Made available in DSpace on 2017-07-21T20:00:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Murilo Delgobo.pdf: 2288840 bytes, checksum: d9ce3a086e9ee92b92ac76ac76264e04 (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / Brown-Spider’s venom (Loxosceles sp.) is presented as a complex mixture of toxins, able to induce skin necrosis with gravitational spreading, intense inflammatory response, edema induction and increase in vascular permeability in vivo. Recently, the biotechnological potential of the toxins was explored by its use in clinical test, in the study of inflammatory response, as a research tool in cell biology, as a biopesticide and in immunotherapy, through the production of antiserum. In this context, immunotherapy is broadly spread through the production of vaccines, available for the treatment of deleterious reactions developed in accidents. In the present work, we investigated if immunological tolerance induction to dermonecrotic recombinant toxin (LiRecDT1) and its mutated form (LiRecDT1 H12A), through its oral administration, could modulate inflammatory and deleterious responses triggered by dermonecrotic toxin. For this purpose, an oral tolerance protocol was designed, consisting in the administration of 10 μg of LiRecDT1 and LiRecDT1 H12A three times in a week, for three weeks. Adult Swiss mice were further immunized, and oral tolerance induction was observed by reduction in serum levels of IgG antibody anti-toxin when compared with control group. It was observed that mice tolerant to LiRecDT1 H12A present a reduction in paw edema, caused by the injection of 6 μg of dermonecrotic toxin in plantar surface hind paw. Mice tolerized with LiRecDT1 and challenged with 50 μg of dermonecrotic toxin, exhibited higher survival, when compared to control group. This effect was not observed in mice tolerized to LiRecDT1 H12A. The present findings suggested that oral tolerance induction to LiRecDT1 H12A was able to alleviate inflammatory responses triggered by dermonecrotic toxin in paw edema and oral tolerance to LiRecDT1 increase survivability in challenge. The results shown that LiRecDT1 and LiRecDT1 H12A can be explored as a tool in the induction and study of oral tolerance phenomena. The generation of T regulatory cells (Tregs) and following involvement of immunosuppressive cytokines might take part in the modulation of immune response. / O veneno de aranha-marrom (Loxosceles sp.) apresenta-se como uma mistura complexa de toxina, capazes de causar necrose com espalhamento local, intensa resposta inflamatória, indução de edema e aumento da permeabilidade vascular in vivo. Recentemente, o potencial biotecnológico das toxinas foi explorado através de seu uso em análises clínicas, no estudo da resposta inflamatória, como ferramenta de pesquisa na biologia celular, como biopesticidas e na imunoterapia, através da produção de anti-soro. No presente trabalho, foi investigado se a indução de tolerância imunológica à toxina dermonecrótica recombinante (LiRecDT1) e sua forma mutada (LiRecDT1 H12A), através de sua administração oral, poderia modular as respostas inflamatórias e deletérias causadas pela toxina dermonecrótica. Para tal, foi desenvolvido um protocolo para indução de tolerância oral, consistindo na administração de 10 μg de LiRecDT1 e LiRecDT1 H12A três vezes por semana, durante três semanas. Camundongos Swiss fêmeas adultas foram posteriormente imunizadas, e a indução de tolerância foi confirmada pela diminuição nos níveis de anticorpos IgG anti-toxina em relação ao grupo controle, resultado que aponta a obtenção de sucesso na indução de tolerância imunológica. Observou-se que animais tolerantes a LiRecDT1 H12A apresentaram uma diminuição no edema desenvolvida na pata, causado pela aplicação de 6 μg de LiRecDT1 na superfície plantar traseira. Animais tolerizados com LiRecDT1 e desafiados com 50 μg intraperitoneal de toxina dermonecrótica apresentaram maior índice de sobrevivência, quando comparados ao grupo controle. Esse efeito não foi observado em animais tolerizados com LiRecDT1 H12A. Os dados obtidos no presente trabalho sugerem que a indução de tolerância oral à LiRecDT1 H12A é capaz de atenuar o desenvolvimento da resposta inflamatória no edema de pata, enquanto a tolerância oral a LiRecDT1 foi capaz de aumentar a sobrevivência em animais desafiados com LiRecDT1. Os resultados demonstram que as toxinas LiRecDT1 e LiRecDT1 H12A podem ser exploradas como ferramenta na indução e estudo da tolerância oral. A geração de células T regulatórias (Tregs) e subsequente participação de citocinas imunossupressoras devem estar envolvidas na modulação da resposta imune.

Bacillus thuringiensis (Bt) é uma bactéria entomopatogênica encontrada em várias partes do mundo e tem a capacidade de produzir cristais durante a fase estacionária do crescimento. Esses cristais são toxinas compostas por proteínas ativas contra uma ampla variedade de fases imaturas de insetos. As toxinas do Bt têm sido usadas como bioinseticidas por décadas no controle de insetos das ordens Coleoptera, Lepidoptera e Diptera, e algumas toxinas já foram selecionadas como efetivas contra ácaros, nematoides e insetos sugadores de floema da ordem Hemiptera, como os afídeos. Recentemente, foi comprovada a patogenicidade de três isolados de Bt a outro inseto dessa ordem, o psilídeo Diaphorina citri. Esse psilídeo é vetor das bactérias Candidatus Liberibacter spp., agentes causais da principal doença dos citros: o Huanglongbing ou HLB. A descoberta da capacidade endofítica de Bt em plantas de diferentes espécies vegetais abriu perspectivas para novos estudos usando o Bt para controle de insetos sugadores, como a D. citri. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito patogênico de cada toxina Cry ou Cyt presente nestes três isolados através de isolados de Bt recombinantes expressando as toxinas individualmente. Foram montados bioensaios para confirmar a taxa de mortalidade causada por isolados de Bt contra ninfas de D. citri. Os bioensaios foram feitos usando cinco plantas de laranja doce (Citrus sinensis (L.) Osbeck) e dez ninfas de 3º ínstar de D. citri por planta, além dos controles (sem Bt). A mortalidade das ninfas foi avaliada diariamente durante cinco dias. Durante a avaliação, as ninfas mortas foram coletadas para o isolamento do Bt além da detecção do gene da toxina por PCR. No final do experimento, as folhas jovens onde as ninfas se alimentavam também foram avaliadas quanto à presença do Bt. Nossos resultados confirmaram que os isolados de Bt previamente identificados como patogênicos a D. citri causaram elevada mortalidade (em média 68-93%) em ninfas de 3º ínstar. Dentre os isolados recombinantes testados, um deles apresentou grande destaque, causando a mortalidade de 68-81% das ninfas em 48 horas e 83-93% em 120 horas. Esse isolado possui grande potencial de uso no controle biológico de D. citri através da produção de um bioinseticida ou produção de plantas de citros transgênicas. / Bacillus thuringiensis (Bt) is an entomopathogenic bacterium found in several locations around the world and has the ability to produce crystals during the stationary phase of growth. These crystals are composed of protein toxins that are active against a wide variety of insect larvae. The Bt toxins have been used for decades as biopesticides to control insects of the orders Coleoptera, Lepidoptera, and Diptera. Some toxins have been selected as effective for mites, nematodes and phloem-sucking insects of the order Hemipera, such as aphids. The pathogenicity of strains of Bt to Diaphorina citri, an hemipteran known as Asian citrus psyllid, has been recently demonstrated. This psyllid is the vector of the bacteria Candidatus Liberibacter spp., the causal agents of the main disease of citrus: Huanglongbing or HLB. The discovery of the ability of Bt strains to endophytically colonize plants of different species has opened new perspectives for studies. The aim of this work was to evaluate the pathogenic effect of each Cry or Cyt toxin present in these three isolates through the use of recombinant Bt isolates expressing each toxin individually. A series of bioassays were done in order to confirm the mortality caused by Bt strains against nymphs of D. citri. Bioassays were performed in five seedlings of Citrus sinensis (L.) Osbeck (five replicates/ bioassay) and using ten D. citri 3rd instar nymphs to each assay plant. A suspension containing Bt spores was inoculated via drench in each seedling, and five seedlings were maintained as negative control (without Bt). Mortality was assessed daily for five days. During the bioassays, dead nymphs were collected for further Bt isolation and detection by PCR. At the end of the experiment, young leaves where nymphs feed were also collected to Bt isolation and detection. Our results confirmed that the previously identified Bt isolates pathogenic to D. citri cause high mortality to 3rd instar nymphs. Among the ten recombinant isolates tested, one of them stood out, causing 68-81 % and 83-93% mortality after 48 and 120 hours of inoculation, respectively. The isolation of Bt from dead nymphs and young leaves, and PCR performed with specific primers confirmed the presence of the Bt isolates in psyllids and plants, and their involvement in psyllid mortality. This recombinant Bt with the higher mortality rate found in our results has the potential to be used as a bioinsecticide to control D. citri and the toxin gene can be used to genetic engineering of citrus.

Este estudo avaliou os efeitos de extratos de culturas líquidas de Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) cultivada sob condições de estresse osmótico e na presença de inibidores da rota não-mevalonato (MEP/DOXP) de síntese de pigmentos isoprenóides, na germinação de sementes de alface. Também avaliou a relação entre o efeito tóxico dos extratos e a produção de pigmentos pela bactéria. Os extratos foram obtidos do sobrenadante de culturas de Lxx usando acetato de etila como solvente. Ensaios com sementes de alface embebidas nos extratos indicaram uma ação inibitória na germinação das sementes e no alongamento das radículas quando a bactéria foi cultivada na presença de 7% de PEG 6000 ou 100 mM de NaCl. O extrato foi submetido a vários tratamentos térmicos (temperatura ambiente; 30, 60 e 90oC em banho-maria e 121oC por autoclavagem) e sua ação inibitória em sementes mostrou-se termoestável. A presença de pigmentos isoprenóides de células cultivadas com PEG ou NaCl e de células incubadas sem estes agentes estressantes foi avaliada por espectrofotometria após extração dos pigmentos com metanol. Em células cultivadas na ausência de estresse, notou-se um pico de absorbância bem definido no comprimento de onda de 400 nm, ao passo que este pico foi sensivelmente reduzido em células cultivadas sob estresse. Esse efeito foi mais pronunciado na presença de PEG. Para confirmar a natureza isoprenóide do composto, Lxx foi cultivada na presença de fosmidomicina ou difenilamina, que são inibidores da rota metabólica não-mevalonato destes compostos em Microbacteriaceae. Ambas as substâncias reduziram o pico de absorbância no espectro em relação a células cultivadas sem adição destes antibióticos, confirmando a natureza do composto e sua via de síntese. No entanto, a redução foi mais acentuada no caso da fosmidomicina. Por fim, a fosmidomicina foi utilizada com a finalidade de verificar seu efeito na toxidez dos extratos. Foi observado que o efeito tóxico do extrato foi reduzido quando Lxx foi cultivada na presença do inibidor. Ao se avaliar o conteúdo das células, notou-se também redução expressiva no conteúdo relativo de compostos isoprenóides, como esperado. Os resultados indicaram que a bactéria secreta um produto cuja ação é similar à do ABA e que há uma correlação entre a produção do mesmo e a síntese de pigmentos isoprenóides. Em conjunto, o estudo dá suporte à hipótese levantada anteriormente por Monteiro- Vitorello et al. (2004) com base em análise in silico do genoma de Lxx, segundo a qual a bactéria estaria apta a secretar um composto análogo ao ácido abscísico (ABA). / This study evaluated the effects of extracts of liquid cultures of Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) grown under osmotic stress and in the presence of inhibitors of the non-mevalonate pathway (MEP/DOXP) of synthesis of isoprenoid pigments on the germination of lettuce seeds. The relationship between the extracts toxic effect and the production of pigments was evaluated as well. The extracts were obtained from the supernatant of Lxx cultures using ethyl acetate as a solvent. Essays with lettuce seeds soaked in the extracts indicated an inhibitory action on germination and on the elongation of the radicles when the bacterium was cultivated in the presence of 7% PEG 6000 or 100 mM NaCl. The extract was submitted to different thermal treatments (room temperature; 30, 60 and 90oC water bath and 121oC autoclaving) and its inhibitory action was shown to be thermostable. The presence of isoprenoid pigments in cells cultivated with PEG, NaCl or in the absence of these stressing agents was evaluated by spectrophotometry after extracting the pigments with methanol. In cells incubated in the absence of stress, a well-defined absorbance peak at 400 nm wavelength was noted, whereas this peak was sensibly reduced in cells cultivated under stress. This effect was more pronounced in the presence of PEG. To confirm the isoprenoid nature of the compound, Lxx was incubated in the presence of fosmidomycin and diphenylamine, which are inhibitors of the nonmevalonate metabolic pathway of these compounds in Microbacteriaceae. Both substances reduced the absorbance peak in the spectrum compared to cells cultivated in the absence of these antibiotics, confirming the nature of the compound and its synthesis pathway. Moreover, the peak reduction was more accentuated in the presence of fosmidomycin. Lastly, fosmidomycin was used to evaluate its effect on the toxicity of the extracts. It was observed that the toxic effect of the extract was reduced when Lxx was cultivated in the presence of this inhibitor. When the cell content was evaluated, an expressive reduction on the relative content of carotenoid compounds has also been noticed, as expected. The results indicated that the bacterium secretes a compound whose action is similar to ABA and that there is a correlation between the production of this compound and the synthesis of isoprenoid pigments. The results support the hypothesis proposed earlier by Monteiro-Vitorello et al. (2004) based upon an in silico analysis of the genome of Lxx, according to which the bacterium would be able to secrete a compound analogous to abscisic acid (ABA)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-04Bitstream added on 2014-06-13T19:27:10Z : No. of bitstreams: 1 silva_ipf_me_botfca.pdf: 811263 bytes, checksum: f5d3077013320ac555e0dc1689b1cc81 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O glufosinate é um herbicida derivado do fosfinotricina, uma toxina microbiana natural isolada a partir de duas espécies de fungos do gênero Streptomyces. O mecanismo de ação é a inibição direta da enzima glutamina sintetase, que resulta no aumento da concentração de amônio, sendo tóxico para as células. A pesquisa teve como objetivo avaliar a velocidade de absorção do glufosinate e seus efeitos em plantas daninhas e na cultura do algodão. O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação com o cultivar de algodão FiberMax 910 e as plantas daninhas Brachiaria decumbens e Ipomoea grandifolia plantadas em vasos. O experimento foi instalado com duas formulações do herbicida, glufosinate de amônio (2,0 L p.c. ha-1) e glufosinate de potássio (2,0 L ha-1), cinco períodos sem a ocorrência de chuvas (1; 3; 6; 24 e 48 horas após aplicação) e uma testemunha sem aplicação com quatro repetições por tratamento. As plantas para as análises laboratoriais foram coletadas com dois dias após aplicação, quando começaram a aparecer os primeiros sintomas de intoxicação visual. As variáveis analisadas foram teor de amônia, glutamato, glutamina e glufosinate; sintomas de intoxicação visual e taxa de transporte de elétrons (ETR). Foi observado... / Glufosinate is derived of phosphinothricin, a natural microbial toxin isolated from two species of the Streptomyces fungus. The mechanism of action is through direct inhibition of the glutamine synthetase enzyme, which results in the increase of ammonium concentration, becoming toxic to the cells. The objective of this study was to evaluate the rate of absorption of glufosinate and its effects on weeds and cotton culture. The experiment was conducted in a green house, the cultivar of cotton FiberMax 910, Brachiaria decumbens and Ipomoea grandifolia planted in 5 liter pots. The experiment was conducted with two formulations of the herbicide, glufosinate ammonium (2.0 pc L ha-1) and glufosinate potassium (2.0 L ha-1), five periods without rainfall (1, 3, 6, 24 and 48 hours after application) and an untreated control with all treatments were replicated four times. The plants for laboratory analysis were collected within 2 days after application, when the first visual symptoms of intoxication began to appear. The analyzed variables were the ammonia content, the content of compounds that belongs to the glufosinate metabolic route (glutamate and glutamine), glufosinate content, visual symptoms of intoxication and electron transport rate (ETR). It was observed that the absorption of glufosinate occurs within 48 hours of application for both formulations and evaluated species. The amount of ammonia in the commercial formulation did not interfere with ammonia levels observed in intoxicated plants. The highest levels of ammonia for cotton occurred at 5 hours without rain, and for B. decumbens and I. grandifolia with 6 hours without rain. We have observed a significant reduction of glutamate and glutamine in plants treated with the two formulations of glufosinate, with the lowest levels found in cotton and B. decumbens carried out in... (Complete abstract click electronic access below)

O para-cresol (4-metilfenol) e as guanidinas são compostos envolvidos em uma série de processos bioquímicos e fisiológicos. Em condições normais esses compostos são eliminados do organismo pelos rins. Entretanto, em pacientes com doença renal crônica (DRC), esses compostos acumulam nos fluidos biológicos e tecidos, e são de difícil remoção, gerando alta taxa de mortalidade em pacientes humanos hemodialisados. Cromatografia gasosa (GC) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) são as técnicas analíticas mais utilizadas para a separação e quantificação de p-cresol e guanidinas. A derivatização pré ou pós-coluna geralmente é empregada para aumentar a volatilidade, absorbância ou fluorescência desses compostos, permitindo a detecção e quantificação. A ninidrina é um dos reagentes mais utilizados para a derivatização das guandinas pois apresenta alta sensibilidade, solubilidade em água e o procedimento aplicado para a derivatização é simples, permitindo a automação do sistema de preparo de amostras quando necessário. Embora haja vários estudos sobre a concentração e os efeitos desses compostos no sangue de pacientes humanos com DRC, a concentração de p-cresol e das guanidinas no sangue de cães com DRC e os efeitos associados a tais compostos foram pouco estudados. Assim, são necessários estudos similares aos realizados em humanos, para o desenvolvimento de novas estratégias de tratamento veterinário para cães. Para isso, é importante o desenvolvimento de uma metodologia analítica para a quantificação desses compostos no sangue de cães. Nesse trabalho desenvolveu-se, validou-se e aplicou-se um método para análise de p-cresol e guanidinas em plasma de cães urêmicos com detecção por fluorescência. A reação de derivatização das guanidinas com a ninidrina foi revisada, caracterizada por espectrometria de massas (MS) e otimizada utilizando planejamento fatorial. Foi analisado um total de 63 amostras de plasma de cães incluindo grupo controle e urêmico. A concentração média de guanidina, metilguanidina e p-cresol livre determinada foi maior no grupo urêmico do que no grupo controle, a exemplo do que ocorre em humanos, sugerindo um comportamento metabólico similar desses compostos em cães. O método desenvolvido possibilitou as análises, sendo relativamente simples, evitando um preparo de amostras complexo. Por sua vez, a otimização por planejamento fatorial da reação de derivatizacão com ninidrina resultou em ganhos na área dos picos cromatográficos que chegaram a 1000%. / Para-cresol (4-methylphenol) and guanidino compounds are involved in a series of biochemical and physiological cycles. Under ordinary conditions, these compounds are excreted from the body by healthy kidneys. However, in uremic patients, the concentration of these compounds is highly increased in biological fluids and tissues and is of hard removal, increasing the mortality rate in dialysis patients. Gas chromatography (GC) and high performance liquid chromatography (HPLC) are the most used techniques for separation and quantification of p-cresol and guanidino compounds. For the guanidines determination, derivatizing reactions are usually employed to enhance the absorbance, fluorescence or volatility of these compounds, allowing the quantification. Ninhydrin is one of the most used reagents for derivatization because it shows high sensitivity and presents water solubility. The procedure employed for the derivatization reaction is simple, allowing the automation of sample preparation system, when it is required. There are few studies quantifying the concentration of guanidino compounds and p-cresol in blood of uremic dogs, therefore, a better understanding of the role of these compounds in the metabolism of dogs are needed. For this reason, it is important to develop an analytical method for the quantification of these compounds in dog\'s blood. The development of a method for simultaneous determination of these compounds, which is not reported in the literature, can improve the analytical productivity, decreasing the time spent with sample preparation and analysis. Here, a method based in reversed-phase HPLC for simultaneous quantification of guanidino compounds and free p-cresol in plasma of uremic dogs with fluorescence detection was developed, validated and applied. For this purpose, the ninhydrin derivatization reaction was reviewed, characterized by mass spectrometry (MS) and optimized using central composite design (CCD). A total of 63 samples of dog plasma, including healthy and uremic groups, were analyzed. The mean concentration of guanidine, methylguanidine and free p-cresol determined by the validated method, for the uremic group, were higher than the healthy group, alike usual for humans, suggesting a similar metabolic behavior of these compounds in dogs. The obtained method is relatively simple avoiding complex sample preparation and the experimentally designed optimization of the ninhydrin reaction by CCD yielded a gain of area as high as 1000% for the chromatographic peaks.

Materiais de Referência (MR) de substâncias químicas têm ampla aplicação, sobretudo na área analítica, servindo de referência para validação de métodos, calibração de instrumentos e controle de qualidade, estabelecendo a comparabilidade de resultados analíticos em escala global e permitindo a transferência da exatidão entre métodos, laboratórios e padrões. Norteado por essas necessidades, o trabalho apresenta uma proposta para certificação de MR baseada nas orientações preconizadas por diretrizes e normas internacionais, principalmente as que seguem o ISO Guia 34, para estabelecer as propriedades certificadas através de técnicas analíticas de Espectrometria de Massas de Alta Resolução, Ressonância Magnética Nuclear, de ¹H e de ¹³C, e de Análise Elementar CHN. A certificação contemplou as caracterizações qualitativa e quantitativa, ensaio de estabilidade e o cálculo da estimativa da incerteza da medição. Como resultado, foi produzido e certificado um lote piloto de MR de β-N-metilamino-alanina (BMAA), uma toxina obtida in-house através de síntese química e purificação, cujos valores de propriedades certificadas foram rastreáveis ao SI e acompanhadas da estimativa da incerteza da medição. / Reference Materials (RM) of chemicals have wide application, particularly in the analyses, providing a reference for validation of methods, instrument calibration and quality control, establishing the comparability of analytical results on a global scale and enabling the transfer of accuracy between methods, laboratories and standards. Guided by these requirements, the paper presents a proposal for certification of MR based on the guidelines recommended by international guidelines and standards, especially those which follow the ISO Guide 34, to establish the certified properties through analytical techniques of mass spectrometry High resolution Nuclear Magnetic Resonance, ¹H and ¹³C, and CHN elemental analysis. The certification included qualitative and quantitative characterization, stability test and the calculation of the estimate of measurement uncertainty. As a result, was produced and certified a pilot batch of RM β-N-methylamino-alanine (BMAA), a toxin obtained in-house via chemical synthesis and purification, whose property values are certified and traceable to the SI accompanied by an estimative of the uncertainty of measurement.

As cianobactérias apresentam distribuição variada e podem ocorrer desde as regiões frias do ártico até os trópicos, em corpos dágua doce e no ambiente marinho. Algumas espécies de cianobactérias produzem compostos com conhecida toxidade, podendo causar efeitos deletérios em seres humanos e animais. Entre estes compostos estão os com atividade neurotóxica devido aos mais variados mecanismos de ação. O objetivo geral deste projeto é a obtenção por via sintética de algumas neurotoxinas e variantes, entre elas a β-N-metil-L-alanina (L-BMAA), anatoxina-a e anatoxina-a(s), bem como algumas aplicações. Para a L-BMAA, foi buscada a determinação de rotas sintéticas viáveis para a obtenção deste aminoácido modificado sob a forma racêmica e enantiomericamente pura, além de um possível produto cíclico que pode ser gerado naturalmente a partir da L-BMAA. Algumas rotas estratégicas foram determinadas com êxito para a síntese destes compostos. Entre as aplicações dos produtos obtidos podem ser citados: (i) a determinação de um método analítico para a determinação deste aminoácido por RMN de 1H; (ii) um método analítico por LC-MS utilizando D3-L-BMAA como padrão interno e (iii) a indicação de um possível mecanismo de neurotoxidade ligado a neurodegeneração via um intermediário produzido naturalmente do equilíbrio entre L-BMAA e íons bicarbonato. Duas rotas sintéticas estratégicas foram traçadas para a anatoxina-a. Na primeira, que não foi bem sucedida, partiu-se de um biciclo já formado e em sua etapa chave deveria ocorrer à expansão de um anel tropânico que conduziria ao biciclo 1:2:4. Na segunda, tentou-se a síntese a partir de uma molécula extremamente simples, o 1,5- ciclooctadieno, e após cinco passos reacionais obteve-se a síntese total da anatoxina-a sob a forma racêmica. A etapa mais importante para essa rota foi a ciclização utilizando-se paládio divalente. Entre as possíveis aplicações dos produtos obtidos sugere-se: (i) o desenvolvimento de um método analítico por LC-MS utilizando D3-anatoxina-a como padrão interno e (ii) ensaios biológicos com os análogos para se determinar potencial agonista, antagonista ou agonista parcial de receptores nicotínicos para esses compostos. A anatoxina-a(s) apresentou um grande desafio para a sua síntese total. Por se tratar de um organofosforado com uma parte alquílica heterocíclica, buscou-se primeiramente a sua síntese parcial. Assim, foi possivel a síntese da guanidina cíclica sob a forma racêmica e quiral, além da obtenção de alguns compostos análogos inéditos. Para a síntese da N-hidroxiguanidina cíclica traçou-se duas diferentes rotas, uma enantioseletiva, partindo do aminoácido asparagina, e outra racêmica, com a utilização de álcool benzílico como material de partida. No entanto, apesar da produção de intermediários e análogos, não foi possível a obtenção do produto final. Entre as aplicações dos produtos sintéticos obtidos estão: (i) o desenvolvimento e validação de um método analítico para a quantificação indireta de anatoxina-a(s) utilizando a N-hidroxiguanidina cíclica como padrão e (ii) a utilização destes intermediários sintéticos em ensaios para se determinar os mecanismos de ação tóxicos, especialmente como inibidores de colinesterases. / Cyanobacteria are aquatic and photosynthetic organisms that can be present in cold areas, such as the Arctic, as well as in tropical waters, in both marine and freshwater environment. They are important species for aquatic life and terrestrial ecosystems since they are on the base of the food web. However, some cyanobacterial species can produce toxic secondary metabolites that have deleterious effects for animals and human. These toxic metabolites are also called cyanotoxins and show different mechanisms of action ranging from hepatotoxic to neurotoxic effects. The aim of this study is the organic synthesis of some common neurotoxins, including some analogues, such as β-N-methyl-L-alanine (L-BMAA), anatoxin-a and anatoxin-a(s). Moreover, focus was given for some possible application of these compounds, especially as analytical standards for water monitoring. Some synthetic routes were carried out in order to produce L-BMAA in both racemic and enantiomerically pure forms. Also, it was synthesized a possible cyclic analogue that may be formed in vivo from L-BMAA. The racemate and the pure L-BMAA were successfully obtained. Some possible application of these compounds were suggested: (i) the development of an analytical method based on 1H NMR analyses for the determination of L-BMAA in environmental and biological samples; (ii) the development of an analytical method based on LC-MS for the determination of L-BMAA, using D3-L-BMAA as an internal standard, in different matrices and (iii) the indication of a cyclic derivative formed in vivo that can be involved in the neurotoxicity of L-BMAA. Two strategies were planned in order to produce anatoxin-a. The first one was not successful and was started by using the bicyclic precursor. The crucial step was the expansion of tropanic ring to produce the 1:2:4 byciclic anatoxin-a precursor. The second strategy was initiated with the 1,5 cyclicoctadiene and after five reaction steps anatoxin-a was finally synthesized in its racemic form. The most important step for this route was the use of palladium. Similar applications were suggested for anatoxin-a: (i) the development of an analytical method based on LC-MS for the determination of anatoxin-a using D3-anatoxin-a as an internal standard in different matrices and (ii) the screening of anatoxin-a and analogues in bioassays based on nicotinic receptors in order to determine their agonistic and antagonistic mechanism of action. The total synthesis of anatoxin-a(s) is still a challenge. This cyanotoxin is a natural organophosphate with an alkylic heterocyclic chain. Therefore, the first step was the production of the cyclic guanidine in both racemic and enantiomerically pure forms. Some cyclic guanidine derivatives were prepared via asparagine and/or benzilic alcohol. However, anatoxin-a(s) was not achieved. The use of the cyclic guanidine can be recommended for: (i) the development of an analytical method based on LC-MS for the indirect determination of anatoxin-a(s) using its alkylic chain as a standard after sample alkalinization and (ii) the screening of anatoxin-a(s) derivatives in cholinesterase assays to determine their toxicity and mechanisms of action.

O desenvolvimento de vacinas multivalente constitui urna das prioridades na pesquisa de vacinas modernas. A utilização de vetores vivos para apresentação de antígenos heterólogos mostra-se bastante atraente, e eliminaria a necessidade de várias doses para se alcançar uma proteção máxima. Este tipo de vacina poderia ser administrado em dose única, o que poderia aumentar a cobertura vacinal. Neste trabalho foi explorado o potencial do Mycobacterium bovis BCG recombinante (rBCG) vivo expressando antígenos de Bordetella pertussis, como futuro componente de urna vacina tetravalente rBCG-DTP contra a tuberculose, tétano, difteria e pertussis. Os antígenos de pertussis utilizados foram a subunidade S1 mutada e atóxica da Toxina Pertussis (SI-P1) e o fragmento CRD, um domínio imunogênico da proteína FHA (Adesina Hemaglutinina Filamentosa). PT é o principal fator de virulência de B. pertussis e tanto sozinho como combinado com outros antígenos é o principal componente de todas as vacinas acelulares desenvolvidas até o momento. FHA é um importante fator de aderência da bactéria às células ciliada alvo do hospedeiro, sendo o CRD (domínio de reconhecimento a carboidrato) o responsável pelo reconhecimento de carboidratos em receptores de células do hospedeiro. Os genes detses antígenos foram clonados em vetores de expressão micobacterianos e expressos em BCG sob o controle do promotor mutado da β-lactamase de Mycobacterium fortuitum, pBlaF*, em fusão com o peptídeo sinal da β-lactamase. Estes vetores possuem como marcador de seleção um gene de resistência a kanamicina. Camundongos foram imunizados com rBCG expressando S1-PT e os respectivos esplenócitos mostraram elevada produção de IFN-γ e baixa produção de IL-4, caracterizando uma forte resposta celular Th1 antígeno-específica dominante. rBCG-S1PT induziu uma baixa resposta humoral contra PT. Camundongos imunizados com rBCG-S1PT mostraram elevado nível de proteção contra um desafio intracerebral com uma cepa virulenta de B. pertussis. Animais imunizados com rBCG expressando CRD revelaram a presença de anticorpos anti-FHA no soro. Ensaios com camundongos imunizados com a combinação destas duas vacinas estão sendo realizados. Uma nova abordagem para obtenção de rBCG sem o uso de genes de resistência a antibióticos como marcador de seleção, foi investigada, utilizando a complementação em BCG auxotrófico. Uma cepa de rBCG auxotrófico para lisina foi transformada com vetores de expressão contendo o gene de complementação para lisina e os antígenos de pertussis sob controle do mesmo promotor: a seleção dos recombinantes é realizada em meio sem lisina. Estas construções permitiram a expressão estável dos antígenos e serão avaliadas quanto a indução de uma resposta imunológica efetiva contra pertussis. / The development of combined vaccines constitutes one of the priorities in modem vaccine research. The use of live vectors for heterologous antigen presentation is desirable, as it could eliminate the necessity of several doses to reach a maximum protection and increase vaccine coverage. In this work, the potential of recombinant Mycobacterium bovis BCG (Bacillus Calmette and Guerin) (rBCG), expressing Bordetella pertussis antigens was investigated. The antigens used were the genetically detoxified S1 subunít of pertussis toxin (S1-PT) and the CRD fragment of FHA (Filamentous hemagglutinin. The antigen genes were cloned into mycobacterial expression vectors under control of the upregulated M. fortuitum β-lactamase promoter, pBlaF*, in fusion with the β-lactamase signal sequence. Mice were immunized with rBCG expressing S1-PT and the respective splenocytes induced specific production of INF-γ and low IL-4, characterizing a strong antigen-specific Th1-dominant cellular response. The rSCG-S1 PT induced a low humoral response against PT. Mice immunized with rSCG-S1 PT strains displayed high-level of protection against an intracerebral challenge with live B. pertussis. Animals immunized with rBCG expressing CRD induced anti-FHA antibodies production. Protection induced by the combination of these two strains is being evaluated. A new approach for production of rBCG without the use of antibiotic resistance markers was also investigated, using complementation in auxotrophic BCG. A lysine auxotrophic rSCG strain was transformed with expression vectors containing the complementation gene for lysine and the pertussis antigens: selection of recombinant clones was carried in media without lysine. These constructs allowed steady expression of the antigens and will be evaluated for the induction of an immunological response against pertussis. These strains would be appropriate for clinical evaluation in humans.

O presente trabalho foi realizado visando: a) o acompanhamento da dinâmica da evolução dos anticorpos revelados pelas provas de imunofluorescência indireta (IFI) e hemaglutinaçâo (HA); b) o estudo da concordância de resultados das duas provas, mediante a estatistica Kappa e da co-positividade e co-negatividade; c) e a avaliaçâo da prevalência da infecção toxoplásmica em rebanhos suínos pertencentes a diferentes modalidades de exploraçâo zootécnica (intensiva e semi-intensiva) pelas provas de IFI e HA. Foi realizada a inoculaçâo experimental de 20 suínos com a forma infectante de taquizoitos do Toxoplasma gondii e mantidos 7 outros como controle. Os animais ficaram sob observaçâo durante um período de 84 dias (12 semanas). No 7º dia pós-inoculação, 74,0% dos suínos apresentaram anticorpos revelados pela prova de IFI, enquanto que HA detectou em 21,0% dos animais. Os anticorpos persistiram durante todo o periodo de observação, com a primeira prova revelando títulos mais altos. Ambas as provas apresentaram sensibilidade e especificidade de 100%, a partir do 10º dia, já que todos os animais inoculados revelaram anticorpos, enquanto que os do grupo controle permaneceram negativos durante todo o experimento. No estudo de concordância das duas provas foram examinados soros de 273 suínos, abatidos em matadouros, verificando-se que o grau de concordância medido por Kappa foi de 69,24%. O índice de co-positividade de HA em relação à IFI foi de 72,78% e o de co-negatividade, l00%. A prevalência da infecção, considerando todas as idades em rebanhos suínos segundo a prova de IFI, foi de 54,0% para o sistema de criação intensiva e 49,2% para a criação semi-intensiva, enquanto que para a prova de HA foi de 46,6% e 42,7%, respectivamente. Os valores das prevalincias observadas segundo o tipo de criação (intensiva e semi-intensiva) não diferiram estatisticamente. No que se refere às taxas de infecção toxoplásmica segundo as diferentes idades estudadas, observou-se na queda dos valores do grupo de até 2 meses de idade para o de 2 a 4 meses, para a partir deste haver um incremento com o progredir da idade. / The present work was done aiming: a) the following of the dynamics of antibodies response revealed by Indirect Fluorescent Antibodies (IFA) and Hemagglutination (HA) techniques; b) the study of the agreement between the results of the two tests by means of Kappa statistics as well as copositivity and co-negativity índices; c) the evaluation of the prevalence of toxoplasmic infection in swine herds belonging to different types of pig-raising (intensive and semi-intensive) by the IFA and HA tests. For the experimental infection study, a group of twenty swines were inoculated with the infecting form of tackyzoites of Toxoplasma gondii; and seven additional ones were maintained as the control group. The animals were observed during a period of 84 days (12 weeks). On the 7th day post-inoculation, 74,0% of sera of experimentally inoculated animals presented antibodies for the IFA technique, while HA revealed antibodies in 21,0%. With the infected group, antibodies were detected through all period of observation, but the IFA technique showed higher antibody titers than the HA. Both methods presented 100% of sensitivity and specificity, starting from the 10th day of observation. All animals of the control group were negative for the antibody detection during the observed period. Two hundred and seventy three swine sera collected from a slaughter-house were used for the study of the agreement between the two tests. Kapps statistics showed 69,24% of agreement and the rate of co-positivity of HA test in relation to the IFA test was 72,78, and the rate of conegativity was 100%. The prevalence rates considering all the ages in the swine herds tested according to the method of IFA was 54,0% for the intensive-raised animals and 49,2% for animals of the semi-intensive system, while the HA test showed respectively 46,6% and 42,7%. The prevalence rates observed according to the type of pig-raising (intensive or semi-intensive) did not differ statistically. As for the rates of the toxoplasmic infection according to the different ages studies, it was observed a decrease in the values from group \"until 2 months\" in relation to the group \"2 to 4 months\", and then an increase with the advance of age.

Made available in DSpace on 2016-08-15T20:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobertaCRS_DISSERT.pdf: 333966 bytes, checksum: 992c325d0442afab53482e51a5dafaff (MD5) Previous issue date: 2009-07-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cyanide is an ubiquitous substance on environment. Most of the cyanide absorbed by an animal is detoxified by enzymatic combination with sulfur, thus the detoxification process imposes a nutritional cost. In mammals, interactions among nutrients and toxics may influence the composition of the diet and food intake, as a function of positive or negative post-ingestive feedback. The present work aimed to describe the toxic effects of cyanide, and to determine whether cyanide interferes with diet selection in quail (Coturnix coturnix). A toxicological study was performed with 27 female quail that were assigned to three groups that received by gavage 0, 1.0 or 3.0 mg of KCN/kg/day, for 7 consecutive days. The diet selection trial was conducted with 20 female quail. They had access to two separate rations: a conventional quail ration and the same ration supplemented with 1% NaSO4. After 2 days the quail were randomly distributed into two groups, which were dosed with 0 or 3.0 mg of KCN/kg/day, for 5 consecutive days. During the toxicological study, clinical signs of poisoning and death occurred in a quail treated with cyanide. Histological changes were found only in animals dosed with cyanide, and these consisted of mild hepatic periportal vacuolation, an increased number of vacuoles in the colloid of the thyroid glands, and spongiosis in the mesencephalon. No clinical signs were found in any quail throughout the diet selection trial. There were no significant differences in food consumption or ration preference. In conclusion, exposure to cyanide promotes damage to the liver and central nervous system in quail. However, the ingestion of sulfur by quail was not affected by exposure to cyanide. / Muitas plantas tóxicas contém glicosídios cianogênicos, e isto provavelmente representa um importante meio de defesa das plantas para reduzir sua predação. A maior parte do cianeto absorvido pelos animais é detoxificado pela combinação enzimática com o enxofre, deste modo o processo de detoxificação impõe um custo nutricional. Nos mamíferos, a interação entre nutrientes e metabólitos secundários das plantas podem influenciar na composição da dieta e ingestão de alimento, em decorrência do feedback positivo ou negativo após a ingestão. O presente trabalho visa descrever os efeitos tóxicos do cianeto, e determinar se o cianeto interfere na seleção da dieta de codornas (Coturnix coturnix). O estudo toxicológico foi realizado com 27 codornas fêmeas que foram separadas em três grupos, que receberam 0, 1.,0 ou 3,0 mg de cianeto de potássio (KCN) por kg de peso corpóreo/ dia, por meio de gavage durante sete dias consecutivos. A avaliação da possível interferência na seleção da dieta foi conduzida com 20 codornas fêmeas. Elas tiveram acesso a duas rações separadas: uma ração convencional para codornas e uma outra ração suplementada com 1% de sulfato de sódio (NaSO4). Após dois dias, as codornas foram distribuídas ao acaso em dois grupos, onde foram tratadas com doses com 0 (controle) ou 3,0 mg de cianeto de potássio/kg de peso corpóreo/ dia, por 5 dias consecutivos. Durante o estudo toxicológico, uma codorna tratada com cianeto apresentou sinais clínicos de intoxicação e óbito. Nenhuma mudança foi encontrada nos perfis hematológico e bioquímico. Histologicamente foram encontradas alterações apenas em animais que foram tratados com o cianeto, e estes consistem em moderada vacuolização de hepatócitos da região periportal, aumento no número de vacúolos no colóide dos folículos tireoideanos, e espongiose no mesencéfalo. Nenhum sinal clínico foi encontrado em nenhuma codorna durante todo o processo de seleção da dieta. Não foram encontradas diferenças significantes no consumo do alimento ou na preferência por ração. Em conclusão, a exposição ao cianeto promoveu danos para o fígado, tireóides e sistema nervoso central de codornas. Entretanto, a ingestão do enxofre pelas codornas não foi afetado pela exposição ao cianeto.