Nesse trabalho, foram sintetizados seletivamente, a partir do óxido do limoneno em oposição a diversas aminas primárias e secundárias, onze b-aminoálcoois derivados do limoneno através de aquecimento convencional e sob irradiação com microondas, fornecendo produtos com moderados a bons rendimentos. O limoneno e nove destes aminoálcoois foram testados contra ovos e larvas de carrapatos da espécie de Rhipicephalus (Boophilus) microplusn no intervalo de concentração de 0,150-10mg/mL. Os resultados revelaram que em doses entre 10 μl/ml - 2.5 μl/ml todos os compostos testados foram letais às larvas. Frente ao teste ovicida os compostos 2, 6, 8, 9 e 10 foram os mais ativos, impedindo a eclosão total ou quase total dos ovos na menor dose utilizada (0,150 μg/ml). Este é o primeiro relato da atividade carrapaticida de limoneno, óxido de limoneno e dos b- aminoálcoois do limoneno para a espécie de carrapato Rhipichephalus (Boophilus) microplus. O limoneno e sete β-aminoálcoois foram testatdos in vitro contra forma promastigota de Leishmania (Vianna) braziliensis. Os resultados dos testes mostraram que, dentre os sete β-aminoálcoois testados dois deles foram mais ativos que o padrão pentamidina (48,5 ± 28,7 μM) e cinco foram mais ativos que o limoneno 1. Destes, dois deles (compostos 7 e 9) apresentaram alta atividade frente a formas promastigotas do ciclo parasitário numa concentração de 0,156mg/mL. O Limoneno 1 nesse teste se mostrou inativo (876,2 ± 216 μM) demonstrando que este terpeno isolado não é um bom antiparasitário contra formas promastigotas de Leishmania (Vianna) braziliensis. Este é o primeiro relato de atividade contra leishmania para amino-álcoois derivados do limoneno. / In this work, a series of seven limonene β-amino alcohols derivatives have been regioselectively synthesized from moderate to good yields. The eleven β-amino alcohols Limonene derivatives were synthesized through aminólisis of Limonene oxide, using several primary and secondary amines by both conventional heating and under microwave irradiation. Limonene, Limonene oxide and nine ß-amino alcohol derivatives were investigated for the effect on egg hatchability and mortality rates of newly hatched larvae of cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus. At the doses between 10 μl/ml to 2.5 μl/ml all compounds were highly lethal to the larvae and at lower concentrations some of them (2, 6, 8, 9 and 10) showed activity. The effect on hatchbility of the eggs was observed in all treatments. This is the first report of carrapicide activity for Limonene, Limonene oxide and nine ß-amino alcohol derivatives against cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus. The leishmanicidal activity was performed and according to the results two of these compounds were more powerful against in vitro cultures of Leishmania (Vianna) braziliensis promastigote form in a range of μM. The activities observed for 3b and 3f were about 100 folds more potent than the drug standard Pentamidine, while the limonene hasn’t shown any activity in the same test. This is the first report of antileishmanial activity of Limonene β-amino alcohol derivatives.

Espécies de Hypericum (Guttiferae) são mundialmente reconhecidas por seus efeitos farmacológicos, destacando-se H. perforatum pela atividade antidepressiva. O estudo com espécies brasileiras vem apresentando resultados promissores. Hypericum polyanthemum e H. caprifoliatum mostraram efeito antinociceptivo, enquanto H. caprifoliatum mostrou atividade do tipo antidepressiva. Além disso, verificou-se atividade de H. polyanthemum sobre o carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Para essas espécies, é descrita a presença de benzopiranos, derivados de floroglucinol e flavonóides. Objetivos: Isolar compostos fenólicos lipofílicos de H. polyanthemum e o flavonóide hiperosídeo de H. caprifoliatum, assim como avaliar atividades biológicas de algumas dessas substâncias. Materiais e Métodos: Realizou-se a análise química através de técnicas cromatográficas (CC, CCD) e espectroscópicas (1H e 13C RMN). Hiperosídeo foi avaliado nos seguintes modelos comportamentais: potenciação do sono barbitúrico, atividade locomotora espontânea, placa quente, contorções induzidas por ácido acético e natação forçada. O efeito antinociceptivo de isobutiril-5,7-dimetóxi-2,2-dimetilbenzopirano (HP1), 7-hidróxi-6-isobutiril-5-metóxi-2,2-dimetil-benzopirano (HP2) e 5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2-dimetil-benzopirano (HP3), foi investigado, assim como sua atividade acaricida através do teste de imersão de larvas. Resultados e Conclusões: Além dos benzopiranos HP1, HP2 e HP3, dois compostos não relatados para a espécie H. polyanthemum, a xantona 6- desoxijacareubina e um benzopirano de estrutura similar ao ácido eriostemóico, foram isolados de extrato obtido por fluido supercrítico. Hiperosídeo mostrou efeito depressor sobre o SNC, e efeito antiimobilidade, que parece ser mediado pelo sistema dopaminérgico, em ratos. HP1 apresentou efeito antinociceptivo mediado pela neurotransmissão opióide. Nos experimentos para investigação da atividade acaricida, os benzopiranos mostraram ser, pelo menos em parte, responsáveis pela toxicidade dos extratos sobre os ácaros. / The pharmacological effects of some Hypericum species are worldwide recognized, mostly by the comproved efficacy of H. perforatum as antidepressant. The south Brazilian species have been showing promissing results. Hypericum polyanthemum and H. caprifoliatum presented antinociceptive effect, while an antidepressant-like activity of H. caprifoliatum was reported. In addition, extracts from H. polyanthemum showed to be highly toxic to Rhipicephalus (Boophilus) microplus cattle tick. The chemical characterization reveals that these species are rich in benzopyrans, flavonoids and phloroglucinol derivatives. Objectives: To isolate lipophilic compounds from H. polyanthemum and the flavonoid hyperoside from H. caprifoliatum, as well as to carry out a biological evaluation of some of the isolated substances. Material and Methods: Chromatography and NMR spectroscopy techniques were performed for isolation and structure elucidation. Hyperoside was applied on behavior models, as the open field, pentobarbital sleeping potentiation, hot plate, acetic acid-induced writhing and the forced swimming test. The antinociceptive effect and the acaricide potential of 6-isobutyryl-5,7-dimethoxy- 2,2-dimethyl-benzopyran (HP1), 7-hydroxy-6-isobutyryl-5-methoxy-2,2-dimethylbenzopyran (HP2) and 5-hydroxy-6-isobutyryl-7-methoxy-2,2-dimethylbenzopyran (HP3) were also investigated. Results and conclusions: A benzopyran similar to the eriostemoic acid and the xanthone 6-deoxyjacareubin were isolated from the extract obtained by supercritical fluid. Hyperoside showed a central depressor effect and no toxicity signs. The present study provides evidences for the involvement of D2-like dopaminergic neurotransmission on the mechanism of hyperoside antidepressant-like action in rats. HP1 presented opioid-mediated antinociceptive effect. On larvae immersion test, the benzopyrans showed to account for the acaricide properties of H. polyanthemum extracts.

O carrapato Riphicephalus (Boophilus) microplus é um ectoparasito hematófago que infesta os rebanhos bovinos de regiões tropicais e subtropicais, causando grandes prejuízos à pecuária. O principal método de controle baseia-se nos acaricidas. No entanto, o uso de vacinas tem sido estudado como um método de controle alternativo. A calreticulina (CRT) é uma proteína multifuncional presente em quase todas as células de animais. A secreção da CRT durante a alimentação pode estar relacionada a modulação da interação parasita hospedeiro. No presente estudo, as CRTs de R. microplus (rBmCRT) e do Haemophisalis longicornis (rHlCRT) foram expressas em Escherichia coli e purificadas por cromatografia. As propriedades imunogênicas e antigênicas da BmCRT e HlCRT foram analisadas por diferentes métodos. In silico, foram comparandos os epítopos das CRTs pelo índice de Jamerson-Wolf, que mostrou 6 regiões com potenciais epítopos antigênicos diferentes entre as CRTs. Enquanto, a análise in silico, da rBmCRT e rHlCRT mostraram 6 regiões que podem interagir com a proteína C1q. In vitro, por Western blot, a rBmCRT, mas não a rHlCRT, foi reconhecida pelo soro de bovino infestado experimentalmente com R. microplus. Em Western blot de extrato de larvas, os soros do coelho imunizado com rBmCRT e bovinos imunizados com rBmCRT ou rHlCRT reconheceram a BmCRT, sugerindo que os anticorpos direcionados às proteínas recombinantes também reconhecem a proteína nativa BmCRT. Também a rBmCRT mostrou um efeito anticoagulante no teste de recalcificação plasmática. In vivo, a rBmCRT e rHlCRT induziram reações de hipersensibilidade cutânea imediata em bovinos imunizados com rBmCRT ou rHlCRT, mas não foi possível detectar alterações na análise histopatológica. Juntos, estes resultados sugerem, que a rBmCRT e rHlCRT são imunogênicas e pode ter funções imunomoduladoras sobre o sistema imune do hospedeiro, mas não suficiente para prevenir o desenvolvimento da imunidade humoral. / The tick Riphicephalus (Boophilus) microplus is a blood-sucking ectoparasite of bovines from tropical and subtropical regions, causing serious damages to the livestock production. The main method of control is based on the acaricides. However, the use of vaccines has been studied as a promising control method. The calretirulin (CRT) is a multifunctional protein present in almost all cells of animals. The secretion of CRT during feeding might be linked to the modulation of the parasite-host interaction. In the present study, recombinant CRTs of R. microplus (rBmCRT) and of Haemaphysalis longicornis (rHlCRT) were expressed in Escherichia coli and purified by ion exchange chromatography. The immunogenic and antigenic capacities of BmCRT e HlCRT were analyzed by different methods. In silico, were comparisons of the CRTs epitopes, identified by Jameson-Wolf antigenic index, indicates that there are three different regions between the tick CRTs. While, in silico analysis showed 6 regions in rBmCRT and in rHlCRT that could interact with C1q protein. In vitro, by Western blot, rBmCRT, but not rHlCRT, was recognized by the serum of bovine experimentally infested with R. microplus. In Western blot with extracts of larvae, the sera of a rabbit immunized with rBmCRT and bovines immunized with rBmCRT or rHlCRT recognized BmCRT; this suggests that antibodies directed to recombinant proteins also recognize native BmCRT. Also, the rBmCRT showed an anticoagulant effect in recalcification time. In vivo, the rBmCRT and rHlCRT induced reactions of immediate cutaneous hypersensitivity in bovines immunized with rBmCRT and rHlCRT, but it was not possible to detect alterations in histopathologic test. Together, these results suggest that the rBmCRT and rHlCRT are immunogenic and could have immunomodulatory functions on the immunity system of the host, but not enough to prevent the development of humoral immunity.

O carrapato Riphicephalus (Boophilus) microplus é um ectoparasito hematófago que infesta os rebanhos bovinos de regiões tropicais e subtropicais, causando grandes prejuízos à pecuária. O principal método de controle baseia-se nos acaricidas. No entanto, o uso de vacinas tem sido estudado como um método de controle alternativo. A calreticulina (CRT) é uma proteína multifuncional presente em quase todas as células de animais. A secreção da CRT durante a alimentação pode estar relacionada a modulação da interação parasita hospedeiro. No presente estudo, as CRTs de R. microplus (rBmCRT) e do Haemophisalis longicornis (rHlCRT) foram expressas em Escherichia coli e purificadas por cromatografia. As propriedades imunogênicas e antigênicas da BmCRT e HlCRT foram analisadas por diferentes métodos. In silico, foram comparandos os epítopos das CRTs pelo índice de Jamerson-Wolf, que mostrou 6 regiões com potenciais epítopos antigênicos diferentes entre as CRTs. Enquanto, a análise in silico, da rBmCRT e rHlCRT mostraram 6 regiões que podem interagir com a proteína C1q. In vitro, por Western blot, a rBmCRT, mas não a rHlCRT, foi reconhecida pelo soro de bovino infestado experimentalmente com R. microplus. Em Western blot de extrato de larvas, os soros do coelho imunizado com rBmCRT e bovinos imunizados com rBmCRT ou rHlCRT reconheceram a BmCRT, sugerindo que os anticorpos direcionados às proteínas recombinantes também reconhecem a proteína nativa BmCRT. Também a rBmCRT mostrou um efeito anticoagulante no teste de recalcificação plasmática. In vivo, a rBmCRT e rHlCRT induziram reações de hipersensibilidade cutânea imediata em bovinos imunizados com rBmCRT ou rHlCRT, mas não foi possível detectar alterações na análise histopatológica. Juntos, estes resultados sugerem, que a rBmCRT e rHlCRT são imunogênicas e pode ter funções imunomoduladoras sobre o sistema imune do hospedeiro, mas não suficiente para prevenir o desenvolvimento da imunidade humoral. / The tick Riphicephalus (Boophilus) microplus is a blood-sucking ectoparasite of bovines from tropical and subtropical regions, causing serious damages to the livestock production. The main method of control is based on the acaricides. However, the use of vaccines has been studied as a promising control method. The calretirulin (CRT) is a multifunctional protein present in almost all cells of animals. The secretion of CRT during feeding might be linked to the modulation of the parasite-host interaction. In the present study, recombinant CRTs of R. microplus (rBmCRT) and of Haemaphysalis longicornis (rHlCRT) were expressed in Escherichia coli and purified by ion exchange chromatography. The immunogenic and antigenic capacities of BmCRT e HlCRT were analyzed by different methods. In silico, were comparisons of the CRTs epitopes, identified by Jameson-Wolf antigenic index, indicates that there are three different regions between the tick CRTs. While, in silico analysis showed 6 regions in rBmCRT and in rHlCRT that could interact with C1q protein. In vitro, by Western blot, rBmCRT, but not rHlCRT, was recognized by the serum of bovine experimentally infested with R. microplus. In Western blot with extracts of larvae, the sera of a rabbit immunized with rBmCRT and bovines immunized with rBmCRT or rHlCRT recognized BmCRT; this suggests that antibodies directed to recombinant proteins also recognize native BmCRT. Also, the rBmCRT showed an anticoagulant effect in recalcification time. In vivo, the rBmCRT and rHlCRT induced reactions of immediate cutaneous hypersensitivity in bovines immunized with rBmCRT and rHlCRT, but it was not possible to detect alterations in histopathologic test. Together, these results suggest that the rBmCRT and rHlCRT are immunogenic and could have immunomodulatory functions on the immunity system of the host, but not enough to prevent the development of humoral immunity.

Nesse trabalho, foram sintetizados seletivamente, a partir do óxido do limoneno em oposição a diversas aminas primárias e secundárias, onze b-aminoálcoois derivados do limoneno através de aquecimento convencional e sob irradiação com microondas, fornecendo produtos com moderados a bons rendimentos. O limoneno e nove destes aminoálcoois foram testados contra ovos e larvas de carrapatos da espécie de Rhipicephalus (Boophilus) microplusn no intervalo de concentração de 0,150-10mg/mL. Os resultados revelaram que em doses entre 10 μl/ml - 2.5 μl/ml todos os compostos testados foram letais às larvas. Frente ao teste ovicida os compostos 2, 6, 8, 9 e 10 foram os mais ativos, impedindo a eclosão total ou quase total dos ovos na menor dose utilizada (0,150 μg/ml). Este é o primeiro relato da atividade carrapaticida de limoneno, óxido de limoneno e dos b- aminoálcoois do limoneno para a espécie de carrapato Rhipichephalus (Boophilus) microplus. O limoneno e sete β-aminoálcoois foram testatdos in vitro contra forma promastigota de Leishmania (Vianna) braziliensis. Os resultados dos testes mostraram que, dentre os sete β-aminoálcoois testados dois deles foram mais ativos que o padrão pentamidina (48,5 ± 28,7 μM) e cinco foram mais ativos que o limoneno 1. Destes, dois deles (compostos 7 e 9) apresentaram alta atividade frente a formas promastigotas do ciclo parasitário numa concentração de 0,156mg/mL. O Limoneno 1 nesse teste se mostrou inativo (876,2 ± 216 μM) demonstrando que este terpeno isolado não é um bom antiparasitário contra formas promastigotas de Leishmania (Vianna) braziliensis. Este é o primeiro relato de atividade contra leishmania para amino-álcoois derivados do limoneno. / In this work, a series of seven limonene β-amino alcohols derivatives have been regioselectively synthesized from moderate to good yields. The eleven β-amino alcohols Limonene derivatives were synthesized through aminólisis of Limonene oxide, using several primary and secondary amines by both conventional heating and under microwave irradiation. Limonene, Limonene oxide and nine ß-amino alcohol derivatives were investigated for the effect on egg hatchability and mortality rates of newly hatched larvae of cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus. At the doses between 10 μl/ml to 2.5 μl/ml all compounds were highly lethal to the larvae and at lower concentrations some of them (2, 6, 8, 9 and 10) showed activity. The effect on hatchbility of the eggs was observed in all treatments. This is the first report of carrapicide activity for Limonene, Limonene oxide and nine ß-amino alcohol derivatives against cattle tick Rhipicephalus (Boophilus) microplus. The leishmanicidal activity was performed and according to the results two of these compounds were more powerful against in vitro cultures of Leishmania (Vianna) braziliensis promastigote form in a range of μM. The activities observed for 3b and 3f were about 100 folds more potent than the drug standard Pentamidine, while the limonene hasn’t shown any activity in the same test. This is the first report of antileishmanial activity of Limonene β-amino alcohol derivatives.

Espécies de Hypericum (Guttiferae) são mundialmente reconhecidas por seus efeitos farmacológicos, destacando-se H. perforatum pela atividade antidepressiva. O estudo com espécies brasileiras vem apresentando resultados promissores. Hypericum polyanthemum e H. caprifoliatum mostraram efeito antinociceptivo, enquanto H. caprifoliatum mostrou atividade do tipo antidepressiva. Além disso, verificou-se atividade de H. polyanthemum sobre o carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Para essas espécies, é descrita a presença de benzopiranos, derivados de floroglucinol e flavonóides. Objetivos: Isolar compostos fenólicos lipofílicos de H. polyanthemum e o flavonóide hiperosídeo de H. caprifoliatum, assim como avaliar atividades biológicas de algumas dessas substâncias. Materiais e Métodos: Realizou-se a análise química através de técnicas cromatográficas (CC, CCD) e espectroscópicas (1H e 13C RMN). Hiperosídeo foi avaliado nos seguintes modelos comportamentais: potenciação do sono barbitúrico, atividade locomotora espontânea, placa quente, contorções induzidas por ácido acético e natação forçada. O efeito antinociceptivo de isobutiril-5,7-dimetóxi-2,2-dimetilbenzopirano (HP1), 7-hidróxi-6-isobutiril-5-metóxi-2,2-dimetil-benzopirano (HP2) e 5-hidróxi-6-isobutiril-7-metóxi-2,2-dimetil-benzopirano (HP3), foi investigado, assim como sua atividade acaricida através do teste de imersão de larvas. Resultados e Conclusões: Além dos benzopiranos HP1, HP2 e HP3, dois compostos não relatados para a espécie H. polyanthemum, a xantona 6- desoxijacareubina e um benzopirano de estrutura similar ao ácido eriostemóico, foram isolados de extrato obtido por fluido supercrítico. Hiperosídeo mostrou efeito depressor sobre o SNC, e efeito antiimobilidade, que parece ser mediado pelo sistema dopaminérgico, em ratos. HP1 apresentou efeito antinociceptivo mediado pela neurotransmissão opióide. Nos experimentos para investigação da atividade acaricida, os benzopiranos mostraram ser, pelo menos em parte, responsáveis pela toxicidade dos extratos sobre os ácaros. / The pharmacological effects of some Hypericum species are worldwide recognized, mostly by the comproved efficacy of H. perforatum as antidepressant. The south Brazilian species have been showing promissing results. Hypericum polyanthemum and H. caprifoliatum presented antinociceptive effect, while an antidepressant-like activity of H. caprifoliatum was reported. In addition, extracts from H. polyanthemum showed to be highly toxic to Rhipicephalus (Boophilus) microplus cattle tick. The chemical characterization reveals that these species are rich in benzopyrans, flavonoids and phloroglucinol derivatives. Objectives: To isolate lipophilic compounds from H. polyanthemum and the flavonoid hyperoside from H. caprifoliatum, as well as to carry out a biological evaluation of some of the isolated substances. Material and Methods: Chromatography and NMR spectroscopy techniques were performed for isolation and structure elucidation. Hyperoside was applied on behavior models, as the open field, pentobarbital sleeping potentiation, hot plate, acetic acid-induced writhing and the forced swimming test. The antinociceptive effect and the acaricide potential of 6-isobutyryl-5,7-dimethoxy- 2,2-dimethyl-benzopyran (HP1), 7-hydroxy-6-isobutyryl-5-methoxy-2,2-dimethylbenzopyran (HP2) and 5-hydroxy-6-isobutyryl-7-methoxy-2,2-dimethylbenzopyran (HP3) were also investigated. Results and conclusions: A benzopyran similar to the eriostemoic acid and the xanthone 6-deoxyjacareubin were isolated from the extract obtained by supercritical fluid. Hyperoside showed a central depressor effect and no toxicity signs. The present study provides evidences for the involvement of D2-like dopaminergic neurotransmission on the mechanism of hyperoside antidepressant-like action in rats. HP1 presented opioid-mediated antinociceptive effect. On larvae immersion test, the benzopyrans showed to account for the acaricide properties of H. polyanthemum extracts.

A oviposição é um estágio vulnerável do ciclo de vida de carrapatos. Rhipicephalus microplus, como todos Ixodidae e Argasidae, possui uma glândula especializada, o órgão de Gené, que produz uma cera que é depositada na superfície do ovo durante a oviposição. Além de restringir a perda excessiva de água, a cera atua como uma barreira contra o ataque de organismos invasores. Em R.microplus, como em outros carrapatos, há poucos estudos demonstrando atividade antimicrobiana em ovos. Ainda mais, não há na literatura relato de atividade antibiofilme em ovos de carrapatos e nem mesmo em qualquer outro artrópode. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a hipótese da existência de mecanismos de defesa em ovos de R. microplus contra biofilmes bacterianos. O extrato água/metanol da cera dos ovos apresentou atividade contra o biofilme de Pseudomonas aeruginosa sem afetar a sua viabilidade. Esse extrato também demonstrou efeito antibiótico contra Staphylococcus epidermidis. Nós identificamos a molécula com ambas atividades (antibiofilme e antibiótica) como N-(3-sulfooxy-25-cholest-5-en-26-oyl)-L-isoleucina (boophiline). Na busca por possíveis mecanismos responsáveis pelo efeito antibiofilme de boophiline contra P. aeruginosa, 14 genes foram analisados por qRT-PCR. Boophiline inibe a expressão de fliC (flagelo) e cdrA (componente estrutural da matriz), cujos produtos são necessários para a formação do biofilme de P. aeruginosa. Monosfosfato de guanosina dimérico cíclico (c-di-GMP) é um importante segundo mensageiro característico de bactérias Gram-negativas. Altos níveis intracelulares de c-di-GMP promovem o estilo de vida séssil enquanto baixos níveis induzem o comportamento móvel. De acordo com essa afirmação, nós encontramos que boophiline aumenta a motilidade swarming de P. aeruginosa. Desta forma, nos questionamos se o mecanismo de ação de boophiline estaria envolvido com c-di-GMP já que o sistema quorum sensing não foi afetado pela molécula. Interessantemente, quando os níveis de c-di-GMP foram aumentados pela superexpressão de uma diguanilato ciclase, boophiline não inibiu efetivamente a formação de biofilme. Uma explicação para esse resultado é que boophiline interfere em uma via específica regulada por c-di-GMP, o que explicaria não termos obtido um decréscimo no nível total deste segundo mensageiro. Contrariamente, boophiline foi bactericida contra S. epidermidis. Mudanças morfológicas significativas foram observadas em células tratadas com a molécula, as quais foram severamente danificadas. Boophiline levou a formação anormal de septo, rompimento da membrana bacteriana e extravasamento do material intracelular. Adicionalmente avaliamos o potencial antibiofilme e anti-protozoário de filtrados de cultura obtidos de bactérias isoladas de tecidos de R. microplus. Quatorze filtrados de cultura bacteriano apresentaram notável atividade contra o biofilme de P. aeruginosa e S. epidermidis e foram citotóxicos contra Tritrichomonas foetus. Nosso trabalho é pioneiro em demonstrar a existência de proteção contra biofilmes em ovos de carrapatos bem como de bactérias associadas a carrapatos como produtoras de moléculas bioativas. Além disso, nós demonstramos que boophiline é uma nova molécula antibiofilme, sendo a primeira vez relatado na literatura que um composto age inibindo cdrA. Os dados obtidos em nosso estudo poderiam estimular novas abordagens em áreas como fisiologia e controle de artrópodes, genética e fisiologia de microrganismos e controle de biofilmes. / The oviposition is a vulnerable stage of the tick life cycle. Rhipicephalus microplus, as all Ixodidae and Argasidae, has a specialized gland, the Gene’s organ, which produce a wax that is smeared on egg surface during oviposition. In addition to restricting excessive water loss, wax acts as a barrier to attack by invading organisms. In R. microplus, as in other ticks, there are few studies showing antimicrobial activity in eggs. Moreover, there is no report of antibiofilm activity in tick eggs nor in any other arthropod. The objective of our study was to evaluate the hypothesis of the existence of defense mechanisms against bacterial biofilms in R. microplus eggs. The eggs wax water/methanol extract showed activity against Pseudomonas aeruginosa biofilm without affecting its viability. This extract also presented an antibiotic effect against Staphylococcus epidermidis. We have identified the molecule anti-biofilm and antibiotic as N-(3-sulfooxy-25-cholest-5-en-26-oyl)-L-isoleucine (boophiline). In the search for possible mechanisms responsible by antibiofilm effect of boophiline against P. aeruginosa, 14 genes were evaluated by qRT-PCR. We showed that boophiline inhibits the expression of fliC (flagellum) and cdrA (matrix structural component), whose products are necessary for biofilm formation in P. aeruginosa. Bis-(3’–5’)-cyclic dimeric guanosine monophosphate (c-di-GMP) is an important second messenger, characteristic of Gram-negative bacteria. High intracellular levels of c-di-GMP promote a sessile mode of growth, while low levels promote motile behavior. In line with this, we found that boophiline increases swarming motility, which raised the question whether it acts by altering c-di-GMP levels. Interestingly, when c-di-GMP levels were increased by overexpression of a diguanilate cyclase, boophiline no longer inhibited biofilm formation. One explanation for these results is that boophiline interferes with a specific c-di-GMP-regulated pathway, which would explain we have not obtained a decrease in the total level of this second messenger. Conversely, boophiline had a bactericidal effect against S. epidermidis. Significant morphological changes were observed in the boophiline-treated cells, which appeared to be severely damaged. Boophiline was found to cause abnormal septum formation, bacterial membrane disruption, and extravasation of intracellular material. Additionally, our work also aimed to evaluate the potential antibiofilm and anti-protozoa of culture filtrates obtained from bacteria isolated of R. microplus tissues. Fourteen bacterial culture filtrates showed remarkable activity against of P. aeruginosa and S. epidermidis biofilms, and were cytotoxic against Tritrichomonas foetus. Our work is pioneer in demonstrating the existence of protection mechanisms in tick eggs against biofilms, and ticks-associated bacteria as producers of bioactive molecules. Furthermore, we demonstrated that boophiline is a new antibiofilm molecule, and is the first reported in the literature that a molecule inhibits cdrA. The data obtained in our study could stimulate new approaches in areas such as the physiology and control of arthropods, the genetics and physiology of microorganisms, and biofilm control.

O carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus é o principal ectoparasita bovino e causa importantes perdas econômicas nas criações de bovino. O controle imunológico é estudado como um método alternativo para seu controle, no entanto, uma vacina eficaz ainda necessita ser desenvolvida. A proteína BYC (Boophilus Yolk Pro-Cathepsin) é uma aspártico proteinase presente no ovo do carrapato e envolvida na embriogênese, já tendo sido testada como imunógeno vacinal. O propósito deste estudo foi avaliar se a inoculação de plasmídeos para expressão em células eucarióticas (BYCr-PC e BYCr-PME) contendo a região codificante para a proteína BYC poderiam gerar uma resposta imune específica. A região codificante da proteína BYC foi amplificada por PCR e clonada em dois vetores de expressão eucariotos (pcDNA3 e pME18Neo). Os clones, BYCr-PC e BYCr-PME foram utilizados para testes de inoculação de camundongos BALB/C por via intramuscular. Os camundongos receberam duas inoculações de 100 μg das construções (BYCr-PC ou BYCr-PME) e os controles negativos receberam somente PBS, pcDNA3 ou pME18Neo. A produção de anticorpos, após a inoculação, foi avaliada por Western Blotting e ELISA, sendo detectados anticorpos contra a proteína BYC nos camundongos inoculados com a construção BYCr-PC. A imunolocalização da proteína BYC nas amostras de músculo no local da inoculação foram realizadas com o monoclonal BrBm5 (anti-BYC). Estes resultados mostraram que a inoculação com o plasmídeo BYCr-PC induz a produção de anticorpos específicos e possibilita testar o uso de uma vacina de DNA como um método alternativo para o controle de carrapatos. / The Rhipicephalus (Boophilus) microplus tick is the major bovine ectoparasite and causes important economical losses on cattle breeding. The immunologic control has been studied as an alternative method for the tick control. However, an effective vaccine remains to be developed. BYC (Boophilus Yolk Pro-Cathepsin) is an aspartic proteinase found in eggs that is involved in the embryogenesis of Rhipicephalus (Boophilus) microplus, and it has been proposed as a probable antigen in vaccine development. The purpose of this study was to evaluate whether the immunization containing rBYC (rBYC-PC and rBYC-PME) could elicit a specific anti-BYC immune response in vivo. The cDNA of BYC was amplified by PCR and it was cloned into two eukaryotic expression vectors (pcDNA3 and pME18Neo). The clones, rBYC-PC and rBYC-PME, were produced in large scale for immunoassays. To evaluate the immunogenicity of BYC, BALB/c mice were immunized with DNA vaccine by intramuscular injection. The mice received two intramuscular inoculations of 100μg plasmids DNA (rBYCPC or rBYC-PME) and the negative controls received only PBS, pcDNA3 or pME18Neo. The production of antibody after the immunizations was evaluated by Western Blotting and ELISA. Antibodies against BYC in mice inoculated with rBYC-PC were detected. Immunolocalization of the rBYC protein in muscle samples from the injection site with rBYCPC was detected with monoclonal BrBm5 anti-BYC. These results show that DNA immunization produced specific anti-BYC antibodies and suggest that a DNA vaccine could prove useful to develop an alternative method for tick control.

No presente trabalho desenvolveu-se uma rota sintética em fase sólida para obter de forma rápida o esqueleto da hiacintacina 110 utilizando-se L-Boc-prolina 101 como bloco de construção. Não há relatos na literatura, até o momento, do uso da Lprolina como material de partida para a síntese de núcleos pirrolizidínicos, entretanto o estudo desta rota é uma alternativa interessante porque possibilita a síntese destes biciclos em apenas 4 etapas. A síntese iniciou com o acoplamento entre a L-Bocprolina 101 e a resina Merifield 41 em condições clássicas. Após a retirada do grupamento protetor com ácido cloridríco por 40 minutos em temperatura ambiente, procedeu-se à adição de Michael do produto 103 ao propiolato de etila 116 gerando o enaminodiéster 104. Na última etapa usou-se DBU sob irradição de microondas por 10 minutos, obtendo-se o azabiciclo 110 com redimento de 37%. Em solução, através da adição de Michael entre a L-prolina O-protegida 95 e alcinos e alceno ativados obtevese adutos cuja estereoquímica das olefinas foi sempre E, com bons rendimentos (60- 95%). Os enaminodiésteres 97 e 118 foram facilmente convertidos nos seus correspondentes aminodiésteres 124 e 126 com NaBH(OAc)3 com redimento de 65%. Na etapa da ciclização de Dieckmann obteve-se sucesso utilizando Na/THF/3h sob refluxo gerando o azabiciclo[3.3.0]octano desejado com rendimento de 50-60%. Os análogos das hiacintacinas foram sintetizados a partir da redução dos produtos 109, 132 e 133 com LiAlH4/THF e rendimentos de 52%. Os produtos 109, 132, 133, 135, 136 e 137 foram testados para atividades antiparasitárias e apresentaram bons resultados para a ação carrapaticida com doses até 0,625μg/ml em ovos e 1,25μg/ml em larvas. / We present here an original solid-phase approach to synthesize rapidly the hyacinthacine core 110 using L-proline N-Boc 101 as building block. There is no reference in the literature wich uses L-proline as building block to synthesize this pirrolizidine skeleton. The study of this possibility would be extremely interesting because it could be used to prepare structural systems related to hyacinthacine in only four steps. The synthesis initiates with the coupling of L-Boc-proline 101 to Merrifield resin 41 under classical conditions. The protection group was removed with hidrogen chloride and the Michael addition was proveeded with adduct 103 and ethyl propiolate 116, afording 104 in satisfactory yields. At least, the azabicycle 110 was obtained by reacting 98 using DBU as catalyst at MW irradiation for 10 min, in good yields (37 %). In solution, we have proceed to Michael addition of L-proline O-protected 95 to activated alkynoates/alkenes conducing to aducts where the stereochemistry of the olefins was always E, with excellent yield (60-95%). Enaminoesters 97 and 118 could be easily converted into the corresponding aminodiesters 124 and 126 by NaBH(OAc)3 in 65% yield. In the step of the Diekmann cyclization of aminodiesters the sistem Na/THF/3h at reflux afforded the derived azabicyclo[3.3.0]octanes in 50- 60% yield. The analogs of the hyacinthacines were synthesized with reduction of 109, 132 and 133 with LiAlH4/THF in 52% yield with the stereochemistry to be determined. The products 109, 132, 133, 135, 136 and 137 were tested for parasitic activity and showed good results. Compounds 109, 132, 135 and 136 killed 100% of the larvae at the concentrations of 5 μg/ml and 2.5 μg/ml being not toxic at the lower concentrations. Compounds 133 and 137 were more toxic being lethal to the larvae at concentrations of 1.25 μg/ml but did not case death at the lower concentrations.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6501.pdf: 1672444 bytes, checksum: 64754c3f12e26620a22bf55af9f8d5ff (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / The Brazilian cattle industry is presented as highlighted on the world stage and the significant participation of this productive sector in the economy means that there is concern with production losses, among which stands out those caused by infestation of Rhipicephalus (Boophilus) microplus, main ectoparasite vector cattle and various diseases. The genetic variability for resistance to the cattle tick shows that this trait can be genetically improved. For the execution of this work, it was used a study of genome wide association (GWAS) for resistance to Rhipicephalus (Boophilus) microplus, performed by Dr. Fernando Flores Cardoso, with 260 Hereford and 500 Braford animals. The monitoring of the infestation was accomplished by counting tick females larger than 4.5 mm from one of the animal's body side, and the degree of infestation was evaluated for each animal by averaging at least two consecutive counts, with intervals of approximately thirty days, in the months of highest incidence of the parasite. The animals were genotyped using a 50K SNP chip, and it was found a total of 37,346 SNPs that passed in quality test. Among these markers, 178 showed significant effects and allowed the mining of 175 genes in these regions, at an interval of 200 Kb (100 Kb for each side of each marker). Most of these polymorphisms associated with the trait is located in regions without defined functions (intronic and intergenic), and only one of them is located in the splicing region. The most significant regions of the GWAS were identified on chromosomes 7, 21 and 23, which were found 72 genes in linkage disequilibrium with the molecular markers. Therefore, a functional annotation of the genes on these 3 chromosomes was performed, allowing the choice of 11 candidate genes for the study of various metabolic pathways in which they are inserted. Among these pathways, the most important are those related to immune responses, secretion and intracellular transport, calcium influx and epidermal growth and differentiation. / A bovinocultura brasileira apresenta-se como destaque no cenário mundial e a expressiva participação deste setor produtivo na economia faz com que haja preocupação com as perdas produtivas, dentre as quais destaca-se aquelas causadas pela infestação do carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus, principal ectoparasita de bovinos e vetor de diversas doenças. A variabilidade genética observada para a resistência dos bovinos ao carrapato permite que essa característica seja melhorada geneticamente, como forma alternativa de controle desses ectoparasitos. Para a execução do presente trabalho, foi utilizado um estudo de associação genômica ampla (GWAS) para a resistência ao carrapato R. microplus, o qual foi realizado pela equipe do Dr. Fernando Flores Cardoso (Embrapa Pecuária Sul), com 260 animais da raça Hereford e 500 animais da raça Braford. O monitoramento das infestações foi realizado por meio da contagem de fêmeas do carrapato com tamanho superior a 4,5 mm em um dos lados do corpo do animal, e o grau de infestação de cada animal foi avaliado pela média de pelo menos duas contagens consecutivas, com intervalos de aproximadamente trinta dias, conduzidas no sobreano, nos meses de maior incidência do parasito. Os animais foram genotipados com utilização de um chip de SNPs de 50 K e, após a realização do GWAS, verificou-se que um total de 37.346 SNPs passou nos teste de qualidade. Dentre esses marcadores, 178 SNPs apresentaram efeitos significativos e permitiram a mineração de 175 genes nessas regiões, em um intervalo de 200 Kb (100 Kb para cada lado de cada marcador). A maioria dos polimorfismos associados com a característica está localizada em regiões sem funções determinadas (intergênicas e intrônicas), apenas um deles encontra-se em região de splicing. Sendo assim, estes marcadores podem constituir mutações não causais que se encontram em desequilíbrio de ligação com mutações funcionais. As regiões mais significativas do GWAS foram identificadas nos cromossomos 7, 21 e 23, onde foram identificados 72 genes em desequilíbrio de ligação com os marcadores moleculares. Portanto, foi realizada uma anotação funcional dos genes localizados nesses 3 cromossomos, o que permitiu a seleção de 11 genes candidatos para um estudo mais aprofundado das vias metabólicas nas quais eles estão inseridos. Verificou-se que esses genes participam de processos importantes em vias já relacionadas com a resistência a carrapatos, tais como apresentação de antígenos, transporte e secreção intracelular e diferenciação da epiderme.