of TgMIC1/MIC4/MIC6 or TgMIC3/TgMIC8 complexes. Our group has demonstrated in previous studies that the TgMIC1/TgMIC4 subcomplex (LAC+ fraction) binds to lactose and stimulates macrophages to release IL-12. Using HEK293 transfected cells, we showed that one of the main mechanisms leading to IL-12 release by macrophages, was the recognition of N-glycans of the TLR2 ectodomain by the carbohydrate recognition domain of TgMIC1. Thus, the objective of this study was to address whether TgMIC1 and TgMIC4 activate murine macrophages and what is the role of TLR2 and TLR4 in macrophage activation. Our results show that the stimulation of C57BL/6 mice bone marrow derived macrophages with TgMIC1 and TgMIC4, alone or in combination, induce the release of high levels of proinflammatory cytokines such as TNF-?, IL-6, IL-12 and IL-1?, and also nitric oxide; and increases phagocytic activity and cell migration activity. The assays using knockout C57Bl/6 macrophages showed that the absence of TLR2 or TLR4 expression impaired the activating effects of TgMIC1 e TgMIC4. TLR2-/- macrophages presented significantly reduced cell activation manifestations compared to WT macrophages. On the other hand, these effects were more affected in the absence of TLR4, once the responses obtained with TgMIC1 or TgMIC4 stimulation were similar to those observed in non stimulated cells (negative control). We conclude that TgMIC1 and TgMIC4 interact with the receptors Toll like 2 and 4 expressed in macrophages, leading to cell activation, resulting in high cytokine and inflammatory mediators production, and increased migratory and phagocytic capacity. The interaction with TLR4 is predominant over that established with TLR2 in the triggering of cell activation

Streptococcus pneumoniae é o principal causador da pneumonia bacteriana. As vacinas atualmente disponíveis contêm polissacarídeo capsular conjugado ou não com proteínas carreadoras. No entanto, elas apresentam elevado custo ou proteção reduzida nos grupos de risco (crianças abaixo de 5 anos de idade e idosos). Proteínas de superfície de S. pneumoniae, como a PsaA e PspA, são consideradas fortes candidatas vacinais. Com o objetivo de se desenvolver uma vacina de ampla cobertura e baixo custo contra pneumococos, os genes psaA e pspA foram clonados em vetores de expressão em E. coli, pAE e pET e as proteínas expressas foram purificadas por cromatografias de afinidade e de troca aniônica. O rendimento de proteína recombinante obtido com a construção baseada em pET foi 3 vezes maior que o obtido com pAE. Condições de cultivo foram estabelecidas utilizando meio definido com indução por IPTG e/ou por lactose. As cepas recombinantes estão adequadas para serem usadas em estudos para escalonamento da produção em biorreatores. / Streptococcus pneumoniae is the main causative agent of bacterial pneumonia. The current vaccines available contain capsular polysaccharide conjugated or not with carrier proteins. However these are either too expensive or do not protect the high-risk groups. Surface proteins of S. pneumoniae, such as PsaA and PspA, are considered strong vaccine candidates. With the aim of developing a broad-coverage and low-cost vaccine against pneumococcus, the psaA and pspA genes were cloned in E. coli expression vectors, pAE and pET and the expressed proteins were purified through affinity and anion exchange chromatography. The yield of the recombinant protein obtained with the construction based in pET was 3-fold higher than that obtained with pAE. Culture conditions were established using defined media with IPTG and/or lactose induction. The recombinant strains are now ready to undergo studies for scale-up of production in bioreactors.

O vírus da dengue (DENV) e o vírus da febre amarela (YFV) (gênero Flavivirus, família Flaviviridae) representam importantes arbovírus causadores de doenças em humanos que afetam as regiões tropicais e sub-tropicais do planeta, somando milhões de infectados anualmente. Embora exista uma vacina contra o YFV, ainda são notificados muitos casos de febre amarela nas regiões endêmicas das Américas e, principalmente, da África. Recentemente, foi licenciada uma vacina contra o DENV, mas seu uso ainda é bastante restrito. Não existem agentes terapêuticos para tratamento da infecção contra nenhum desses vírus. Portanto, estudos para identificação de fármacos para combaterem a infecção pelos DENV e YFV são de suma importância. Nosso grupo descreveu a ação antiviral da fosfolipase A2 crotoxina B (PLA2-CB) da serpente Crotalus durissus terrificus, a qual tem ação diretamente sobre o envelope de DENV e YFV. A meta principal deste trabalho foi a produção das duas isoformas da PLA2-CB (CB1 e CB2) recombinantes e avaliação de suas atividades antivirais, a fim de contribuir com a prospecção de novas drogas antivirais. Para alcançar tais propósitos, as sequências codificadoras das isoformas foram otimizadas para expressão em sistema procarioto, quimicamente sintetizadas e enzimaticamente inseridas no vetor de expressão pGS-21a. Os plasmídeos gerados foram utilizados para transformar células E. coli das cepas BL21(DE3), Origami B(DE3) e ArcticExpress (DE3). As proteínas recombinantes foram expressas juntamente com uma cauda de polihistidina (6xHis) no extremo C-terminal (CB1+6xHis_opt e CB2+6xHis_opt). Ambas as proteínas foram reconhecidas por anticorpos produzidos contra a PLA2-CB in natura em ensaio de Western Blot. Considerando que as proteínas foram expressas de forma insolúvel, a purificação foi realizada em sistema de cromatografia líquida (FPLC), utilizando coluna com resina de afinidade por níquel sob condições desnaturantes, utilizando ureia como agente solubilizador. As proteínas foram renaturadas na própria coluna de níquel (on-column) durante a purificação, utilizando um gradiente decrescente de ureia (6-0M - 120ml - 0,1ml/min) e o detergente CHAPS como agente estabilizador. As proteínas CB1+6xHis_opt e CB2+6xHis_opt em ensaio colorimétrico de hidrólise de fosfatidilcolina apresentaram atividade fosfolipásica, indicando preservação do sítio catalítico. Em ensaio virucida contra o DENV-2, YFV e outros dois vírus envelopados: Vírus Chikungunya (CHIKV) e vírus Zika (ZIKV), as proteínas recombinantes reduziram a formação de placas de lise exibindo índices de seletividade na média de 0,6. As proteínas CB1+6xHis_opt e CB2+6xHis_opt podem vir a ser um importante modelo na prospecção de novas drogas antivirais e como ferramenta no estudo do mecanismo de replicação viral. / Dengue virus (DENV) and yellow fever virus (YFV) (genus Flavivirus, family Flaviviridae) are important arboviruses that cause diseases in humans affecting the tropical and subtropical regions of the planet with millions of infected annually. Although there is a vaccine against YFV, many cases of yellow fever are still reported in the endemic regions of the Americas, and especially in Africa. A vaccine against DENV has recently been licensed, but its use is still quite restricted. There are no therapeutic agents to treat the infection against any of these viruses. Therefore, studies to identify drugs to combat DENV and YFV infection are of extreme importance. Our group described the antiviral action of the phospholipase A2 crotoxin B (PLA2-CB) isolated from Crotalus durissus terrificus, which acts directly on the envelope of DENV and YFV. The aim of this study was to produce the two recombinant PLA2-CB (CB1 and CB2) isoforms and evaluate their antiviral activities in order to contribute to the prospection of new antiviral drugs. To achieve such purposes, the coding sequences of the isoforms were optimized for prokaryotic expression system, chemically synthesized and enzymatically inserted into the pGS-21a vector. The plasmids generated were used to transform E. coli cells from BL21 (DE3), Origami B (DE3) and ArcticExpress (DE3) strains. Recombinant proteins were expressed tagged with a polyhistidine (6xHis) tail at the C-terminus (CB1+6xHis_opt and CB2+6xHis_opt). Both proteins were recognized by antibodies raised against native PLA2-CB in Western blot assay. Considering that the proteins were expressed in insoluble form, purification was performed in liquid chromatography system (FPLC) using nickel resin column under denaturing conditions, using urea as the solubilizing agent. The proteins were renatured on-column during purification procedure using a decreasing gradient of urea (6-0M - 120ml - 0,1ml/min) and CHAPS as a stabilizing agent. CB1+6xHis_opt and CB2+6xHis_opt proteins showed phospholipase activity in a colorimetric assay based on phosphatidylcholine hydrolysis, indicating preservation of the catalytic site. In a virucidal assay against DENV-2, YFV and two other enveloped viruses: Chikungunya virus (CHIKV) and Zika virus (ZIKV), the recombinant proteins reduced the plaques of lysis formation exhibiting selectivity indices at the mean of 0.6. The CB1+6xHis_opt and CB2+6xHis_opt proteins could be important models for the prospection of new antiviral drugs and as tools for the study of the mechanism of viral replication.

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.

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.

Novos marcadores genéticos foram caracterizados para jacaré-de-papo-amarelo (Caiman latirostris) pela construção de bibliotecas enriquecidas de DNA microssatélite. Um microssatélite foi desenvolvido a partir de uma biblioteca enriquecida de DNA microssatélite (ACC/TGG)n e 12 a partir de uma biblioteca enriquecida de DNA microssatélite (AC/TG)n. Esses marcadores foram testados em indivíduos da espécie Caiman latirostris e resultaram em sete novos microssatélites polimórficos. Adicionalmente quatro marcadores microssatélites de Alligator mississipiensis previamente transferidos para Caiman latirostris foram utilizados. Amostras de sangue jacarés-de-papo-amarelo originárias de várzeas associadas ao Rio Piracicaba e alguns de seus tributários no estado de São Paulo, Brasil, foram avaliadas quanto à variação genética entre populações e o parentesco entre indivíduos. Foi detectada variabilidade entre indivíduos originários de sitos diferentes, mesmo entre aqueles com pequena distância geográfica. Os resultados sugerem que os grupos amostrados em cada sítio são compostos predominantemente por indivíduos aparentados. Uma possível combinação de alta taxa de mortalidade e baixa taxa de natalidade pode ser a explicação do baixo número de indivíduos dispersos com sucesso por geração entre os sítios estudados. Esses marcadores podem auxiliar na compreensão dos processos metapopulacionais que aparentemente ocorrem na espécie. / New genetic markers were characterized for the broad-snouted caiman (Caiman latirostris) by constructing libraries enriched for microsatellite DNA. One microsatellite was developed from a (ACC/TGG)n enriched microsatellite DNA library and 12 from a (AC/TG)n enriched microsatellite DNA library. These markers were tested in Caiman latirostris individuals and resulted in seven new polymorphic microsatellites for the specie. Additionally four Alligator mississipiensis microsatellite markers previously transferred for Caiman latirostris were used. Samples from broad-snouted caimans from small wetlands associated with the Piracicaba River and some of its tributaries in the state of São Paulo, Brazil were used to study the genetic variation between populations and parentage between individuals. Genetic variability was detected among individuals from different sites, even those within a small geographic distance. The results suggest that the groups sampled at each site are composed predominantly of related individuals. A possible combination of high mortality and low natality rates in the fragmented Caiman latirostris populations may explain the low number of successfully dispersed individuals per generation observed between the sites studied. These markers might help to understand the metapopulation processes that are occurring within this species.

La transmission des messages douloureux depuis les nocicepteurs périphériques jusqu’aux structures supraspinales est sous le contrôle de systèmes modulateurs, parmi lesquels figurent les voies bulbo-spinales sérotoninergiques. Cependant leur rôle n’est pas complètement élucidé puisque selon le type de récepteur sérotoninergique mis en jeu, elles pourraient soit réduire la sensation douloureuse soit au contraire l’exacerber. De plus, le contrôle exercé par la sérotonine (5 HT) pourrait dépendre du type de douleur, aiguë, inflammatoire ou neuropathique chronique. En réalité, ces ambiguïtés tiennent au fait que les études réalisées jusqu’à présent ont surtout impliqué des approches pharmacologiques souvent peu fiables. Ce constat m’a conduit à mettre en œuvre une nouvelle approche expérimentale pour tenter de cerner le véritable rôle modulateur des voies sérotoninergiques bulbo-spinales sur différents types de douleur dans des conditions physiologiques normales ou physiopathologiques chez le rat. A cette fin, j’ai réalisé ce travail de thèse en trois étapes. La première étape a consisté à préciser les caractéristiques anatomiques des voies sérotoninergiques bulbo-spinales visualisées par un marquage antérograde (PHA-L) couplé à l’immunomarquage du transporteur de la sérotonine (SERT). L’étude différentielle des deux sous-structures de la région bulbaire B3 : le noyau raphé magnus (RMg) et le noyau paragigantocellulaire latéral (LPGi) m’a permis de montrer que les neurones sérotoninergiques qu’elles contiennent se projettent respectivement dans les couches profondes (VI-VI) et superficielles (I-II) de la corne dorsale, à tous les étages de la moelle épinière. Afin de dépléter sélectivement la 5-HT dans la corne dorsale, j’ai, dans une deuxième étape, injecté bilatéralement dans la région B3 un lentivirus recombinant LV-shTPH2 pour y éteindre l’expression de la TPH2, l’enzyme limitante de la synthèse de 5-HT. Les contrôles immunohistochimiques ont montré l’inhibition bilatérale de l’expression de la TPH2 dans le RMg et le LPGi, et la diminution de l’immunomarquage de la 5-HT sélectivement dans la corne dorsale, l’expression inchangée du transporteur SERT confirmant le maintien de l’intégrité des fibres sérotoninergiques chez les rats LV-shTPH2. L’évaluation de la sensibilité des animaux ainsi déplétés en 5-HT à différents tests validés de nociception aiguë n’a pas révélé de modifications significatives par rapport aux témoins. Mais dans des conditions de forte stimulation nociceptive thermique (50°C) ou chimique (carragénine), l’augmentation de l’immunomarquage de c-Fos dans la corne dorsale chez les rats LV-shTPH2 montre que la déplétion de 5-HT facilite la sensibilisation synaptique. Des différences encore plus nettes entre les rats LV-shTPH2 et les témoins sont surtout apparues en cas de douleur inflammatoire (formaline) ou neuropathique (ligature du nerf sciatique). Les modifications induites par la déplétion de 5-HT n’étaient cependant pas univoques puisqu’une hypoalgésie a été observée dans le cas d’une douleur inflammatoire et, qu’au contraire, l’hyperalgésie associée à la douleur neuropathique était exacerbée chez les rats LV-shTPH2. Ces modulations opposées laissant à penser l’implication de projections et/ou de récepteurs sérotoninergiques distincts, nous avons réalisé, dans une troisième étape, une étude pharmacologique qui a permis de montrer que l’effet pro-hyperalgésique observé chez les rats neuropathiques déplétés en 5-HT était probablement lié à un déficit d’activation de récepteurs 5 HT7. Notre étude démontre la réalité du contrôle physiologique du relai spinal des voies nociceptives par la 5-HT, via l’implication de projections bulbo-spinales et de récepteurs sérotoninergiques dont l’identification pourrait déboucher sur de nouvelles perspectives thérapeutiques. / The transmission of pain signals from peripheral nociceptors to supraspinal structures is under the control of modulatory systems, which include bulbo-spinal serotoninergic pathways. However, their role is not yet fully understood, as they may as well reduce or exacerbate pain as a function of 5-HT receptor types involved. Furthermore, their modulatory role might also differ depending on whether pain is acute, or chronic, with inflammatory or neuropathic origin. In fact, this ambiguous knowledge results from data essentially obtained with rather unreliable pharmacological approaches. This led me to set up an innovative experimental approach for a better assessment of the real implication of bulbo-spinal serotoninergic projections in pain control mechanisms under validated physiological and pathophysiological conditions in the rat. To this goal, I performed my PhD thesis work in three steps. The first step consisted of a precise anatomical description of bulbo-spinal serotoninergic projections identified by anterograde labeling (with PHA-L) and immunolabeling of the 5-HT transporter (SERT). The differential labeling of the two sub-areas within the B3 bulbar region : the nucleus raphé magnus (RMg) and the nucleus paragigantocellularis lateralis (LPGi) allowed the demonstration that their respective 5-HT neuron groups project separately into the deep (V-VI) and superficial (I-II) laminae of the dorsal horn, at all levels of the spinal cord. For the second step, aimed at depleting 5-HT selectively within the dorsal horn, I injected bilaterally into the B3 area a recombinant lentivirus, LV-shTPH2, designed to suppress the expression of TPH2, the rate limiting enzyme for 5-HT synthesis. Immunohistochemical controls showed that the resulting bilateral inhibition of TPH2 expression in both the RMg and the LPGi was associated with 5-HT depletion but no change in SERT (as expected of unaltered 5-HT fibers) in the dorsal horn. Using various behavioral tests, I could not detect any change in acute pain sensitivity in 5-HT-depleted rats. In contrast, the increased c-Fos immunohistochemical labeling within the dorsal horn after strong thermal (50°C) or chemical (carrageenan) noxious stimulation showed that 5-HT depletion promotes synaptic sensitization. Even more striking differences between LV-shTPH2 injected rats and paired controls were observed in case of inflammatory (formalin) or neuropathic (sciatic nerve ligation) pain. However, 5-HT depletion-induced changes differed under both conditions since hypoalgesia was noted in case of inflammatory pain, whereas neuropathic pain-evoked hyperalgesia was enhanced in 5-HT depleted, LV-shTPH2-injected rats. Because such opposite modulations might have been underlain by distinct serotoninergic pathways (i.e. from the RMg versus the LPGi for instance) and/or distinct 5-HT receptors, we decided, within the time remaining for achieving my PhD work, to perform a third step, focused on the 5-HT7 receptor type. Using pharmacological approaches, we could obtain data showing that exacerbated hyperalgesia in 5-HT-depleted neuropathic rats resulted from loss of tonic 5-HT7 receptor activation by endogenous 5-HT. Altogether, our data clearly demonstrate that bulbospinal serotoninergic projections are involved in the physiological control of pain signaling at spinal cord level. Further identification of underlying neuronal pathways and receptors might open novel therapeutic perspectives.