A esquistossomose acomete 207 milhões de pessoas, com mais de 200 mil mortes anuais. Seu principal agente etiológico é o helminto Schistosoma e o principal modelo experimental, o camundongo. Linhagens de camundongos selecionadas geneticamente para susceptibilidade (TS) e resistência (TR) a tolerância imunológica constituem bons modelos para o estudo da resposta imunológica específica e inespecífica nas infecções. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a infecção experimental por S. mansoni nestes camundongos, evidenciando a imunopatologia por diversos parâmetros na fase aguda da infecção. TR e TS não diferiram quanto a penetração de cercárias, recuperação de vermes adultos, fecundidade/produtividade de ovos das fêmeas de S. mansoni, mas predominaram ovos mortos em TS. Quanto maior o número de casais, maior a probabilidade de troca de casais e regressão sexual da fêmea, além de pequena redução da produtividade de ovos. Análise ultraestrutural dos parasitos machos recuperados de TS apresentaram tubérculos edemaciados, espinhos encurtados e em menor densidade que os parasitos dos TR. O tegumento dos parasitos recuperados de TS apresentou-se desorganizado, intensamente vacuolizado e com tendência a se desprender da superfície e espinhos internalizados e células vitelínicas desorganizadas. TS desenvolveram granulomas hepáticos grandes, com fibras radiais e predomínio do estágio exsudativo-produtivo com características de fase produtiva (EP/P), enquanto camundongos TR desenvolveram granulomas menores, com fibras concêntricas e predomínio de granulomas exsudativo-produtivos. TS desenvolveu hepatomegalia mais acentuada na fase aguda da infecção e exacerbada esplenomegalia na fase crônica. A aspartato aminotransferase mais elevada nos TR foi coerente com a acentuada histólise nos granulomas iniciais dos TR. É possível que a histólise menor em TS tenha contribuído para sua intensa hepatomegalia na fase aguda. Leucócitos totais séricos aumentaram em TS, nas fases aguda e crônica, mas não em TR. TS apresentaram anemia durante a fase crônica da infecção, possivelmente devido ao desvio na hematopoiese medular para a produção de leucócitos ou apoptose das hemácias. A mieloperoxidase neutrofílica hepática e no íleo foi maior em TS e a peroxidase de eosinófilos foi mais elevada no íleo do TS. Ambas as linhagens produziram IFN-γ, mas os níveis funcionais de IFN-γ foram diferentes nas duas linhagens em cultura de células. É possível que a imunopatologia hepática grave na linhagem TS possa estar relacionada aos altos títulos IFN-γ. TS produziu IL-10 em maior quantidade, entretanto esta citocina não foi capaz de regular o crescimento exacerbado dos granulomas hepáticos. Altos títulos de IL-4 na linhagem TS também são coerentes com a exacerbação dos granulomas, pois, como a IL-13, a IL-4 induz síntese de colágeno e está relacionada ao desenvolvimento da fibrose no granuloma esquistossomótico. Observamos redução do percentual relativo de células T CD4+ hepáticas de animais infectados em ambas as linhagens e redução percentual nas subpopulações de linfócitos B na medula óssea (precursores, linfócitos B imaturos, maduros e plasmócitos) mais acentuada em TS que em TR, possivelmente devido a extensa mobilização de B imaturos induzida pela inflamação ou desvio da hematopoiese para síntese de granulócitos em TS. Quantitativamente, TR não alterou suas subpopulações de linfócitos B. TS e TR são bons modelos para estudo da resposta imunológica na infecção esquistossomótica experimental. Novos estudos são necessários para confirmar nossas propostas e compreender os mecanismos envolvidos na diferença da resposta imunológica dessas linhagens na relação schistosoma-hospedeiro. / Schistosomiasis affects 207 million people, with more than 200 000 deaths annually. Its main etiological agent is the helminth Schistosoma and the main experimental model, the mouse. Strains of mice genetically selected for susceptibility (TS) and resistance (TR) immunological tolerance are good models for the study of specific and nonspecific immune response in infections. The objective of this study was to characterize the experimental infection with S. mansoni in these mice, demonstrating the immunopathology of several parameters in the acute phase of infection. TR and TS did not differ in the penetration of cercariae, adult worms recovery, fecundity/ productivity of eggs from females of S. mansoni, but dead eggs prevailed in TS. The greater the number of couples, the more probability of changing couples and female sexual regression, and slight reduction of the eggs productivity. Ultrastructural analysis of parasites recovered from TS males had swollen tubercles, shortened spines and lower density of them than the parasites of TR. The tegument of the parasites recovered from TS appeared disorganized, intensely vacuolated and with a tendency to detach from the surface and internalized spines and disorganized vitelline cells. TS developed large hepatic granulomas with radial fibers and predominance of exudative-productive stage with characteristics of productive stage (EP/P), while TR mice developed smaller granulomas, with concentric fibers and predominance of exudative-productive granulomas. TS developed hepatomegaly more pronounced in the acute phase of infection and exacerbated splenomegaly in chronic phase. The aspartate aminotransferase was higher in TR mice consistent with the marked histolysis in initials TR granulomas. It is possible that the lower histolysis in TS mice has contributed to its severe hepatomegaly in acute phase. Serum total leukocytes increased in TS acute and chronic phases, but not in TR. TS had anemia during the chronic phase of infection, possibly due to deviation in bone marrow hematopoiesis for the production of leukocytes or apoptosis of red blood cells. The neutrophil myeloperoxidase from liver and ileum were higher in TS and the eosinophil peroxidase was higher in the TS ileum. Both strains produced IFN-γ, but functional levels of IFN-γ were different in the two strains in cell culture. It is possible that severe liver immunopathology in TS strain may to be related to high IFN-γ titers. TS produced IL-10 in larger quantities, however this cytokine was not able to regulate the overgrowth of hepatic granulomas. High levels of IL-4 in TS strain are also consistent with the exacerbation of granulomas, because as IL-13, IL-4 induces collagen synthesis and is related to the development of fibrosis in schistosomal granuloma. We observed reduction in the relative percentage of TCD4 + liver cells of infected animals in both strains and percentage reduction in subpopulations of B lymphocytes in bone marrow (precursors, immature and mature B lymphocytes, plasma cells) stronger in TS than TR, possibly due to extensive mobilization of immature B cells induced by inflammation or hematopoiesis deviation for synthesis of granulocytes in TS. Quantitatively, TR did not change their subpopulations of B lymphocytes. TS and TR are good models for studying the immune response in experimental schistosome infection. Further studies are needed to confirm our proposals and to understand the mechanisms underlying the difference in immune response of these strains in the relationship schistosoma-host.

Esquistossomose é uma doença crônica e debilitante. Schistosoma representa a única classe de trematódeos com vida dióica. Um contínuo pareamento com o macho é essencial para a maturação sexual do sexo feminino. Fêmeas adultas provenientes de infecções uni-sexuadas são subdesenvolvidas, apresentam atrofia do tamanho e um sistema reprodutivo imaturo. Para estudar os mecanismos envolvidos no pareamento de vermes adultos foram utilizadas duas plataformas de microarranjos distintas: uma composta por 4 mil sondas de cDNA dupla fita produzida pelo nosso grupo de pesquisas e outra composta por 44 mil sondas de oligonucleotideos desenhadas pelo nosso grupo e produzida pela empresa Agilent Technologies. Com a plataforma de 4 mil sondas detectamos 113 transcritos diferencialmente expressos em fêmeas adultas mantidas separadas de seus respectivos pares durante 24 horas de cultivo in vitro quando comparadas com fêmeas adultas pareadas; para 10 destes genes obtivemos uma confirmação adicional da expressão diferencial por transcrição reversa fita específica seguida de PCR em Tempo Real. Observamos também os efeitos do pareamento no perfil de expressão gênica de machos adultos mantidos separados de seus respectivos pares durante 24 horas de cultivo in vitro; foram encontrados 152 transcritos diferencialmente expressos. Com a plataforma de 44 mil sondas foi detectada a expressão de 5.798 genes transcricionalmente ativos em verme adulto, em um conjunto de 19.907 genes únicos representados nesta plataforma. A análise do conjunto de genes \"no match\" mostrou que em 156 genes ocorria expressão senso e anti-senso; para 6 destes transcritos obtivemos uma confirmação adicional da expressão nas duas fitas por transcrição reversa fita específica seguida de PCR em Tempo Real. Adicionalmente foram identificados 2717 transcritos diferencialmente expressos em fêmeas separadas de seus respectivos pares durante 13 dias de cultivo in vitro, quando comparadas com fêmeas mantidas pareadas. Para as análises com machos separados durante 13 dias foram encontrados 243 transcritos diferencialmente expressos. Por fim, realizamos estudos com o objetivo de observar os genes que podem estar correlacionados com o contato físico do pareamento (macho e fêmea) e genes que podem ser regulados pela possível difusão de proteínas e hormônios secretados no meio, para os quais a mudança do nível de expressão não dependa da necessidade de contato entre o macho e a fêmea. Sabe-se que o contato direto da fêmea com o macho é necessário para manter a atividade reprodutiva feminina e observamos que o re-pareamento pode restabelecer o perfil de expressão gênica de fêmeas ou machos separados. Além disso, observamos que fêmeas separadas e depois mantidas na presença do macho, porém sem re-pareamento, apresentam uma expressão gênica diferente das fêmeas separadas e depois mantidas na ausência de machos, sugerindo que algum fator secretado pelo macho no meio regula a expressão. Este trabalho representa uma importante contribuição no entendimento da relação macho-fêmea em nível molecular. / Schistosomiasis is a chronic and debilitating disease. Schistosoma represents the only class of trematodes with a dioecious life. A continuous pairing with the male is essential for female sexual maturation. Adult females from uni-sexual infections are underdeveloped, have body atrophy and an immature reproductive system. To study the mechanisms involved in pairing of adult worms two microarray platforms were used: one comprised by 4000 cDNA probes and printed by our research group and another comprised by 44 000 oligonucleotide probes designed by our group and printed by Agilent Technologies Company. With the 4000-probes platform we detected 113 transcripts differentially expressed in adult females kept separated from their mates during 24 hours in vitro when compared with paired adult females; for 10 of these genes we obtained additional confirmation of differential expression by Real Time RT-PCR. We also observed the effects of pairing on the gene expression profile of adult males kept separate from their mates during 24 hours in vitro, where we found 152 differentially expressed transcripts. With the 44 000-probes platform we detected the expression of 5798 genes in adult worms, out of a set of 19 907 unique genes represented on this platform. Analysis of the \"no match\" genes showed that 156 have transcription from the sense and anti-sense strands; for 6 of them we obtained additional confirmation of expression by strand specific Real Time RT-PCR. Additionally, we identified 2717 differentially expressed transcripts in females separated from their mates during 13 days in vitro when compared to females that remained paired. In the analysis of males separated for 13 days we found 243 differentially expressed transcripts. Finally, we performed a study aimed at observing genes which might be correlated to physical contact pairing (male and female) and compared to genes that might be regulated by the possible diffusion of secreted proteins and hormones in the medium, for which the change of expression level does not depend on physical contact between male and female. It is known that direct female-male contact is needed to keep the female reproductively activity and we observed that repairing can restore the gene expression profile of females or males that were kept separated. Furthermore, we observed that females separated and then maintained in the presence of male, but without re-pairing, have a different gene expression from the separated females kept without males, suggesting that some male secreted factors might be involved in gene regulation. This work represents an important contribution to the understanding of male-female relation at the molecular level

Submitted by Luciana Sebin (lusebin@ufscar.br) on 2016-09-27T12:08:38Z No. of bitstreams: 1 DissLP.pdf: 10003873 bytes, checksum: 89fb02c36205a1922829c70d0aa75ff4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:56:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLP.pdf: 10003873 bytes, checksum: 89fb02c36205a1922829c70d0aa75ff4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T19:56:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLP.pdf: 10003873 bytes, checksum: 89fb02c36205a1922829c70d0aa75ff4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T19:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLP.pdf: 10003873 bytes, checksum: 89fb02c36205a1922829c70d0aa75ff4 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Schistosomiasis mansoni is a disease caused by Schistosoma mansoni, it affects about 8 million people in Brazil and it is a neglected disease. Moreover, it is necessary to develop new tools for its control, since for over 40 years the same drug has been used to treat it. Thus, the search for vaccines is of great value for the control of schistosomiasis. In this study, we evaluated two recombinant enzymes of S. mansoni, the MTAP and APRT as immunogens, and checked the antiparasitic and anti-inflammatory effects in the schistosomiasis murine model. By means of prior immunization with MTAP and/or APRT, we analyzed, after the infection with S. mansoni, the host response to parasite board determination, immunological cytokines and histopathological changes in the liver of these animals. Our data showed that the MTAP enzyme was able to decrease the number of adult worms in previously immunized animals; APRT enzyme and/or the mix of the two enzymes induced reduction of inflammation in the liver of animals and promoted collagen deposition control; and MTAP enzyme and the mix stimulated a humoral immune response with production of IgG1 and IgE antibodies. Hence we suggest that the enzymes have potential for new studies that would seek a future vaccine target for the control of schistosomiasis. / A esquistossomose mansônica é uma doença causada pelo agente etiológico Schistosoma mansoni, acomete cerca de 8 milhões de brasileiros, sendo considerada uma doença negligenciada. Assim, faz-se necessário o desenvolvimento de novas ferramentas para o seu controle, visto que há mais de 40 anos usa-se o mesmo fármaco para o seu tratamento. Dessa forma, a busca por vacinas é de grande valia para o controle da esquistossomose mansônica. Neste estudo, avaliamos duas enzimas recombinantes de S. mansoni, a MTAP e a APRT, como imunógenos e verificamos o efeito antiparasitário e anti-inflamatório no modelo murino da esquistossomose mansônica. Por meio da imunização prévia com MTAP e/ou APRT e após a infecção com S. mansoni, analisamos a resposta do hospedeiro com determinação da carga parasitária, as citocinas imunológicas e as alterações histopatológicas no fígado desses animais. Dessa forma, nossos dados mostraram que a enzima MTAP foi capaz diminuir o número de vermes adultos nos animais previamente imunizados. A imunização com a enzima APRT e/ou com o mix das duas enzimas induziu redução do processo inflamatório no fígado dos animais e promoveu controle do depósito de colágeno. E durante a avaliação da resposta humoral a imunização com a enzima MTAP e o mix estimulou uma resposta específica com produção de anticorpos IgG1 e IgE. Assim, sugerimos que, as enzimas apresentam potencial para novos estudos que buscam um futuro alvo vacinal para o controle da esquistossomose mansônica.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1301950 bytes, checksum: 6fbbf4b2a61f2a6e15625bb5f54e5cd6 (MD5) Previous issue date: 2008-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The in vitro effects of four isolates of the nematophagous fungi Duddingtonia flagrans (AC001), Monacrosporium sinense (SF53) and Pochonia chlamydosporia (VC1 and VC4) on eggs of Fasciola hepatica and Schistosoma mansoni was evaluated in two assays (A and B). Eggs of F. hepatica (assay A) and S. mansoni (assay B) were incubated in Petri dishes with 2% water-agar inoculated with the grown fungal isolates and a control without fungus. After seven, 14 and 21 days post- inoculation, one hundred eggs were removed and classified according to the following parameters: type 1, lytic effect without morphological damage to eggshell; type 2, lytic effect with morphological alteration of embryo and eggshell; and type 3, lytic effect with morphological alteration of embryo and eggshell, with hyphal penetration and internal egg colonization. In assay A, D. flagrans (AC001) and M. sinense (SF53) showed results only for type-1 effect on F. hepatica eggs, but with no significant difference (p>0.01) between them. P. chlamydosporia (VC1 and VC4) showed percentage results for ovicidal activity of type-1, -2 and -3 effects on F. hepatica eggs, with type-3 effect of 12.8% (VC1) and 16.5% (VC4); 14.4% (VC1) and 18.7% (VC4), 20.1% (VC1) and 21.5% (VC4) at seven, 14 and 21 days respectively. At the end of assay A no difference was found in the action of VC1 and VC4 for type-1, -2 and -3 effects over the three studied periods. In assay B, D. flagrans (AC001) and M. sinense (SF53) showed percentage results only for type 1 effect on S. mansoni eggs, with no significant difference (p>0.01) between them. P. chlamydosporia showed ovicidal activity on S. mansoni eggs with percentage results for type-1, -2 and -3 effects showing type 3 effect of: 26.6% (VC1) and 17.2% (VC4); 25.6% (VC1) and 22.6% (VC4); 26.3% (VC1) and 23.0% (VC4) at seven, 14 and 21 days respectively. At the end of the assay B, no difference was found in the action between the isolates VC1 and VC4 for type-1, -2 and -3 effects as well. The results of the A and B in vitro assays showed that P. chlamydosporia (VC1 and VC4) negatively affected F. hepatica and S. mansoni eggs and can therefore be used as biological control agent for these helminths. / Avaliou-se, em dois ensaios experimentais (A e B), a ação in vitro de quatro isolados de fungos nematófagos dos gêneros Duddingtonia flagrans (AC001), Monacrosporium sinense (SF53) e Pochonia chlamydosporia (VC1 e VC4) sobre ovos de Fasciola hepatica e Schistosoma mansoni. Ovos de F. hepatica (ensaio A) e ovos de S. mansoni (ensaio B) foram vertidos em placas de Petri com ágar-água 2% com os isolados fúngicos crescidos, e em placas de Petri sem fungo como controle. Ao completarem sete, 14 e 21 dias, aproximadamente cem ovos foram removidos e classificados de acordo com os seguintes parâmetros: efeito do tipo 1, efeito lítico sem prejuízo morfológico à casca do ovo; efeito do tipo 2, efeito lítico com alteração morfológica da casca e embrião; e efeito do tipo 3, efeito lítico com alteração morfológica do embrião e da casca, além de penetração de hifas e colonização interna do ovo. No ensaio A, os fungos D. flagrans (AC001) e M. sinense (SF53) apresentaram resultados percentuais somente para o efeito do tipo 1 sobre os ovos de F. hepatica, porém sem apresentar diferença significativa (p>0,01) entre eles. O fungo P. chlamydosporia (VC1 e VC4) demonstrou resultados percentuais de atividade ovicida para os efeitos dos tipos 1, 2 e 3 sobre os ovos de F. hepatica, com efeito do tipo 3 de 12,8% (VC1) e 16,5% (VC4); 14,4% (VC1) e 18,7% (VC4), 20,2% (VC1) e 21,5% (VC4), respectivamente aos sete, 14 e 21 dias. Ao final do ensaio experimental A, não foi observada diferença na ação de VC1 e VC4 para os efeitos dos tipos 1, 2 e 3 ao longo dos três períodos estudados. No ensaio experimental B, os fungos D. flagrans (AC001) e M. sinense (SF53) apresentaram somente resultados percentuais para o efeito do tipo 1 sobre os ovos de S. mansoni, sem contudo apresentar diferença significativa (p>0,01) entre eles. P. chlamydosporia demonstrou atividade ovicida sobre ovos de S. mansoni com resultados percentuais para os efeitos dos tipos 1, 2 e 3 apresentando um efeito do tipo 3 de 26,6% (VC1) e 17,2% (VC4); 25,6% (VC1) e 22,6% (VC4); 26,3% (VC1) e 23,0% (VC4) respectivamente aos sete, 14 e 21 dias. Contudo ao final do ensaio experimental B, também não foi observada diferença na ação entre os isolados VC1 e VC4 para os efeitos dos tipos 1, 2 e 3. Os resultados dos ensaios experimentais in vitro A e B demonstraram que P. chlamydosporia (VC1 e VC4) influenciou de forma negativa os ovos de F. hepatica e S. mansoni, e assim pode ser considerado como um potencial candidato a controlador biológico desses helmintos.

A esquistossomose acomete 207 milhões de pessoas, com mais de 200 mil mortes anuais. Seu principal agente etiológico é o helminto Schistosoma e o principal modelo experimental, o camundongo. Linhagens de camundongos selecionadas geneticamente para susceptibilidade (TS) e resistência (TR) a tolerância imunológica constituem bons modelos para o estudo da resposta imunológica específica e inespecífica nas infecções. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a infecção experimental por S. mansoni nestes camundongos, evidenciando a imunopatologia por diversos parâmetros na fase aguda da infecção. TR e TS não diferiram quanto a penetração de cercárias, recuperação de vermes adultos, fecundidade/produtividade de ovos das fêmeas de S. mansoni, mas predominaram ovos mortos em TS. Quanto maior o número de casais, maior a probabilidade de troca de casais e regressão sexual da fêmea, além de pequena redução da produtividade de ovos. Análise ultraestrutural dos parasitos machos recuperados de TS apresentaram tubérculos edemaciados, espinhos encurtados e em menor densidade que os parasitos dos TR. O tegumento dos parasitos recuperados de TS apresentou-se desorganizado, intensamente vacuolizado e com tendência a se desprender da superfície e espinhos internalizados e células vitelínicas desorganizadas. TS desenvolveram granulomas hepáticos grandes, com fibras radiais e predomínio do estágio exsudativo-produtivo com características de fase produtiva (EP/P), enquanto camundongos TR desenvolveram granulomas menores, com fibras concêntricas e predomínio de granulomas exsudativo-produtivos. TS desenvolveu hepatomegalia mais acentuada na fase aguda da infecção e exacerbada esplenomegalia na fase crônica. A aspartato aminotransferase mais elevada nos TR foi coerente com a acentuada histólise nos granulomas iniciais dos TR. É possível que a histólise menor em TS tenha contribuído para sua intensa hepatomegalia na fase aguda. Leucócitos totais séricos aumentaram em TS, nas fases aguda e crônica, mas não em TR. TS apresentaram anemia durante a fase crônica da infecção, possivelmente devido ao desvio na hematopoiese medular para a produção de leucócitos ou apoptose das hemácias. A mieloperoxidase neutrofílica hepática e no íleo foi maior em TS e a peroxidase de eosinófilos foi mais elevada no íleo do TS. Ambas as linhagens produziram IFN-γ, mas os níveis funcionais de IFN-γ foram diferentes nas duas linhagens em cultura de células. É possível que a imunopatologia hepática grave na linhagem TS possa estar relacionada aos altos títulos IFN-γ. TS produziu IL-10 em maior quantidade, entretanto esta citocina não foi capaz de regular o crescimento exacerbado dos granulomas hepáticos. Altos títulos de IL-4 na linhagem TS também são coerentes com a exacerbação dos granulomas, pois, como a IL-13, a IL-4 induz síntese de colágeno e está relacionada ao desenvolvimento da fibrose no granuloma esquistossomótico. Observamos redução do percentual relativo de células T CD4+ hepáticas de animais infectados em ambas as linhagens e redução percentual nas subpopulações de linfócitos B na medula óssea (precursores, linfócitos B imaturos, maduros e plasmócitos) mais acentuada em TS que em TR, possivelmente devido a extensa mobilização de B imaturos induzida pela inflamação ou desvio da hematopoiese para síntese de granulócitos em TS. Quantitativamente, TR não alterou suas subpopulações de linfócitos B. TS e TR são bons modelos para estudo da resposta imunológica na infecção esquistossomótica experimental. Novos estudos são necessários para confirmar nossas propostas e compreender os mecanismos envolvidos na diferença da resposta imunológica dessas linhagens na relação schistosoma-hospedeiro. / Schistosomiasis affects 207 million people, with more than 200 000 deaths annually. Its main etiological agent is the helminth Schistosoma and the main experimental model, the mouse. Strains of mice genetically selected for susceptibility (TS) and resistance (TR) immunological tolerance are good models for the study of specific and nonspecific immune response in infections. The objective of this study was to characterize the experimental infection with S. mansoni in these mice, demonstrating the immunopathology of several parameters in the acute phase of infection. TR and TS did not differ in the penetration of cercariae, adult worms recovery, fecundity/ productivity of eggs from females of S. mansoni, but dead eggs prevailed in TS. The greater the number of couples, the more probability of changing couples and female sexual regression, and slight reduction of the eggs productivity. Ultrastructural analysis of parasites recovered from TS males had swollen tubercles, shortened spines and lower density of them than the parasites of TR. The tegument of the parasites recovered from TS appeared disorganized, intensely vacuolated and with a tendency to detach from the surface and internalized spines and disorganized vitelline cells. TS developed large hepatic granulomas with radial fibers and predominance of exudative-productive stage with characteristics of productive stage (EP/P), while TR mice developed smaller granulomas, with concentric fibers and predominance of exudative-productive granulomas. TS developed hepatomegaly more pronounced in the acute phase of infection and exacerbated splenomegaly in chronic phase. The aspartate aminotransferase was higher in TR mice consistent with the marked histolysis in initials TR granulomas. It is possible that the lower histolysis in TS mice has contributed to its severe hepatomegaly in acute phase. Serum total leukocytes increased in TS acute and chronic phases, but not in TR. TS had anemia during the chronic phase of infection, possibly due to deviation in bone marrow hematopoiesis for the production of leukocytes or apoptosis of red blood cells. The neutrophil myeloperoxidase from liver and ileum were higher in TS and the eosinophil peroxidase was higher in the TS ileum. Both strains produced IFN-γ, but functional levels of IFN-γ were different in the two strains in cell culture. It is possible that severe liver immunopathology in TS strain may to be related to high IFN-γ titers. TS produced IL-10 in larger quantities, however this cytokine was not able to regulate the overgrowth of hepatic granulomas. High levels of IL-4 in TS strain are also consistent with the exacerbation of granulomas, because as IL-13, IL-4 induces collagen synthesis and is related to the development of fibrosis in schistosomal granuloma. We observed reduction in the relative percentage of TCD4 + liver cells of infected animals in both strains and percentage reduction in subpopulations of B lymphocytes in bone marrow (precursors, immature and mature B lymphocytes, plasma cells) stronger in TS than TR, possibly due to extensive mobilization of immature B cells induced by inflammation or hematopoiesis deviation for synthesis of granulocytes in TS. Quantitatively, TR did not change their subpopulations of B lymphocytes. TS and TR are good models for studying the immune response in experimental schistosome infection. Further studies are needed to confirm our proposals and to understand the mechanisms underlying the difference in immune response of these strains in the relationship schistosoma-host.

As proteínas ligadoras de ácidos graxos (Fatty Acid Binding Proteins, FABPs) de parasitos têm um papel importante no processo de infecção por estes organismos. Por este motivo, estas proteínas são antígenos candidatos para vacina contra a infecção por Schistosoma mansoni e Fasciola hepatica. No presente trabalho foram caracterizadas FABPs de F. hepatica e comparadas com a proteína Sm14 de S. mansoni, a FABP de parasito melhor caracterizada, mediante análise de sequências e estruturas modeladas. Também foram clonadas, expressas e purificadas as FABPs tipo 1 e tipo 3 de F. hepatica. Os resultados do presente estudo indicam que a FABP tipo 3 de F. hepatica é relacionada estrutural, imunológica e funcionalmente com a Sm14, um candidato vacinal amplamente estudado. Devido à importância da Sm14 como alvo para o desenvolvimento de vacina para a esquistossomose, as características apresentadas pela FhFABP3 de F. hepatica apontam esta proteína como um candidato importante também para o desenvolvimento de uma vacina contra a fasciolose / Parasites fatty acid binding proteins (FABPs) have an important role in infection process by these organisms. For this reason, these proteins are candidates as vaccine antigens against Schistosoma mansoni and Fasciola hepatica infection. In the present study, FABPs from F. hepatica were characterized and compared with Sm14 protein from S. mansoni, the best characterized parasite FABP, by sequence analysis and modeled structure. Type 1 and type 3 FABPs from F. hepatica were also cloned, expressed and purified. The results of this study indicated that type 3 FABP from F. hepatica is structural, immunological and functionally related with Sm14, a vaccine candidate widely studied. Due to the importance of Sm14 as a target for vaccine development for schistosomiasis, the characteristics presented by the FhFABP3 from F. hepatica suggest this protein as a candidate also important for the development of a vaccine against fasciolosis

As doenças parasitárias são uma das maiores causas de morte em países em desenvolvimento, e recebem pouca ou nenhuma atenção das indústrias farmacêuticas para o desenvolvimento de terapias. A esquistossomose mansoni também conhecida como barriga d´água ou doença do caramujo é uma doença parasitária crônica que afeta aproximadamente 207 milhões de pessoas no mundo sendo aproximadamente 6 milhões somente no Brasil. Os medicamentos disponíveis no mercado causam graves efeitos colaterais. Além disso, há relatos de cepas de S. mansoni resistentes à esses medicamentos, justificando assim a busca por novos fármacos. O Schistosoma mansoni não possui a via de novo para a biosíntese de bases púricas e depende integralmente da via de salvação para o suprimento dessa. Assim, este trabalho teve como objetivo determinar as constantes catalíticas e a estrutura tridimensional da MTAP (EC 2.4.2.28), enzima esta que participam da via de salvação de purinas, e é desta forma essencial para a reprodução do parasita. Esta enzima foi expressa de forma heteróloga, purificada e cristalizada. A proteína foi submetida à ensaios cinéticos em sistema acoplado, onde foram determinadas as constantes catalíticas. A proteína foi também cristalizada em condições que continham 100 mM de Bis-tris ou MES com pH variando entre 6,1 a 6,5 e PEG3350, cuja concentração variou ente 14-18%. Os cristais foram submetidos à difração de raios-X no LNLS e no DLS. Foram obtidos, quatro conjuntos de dados, que foram processados, refinados e analisados. Obteve-se estrutura apoenzima em complexo com fosfato, em complexo com adenina e sulfato, em complexo com tubercidina e sulfato e em complexo com adenina e glicerol em um grupo espacial diferente dos demais. Através da estrutura secundária, foi possível analisar o sítio ativo, além de obter informações preliminares do mecanismo catalítico da enzima alvo. Este trabalho colabora para a futura elucidação completa da via de salvação de purinas em S. mansoni, e fornece informações básicas para que a busca por novos fármacos tenha novos ramos a serem explorados. / The parasitic illness are the leading cause of deaths in developing countries, and receives little or no attention from drug companies to develop therapies. Schistosomiasis mansoni also known as water belly or snail´s disease is a chronic parasitic illness that affects approximately 207 million people worldwide with approximately 6 million in Brazil. Schistosomiasis is treated by the use of drugs that are not-in fact effective for the eradication of the disease, and although their efficiency cause serious side effects. In addition, there are reports of S. mansoni´s resistant strains to these drugs, thus justifying the search for new drugs. The Schistosoma mansoni parasite does not possess the de novo pathway for purine bases biosynthesis and depends entirely on salvage pathways for its purine requirement. Thus this study aimed to determine the catalytic constants and three-dimensional structure of MTAP (EC 2.4.2.28), an enzyme that is involved in purine salvation pathway, and is thus essential to the reproduction of the parasite. The MTAP was heterologously expressed, purified and crystallized. The protein was submitted to kinetic assays in coupled system, to determine the catalytic constants. The protein was crystallized in 100mM Bis-tris or MES pH 6.1-6.5 and 14-18% PEG 3350. The crystals were submitted to diffraction of rays-X in the LNLS and DLS. Data sets were obtained, processed, refined and analyzed. Structures were obtained in apoenzyme form complexed with fosfate, complexed with adenine and sulfate, complexed with tubercidin and sulfate, and with adenine and glycerol in a space group different of the others. Through the secondary structure, it was possible to analyze the active site and obtained preliminary information of the catalytic mechanism of the target enzyme. This study contributes to the complete elucidation of the purine salvation pathway in S. mansoni, and provides basic information for the research of the new drugs.

Septinas são proteínas pertencentes à família das GTPases que estão envolvidas em uma variedade de funções celulares. Verificamos através de análises bioinformáticas que Schistosoma mansoni, um dos principais agentes etiológicos da esquistossomose, possui quatro genes que codificam septinas (SmSept5, SmSept10, SmSept7.1 e SmSept7.2). O objetivo deste trabalho foi a produção heteróloga das proteínas codificadas por estes genes, visando estudos estruturais e funcionais das mesmas. As septinas SmSEPT5 e SmSEPT10 foram expressas em sistema recombinante e foi possível a obtenção de formas solúveis destas proteínas. Experimentos de gel filtração e cross-linking mostraram que elas são diméricas em solução e estáveis em ampla faixa de pH, embora agregados proteicos tenham sido observados com o aumento da temperatura. Ambas as proteínas foram capazes de ligar GTP e GDP, embora apenas SmSEPT5 tenha apresentado atividade GTPásica. Mg2+ se mostrou essencial para a ligação de GTP a ambas as proteínas, enquanto a ligação do GDP foi independente da presença deste cofator. Ensaios de cristalização com o domínio GTPase de SmSEPT10 resultaram em cristais de ótima qualidade cuja difração resultou na obtenção da estrutura com melhor resolução alcançada até o momento para septinas: 1.9 Å para a forma ligada a GDP e 2.1 Å para a forma ligada a GTP. A análise da sobreposição das estruturas obtidas resultou na observação do deslizamento de uma fita β em relação às demais, que acreditamos estar envolvido com o mecanismo de associação destas proteínas à membranas. Um sistema de coexpressão foi construído em que SmSEPT5, SmSEPT10 e SmSEPT7.2 foram coexpressas e copurificadas, resultando na verificação da formação de hetero-oligômeros e filamentos por estas proteínas. Tratamento de diversas fases do ciclo de vida do parasito com um composto (FCF) que afeta a dinâmica de filamentos de septina, resultou em um fenótipo reversível de paralisia no parasito. Estudos de imunolocalização revelaram a colocalização de septinas e actina em fibras musculares do parasito, sugerindo que a interação entre filamentos de septina e actina pode ter um papel importante nas funções motoras do parasita. A imunolocalização revelou ainda a presença de septinas em placas epiteliais ciliadas de miracídios, células germinativas de miracídios e esporocistos e protonefrídios de cercárias. Os resultados apresentados aqui constituem a primeira descrição de septinas em platelmintos e nos possibilitam o estabelecimento de correlações estruturais e funcionais entre septinas de S. mansoni e complexos análogos de septinas de outros organismos, contribuindo para a elucidação da função desta família de proteínas. / Septins belong to the GTPase family of proteins and are involved in a variety of cellular processes. We have identified four genes encoding septins in Schistosoma mansoni, one of the main causative agents of schistosomiasis, these genes were named SmSept5, SmSept10, SmSept7.1 e SmSept7.2. The aim of this study was to clone the cDNA of these genes in order to subject the resulting proteins to a set of biophysical and functional studies. Biophysical characterizations were undertaken with SmSEPT5 and SmSEPT10 because of the higher solubility of these proteins, which were dimeric in solution and stable over a wide range of pH, although increasing temperatures promoted the aggregation of these proteins. The nucleotide binding assays revealed that both were capable of binding GTP and GDP, although only SmSEPT5 presented GTPase activity. Mg2+ has shown to be essential for GTP binding in both proteins while GDP binding was independent of this cofactor. Crystallization assays with the GTPase domain of SmSEPT10 have resulted in crystals of high quality and consequently high resolution structures were obtained: 1.9 Å to the GDP bound form and 2.1 Å to the GTP bound form, the best resolution achieved to date for any septin member. The sobreposition of the structures obtained enabled us to observe a strand slippage in β3 strand suggesting that it might be part of an activation mechanism involved in the association of these proteins to membranes. A coexpression system was produced, in which SmSEPT5, SmSEPT10 and SmSEPT7.2 were coexpressed and copurified. These proteins were able to assemble into heterocomplexes that further polymerize into filaments. Functional studies performed with a drug (FCF) that affects the dynamics of septin filaments have resulted in a reversible paralysis phenotype in the parasite. Immunolocalization experiments revealed the colocalization of septins and actin in muscular structures of the parasite, suggesting that the interaction of septin and actin filaments might have an important role in the motor activity of the parasite. The immunolocalization also revealed the presence of septins in the ephitelial plates of miracidia, germ cells of miracidia and sporocysts and protonephridia of cercariae. The results presented here constitute the first description of septins in phatyhelmintes and enabled us the establishment of structural and functional relaltionships among septins from S. mansoni and analogous septin complexes in other organisms, contributing to elucidate the function of this family of proteins.

As doenças parasitárias são uma das maiores causas de morte em países em desenvolvimento, e recebem pouca ou nenhuma atenção das indústrias farmacêuticas para o desenvolvimento de terapias. Causada pelo parasita Schistosoma mansoni a esquistossomose mansônica afeta aproximadamente 259 milhões de pessoas no mundo sendo aproximadamente 6 milhões somente no Brasil. O S. mansoni não possui a via \"de novo\" para a biossíntese de bases púricas e depende integralmente da via de salvação para o suprimento dessas bases, portanto, essa via é um alvo em potencial. Agentes capazes de bloquear a atividade das enzimas participantes desta via atuam de forma inespecífica e são quase sempre tóxicos ao homem e por isso o estudo minucioso das pequenas diferenças encontradas entre as enzimas do hospedeiro e do parasita são de extrema importância. Uma diferença marcante entre a via de salvação de purinas do parasita e do hospedeiro humano é a presença de atividade para adenosina fosforilase, que no parasita é exercida por duas entidades distintas: pela enzima Metiltioadenosina fosforilase de S. mansoni (SmMTAP) e por uma enzima até então desconhecida. A enzima SmMTAP naturalmente converte 5\'-deoxi-5\'-metiltioadenosina (MTA) em adenina livre, mas ao contrário do que é visto no hospedeiro, no parasita essa enzima atua preferencialmente na conversão de adenosina. Substituições encontradas no sítio ativo dessa enzima, podem explicar tamanha preferência pelo substrato alternativo, revelando mecanismos distintos da enzima humana. A enzima Purina nucleosídeo fosforilase de S. mansoni (SmPNP) converte inosina e guanosina à hipoxantina e guanina, respectivamente, mas não possui atividade catalítica para adenosina. No entanto, no genoma de S. mansoni é descrita uma isoforma para a SmPNP (SmPNP2), cuja atividade catalítica é desconhecida e, portanto, essa enzima pode também atuar na conversão de adenosina juntamente com a SmMTAP. Assim, os objetivos deste trabalho foram realizar estudos bioquímicos da ação da enzima SmMTAP e realizar a caracterização estrutural e funcional da enzima SmPNP2. Para isso, foram realizadas mutações no sítio ativo da SmMTAP (S12T, N87T, Q289L, S12T/N87T e S12T/N87T/Q289L), as mutantes da SmMTAP juntamente com a enzima SmPNP2 foram clonadas, expressas de forma heteróloga e purificadas. Foram realizados ensaios de cristalização e cinéticos por espectrofotometria utilizando um sistema acoplado. A atividade da SmPNP2 foi ainda avaliada por calorimetria e HPLC. Foram determinadas as constantes catalíticas da forma nativa e para os cinco mutantes da SmMTAP para cinco diferentes substratos. Foi determinada atividade catalítica da SmPNP2 por 3 diferentes substratos: adenosina, inosina e citidina, as constantes catalíticas foram determinadas para os três substratos. Foram obtidos cristais para os mutantes da SmMTAP e da SmPNP2, que foram submetidos à difração de raios X nas linhas I04-1 e I02 do laboratório de radiação síncrotron Diamond Light Source (DLS). Foram resolvidas 9 estruturas dos mutantes da SmMTAP e 4 da proteína SmPNP2. Os dados cinéticos, juntamente com os dados estruturais, permitiram compreender mecanismos catalíticos e de interação das proteínas estudadas, complementando o conhecimento do metabolismo do parasita Schistosoma mansoni e revelando alvos em potencial para o desenvolvimento de fármacos específicos. / The parasitic illness are the leading cause of deaths in developing countries, and receives little or no attention from drug companies to develop therapies. The schistosomiasis is caused by Schistosoma mansoni parasite and affects approximately 259 million people worldwide with 6 million only in Brazil. The Schistosoma mansoni parasite does not possess the \"de novo\" pathway for purine bases biosynthesis and depends entirely on salvage pathway for its purine requirement, therefore this pathway is a potential target. Compounds able to block the enzymes from this pathway, are not specific and are often toxic to humans, thus the thorough study about the particularity found between enzymes from host and parasite are extremely important. A notable difference between human and parasite metabolism, is the activity existence to Adenosine phosphorylase that in parasite is carried out by two distinct entities: by Methylthioadenosine phosphorylase (SmMTAP) and by a hitherto unknown enzyme. The SmMTAP enzyme, naturally converts 5\'-deoxy-5\'-methylthioadenosine (MTA) to free adenine and in opposition to host, in the parasite this enzyme acts manly in adenosine conversion. Substitutions found in the active site from SmMTAP, can explain the huge preference by alternative substrate and to expose a distinct mechanisms from human enzyme. The Purine nucleoside Phosphorylase from S. mansoni (SmPNP) converts inosine and guanosine to hypoxanthine and guanine, respectively, but it not possess catalytic activity to adenosine conversion. However in the S. mansoni genome there is a isoform to SmPNP, whose activity is unknown, thus is possible that SmPNP2 enzyme also can to convert adenosine. This study aimed to perform biochemical studies to investigate the SmMTAP enzyme action and perform the structural and functional characterization of SmPNP2. For this propose was made site-directed mutagenesis (S12T, N87T, Q289L, S12T/N87T e S12T/N87T/Q289L). The SmMTAP mutants and SmPNP2 enzyme were cloned, expressed by heterolog process and purified. Were perform kinetic assays by spectrophotometric method in a coupled system. The SmPNP2 activity was also available by calorimetry and HPLC methods. Were determined the catalytic constants to wild and mutants SmMTAP to five different substrate. Was determinated to SmPNP2 catalictical activity and kinetics parameters to three substrate: adenosine, inosine e cytidine. Were obtained crystals from SmMTAP mutants and SmPNP2 enzyme, those crystals were submitted to X-rays diffractions in the I04-1 and I02 beamlines from Diamond Light Source (DLS). Nine structures were obtained from SmMTAP mutants and four from SmPNP2 enzyme. The kinetics and structural data allowed understanding the catalytic and interaction mechanisms about the protein studied, supplementing the knowledge around Schistosoma mansoni metabolism and reporting potential targets for the specific drugs development.

A classe de proteínas das MEGs (codificadas por genes de micro-éxon) presente em Schistosoma mansoni, ganhou evidência após a publicação do genoma deste parasita, principalmente por ser majoritariamente secretada, estando em contato direito com moléculas do hospedeiro, e possuir alta taxa de variação, o que poderia ter relação com um possível um mecanismo de evasão do sistema imune. Assim, foram escolhidas proteínas da classe das MEGs, todas com predição de hélice anfipática em sua estrutura, para investigação neste trabalho. Hélices anfipáticas são amplamente descritas na literatura como tendo alta propensão à interação com membranas celulares e interessantes funções fisiológicas. O objetivo deste projeto foi estudar a dinâmica de interação com membranas e estabelecer possíveis indícios de função biológica das proteínas MEG-24 e MEG-27 a partir de técnicas biofísicas. Optou-se por trabalhar com essas proteínas produzidas a partir da síntese química. Utilizando as técnicas de CD, Fluorescência e DLS, observou-se que a presença de miméticos de membrana induzem o enovelamento e o aumento da estabilidade térmica de MEG-27, e interferem no seu estado oligomérico. Para MEG-24, também foi observado aumento da estabilidade térmica e influência no estado oligomérico na presença de sistemas miméticos de membrana. Utilizando OCD, inferiu-se que MEG-27 possivelmente interage com a superfície da membrana, a passo que MEG-24 se insere na bicamada. Adicionalmente, ambas foram capazes de interferir na dinâmica de vesículas, conforme observado pelo ensaio de vazamento de calceína e DSC. Utilizando células de eritrócito e um modelo de membrana a partir dessas células (ghosts) foram realizados ensaios biológicos, DSC e EPR. A capacidade de MEG-24 e MEG-27 realizarem hemólise e hemoaglutinação, respectivamente, reitera o potencial de interação destas proteínas com membranas biológicas. Os resultados de DSC apontaram que ambas interferem nas transições das proteínas de membrana embebidas na bicamada de ghosts de eritrócitos. Por EPR, notou-se que MEG-27 tem maior efeito na dinâmica de lipídios em detrimento a MEG-24, possivelmente devido a um mecanismo de acomodação envolvendo domínios raft e a diferença de orientação de interação entre ambas as proteínas. A expressão de MEG-27 exclusivamente na região da glândula do esôfago em vermes adultos verificada por WISH, sugere que a mesma deva entrar em contato com células recém ingeridas pelo parasita. Não foi observada atividade antimicrobiana para ambas e não foram encontrados parceiros de interação proteínas pela técnica de Duplo-híbrido para MEG-27. Concluiu-se que os peptídeos estudados interagem com membranas biológicas, podendo ter papéis importantes na interface de interação parasito-hospedeiro. / The class of MEGs proteins (coded by micro-exon genes) present in Schistosoma mansoni, drawn attention after the parasite genome publication. This proteins are mostly secreted, being in direct contact with host molecules and with a high rate of variation, which could be a mechanism of Imune system evasion. Thus, proteins of the MEGs class, all with amphipathic prediction in their structure, were chosen for investigation in this work. Amphipathic helices are widely described in the literature with high propensity to interact with membranes and, consequently, probability of related biological function. The objective of this project was to study the interaction dynamics with membranes and to establish possible indications of biological function of MEG-24 and MEG-27 proteins from biophysical techniques. We chose to work with these proteins produced by chemical synthesis. Using CD, Fluorescence and DLS techniques, it was observed that the presence of membrane mimetics induced the folding and increased thermal stability of MEG-27, and interfered with its oligomeric state. For MEG-24, an increase in thermal stability and influence on the oligomeric state was also observed when in the presence of membrane mimetic systems. The results of OCD suggest that MEG-27 possibly interacts with the membrane surface, whereas MEG-24 is inserted into the bilayer. Both were able to interfere with vesicle dynamics, as observed by the Leakage and DSC tests. Using a more realistic membrane model from erythrocyte cells, biological assays, DSC and EPR were performed. The ability of MEG-24 and MEG-27 to perform hemolysis and hemagglutination, respectively, provides evidence of the potential for interaction of these proteins with biological membranes. The DSC results indicated that both interfere with the transitions of the membrane proteins embedded in the bilayer of erythrocyte ghosts. By EPR, it was noted that MEG-27 has a greater effect on lipid dynamics than MEG-24, possibly due to an accommodation mechanism involving raft domains and the difference in orientation of interaction between both proteins. The expression of MEG-27 exclusively in the region of the esophagus gland in adult worms verified by WISH suggests that it should come into contact with cells just ingested by the parasite. No antimicrobial activity was observed for both and no protein interaction partners were found by the MEG-27 double-hybrid technique. It was concluded that the studied peptides interact with biological membranes and may have important roles in the parasite-host interaction interface.