Toxinas termo-lábeis expressas por Escherichia coli enterotoxigênica (LT-I, LT-IIa e LT-IIb) são adjuvantes sistêmicos e de mucosa. Essas proteínas apresentam reduzida identidade (<14%) em suas subunidades B e ligação a receptores distintos, o que pode resultar em propriedades biológicas diferenciais. O objetivo do trabalho foi avaliar a resposta imune induzida pela toxina LT-IIa e seu pentâmero B (LT-IIaB) administradas pelas vias transcutânea e intradérmica. Inicialmente as proteínas foram expressas em E. coli, purificadas e avaliadas quanto à funcionalidade in vitro. Numa segunda etapa, as propriedades imunomoduladoras de LT-IIa e LT-IIaB, imunogenicidade e atividade adjuvante, foram avaliadas em modelo murino. A resposta imune (humoral e celular) induzida contra ovalbumina (OVA), aplicada como antígeno, foi determinada. Os resultados demonstram que as atividades adjuvantes induzidas por LT-IIa e LT-IIaB variam de acordo com a via de inoculação e que as holotoxinas LT-I e LT-IIa induzem graus de inflamação e ativação de resposta imune distintos em camundongos. / Heat-labile toxins expressed by enterotoxigenic Escherichia coli (LT-I, LT-IIa and LT-IIb) are potent systemic and mucosal adjuvants. These proteins have low identity (<14%) in their B subunits and bind to different receptors, which may result in differential biological properties. The objective of this work was to evaluate the immune response induced by LT-IIa toxin and its pentameric B subunit (LT-IIaB) delivered by transcutaneous and intradermic routes. Initially the proteins of interest were expressed in recombinant E. coli strains, purified and tested for functionality in vitro. In a second moment, the immunomodulatory properties of LT-IIa and LT-IIaB, immunogenicity and adjuvant activity, were evaluated in mouse model. The humoral and cellular immune responses induced against ovalbumin (OVA) used as antigen were determined. The results show that the adjuvant activity of LT-IIa and its B pentamer depends on the route of inoculation and that LT-I and LT-IIa differ both on induction of inflammation and activation of immune responses in mice.

Enzimas, biofármacos e produtos de origem biológica de modo geral sempre foram obstáculos para o uso terapêutico. Isto em função dos riscos de reação adversa que poderiam ocasionar bem como a indução de uma resposta imunológica desejável ou não. A utilização do monometoxipolietileno glicol (mPEG) conjugado a proteínas e enzimas trouxe novas perspectivas de utilização de substâncias naturais como substâncias farmacológicas ativas, pois o fato de estarem conjugadas a um polímero inerte atribui uma nova estrutura físico-química a essas substâncias, diminuindo consideravelmente os riscos de anafilaxia e a biodegradação por formação de complexos antígeno-anticorpo. Os estudos das variáveis inseridas no fenômeno de formação da estrutura mPEG e proteína, como também os novos sistemas de fornecimento de fármaco-químicos, trouxeram subsídios para o desenvolvimento deste trabalho no que se refere ao fornecimento de antígeno para o sistema imunológico. Este trabalho demonstrou que o mPEG pode ser utilizado como adjuvante e ao mesmo tempo como indutor de mecanismos de tolerância imunológica. Esta modulação ocorre em função da concentração de mPEG conjugado a molécula protéica, de modo que baixas concentrações de aminas conjugadas levam a um mecanismo de adjuvanticidade com aumento da produção de Il-4 e IL-5 e consequentemente aumento da produção de anticorpos quando comparados ao antígeno somente. Por outro lado os mecanismos de tolerância foram demonstrados pelo aumento da produção de IL-2, INF-&#947; e TNF-&#945; quando concentração de mPEG ultrapassa a de 30% das aminas livres demonstrando uma ativação de células Th1. Também ficou demonstrado que a utilização do mPEG pode ser uzadopara diminuir ou até mesmo eliminar a atividade tóxicas de venenos peçonhentos. Pois durante os experimentos realizados houve uma diminuição de no mínimo de 50% da toxicidade. / Enzymes, biopharmaceutics and biological products in general way had always been obstacles for the therapeutically use. This in function of the risks of adverse reaction that could cause as well as the induction of a desirable immunological reply or not. The use of the monomethoxypolyethylene glycol (mPEG) conjugated proteins and enzymes brought new perspectives of natural substance use as active pharmacology substances, therefore the fact to be conjugated to an inert polymer had given to a good new physical-chemistry structure of these substances, diminishing the risks of anaphylaxis and the biodegradation for of complexes antigen-antibody formation. However the new studies of the inserted variable in the phenomenon of structure mPEG and protein formation as the system of supply of pharmacology-chemistries had also brought subsidies for the development of this work as for supply of antigen for the immune system. This work demonstrated that the MPEG can be used as adjuvant and at the same time as inductive of mechanisms of immunological tolerance. This modulation occurs in function of the concentration of conjugated MPEG the protein molecule, in way that low conjugated concentrations of amine with consequence take to a mechanism of adjuvant effect with increase of the production of Il-4 and IL-5 and increase antibodies production when compared with the antigen only. On the other hand the tolerance mechanisms had been demonstrated by the increase of the IL-2 production, INF-&#947; and TNF-&#945; when MPEG concentration exceeds 30% of the free amines demonstrating activation of Th1 cells. Also he was demonstrated that the use of the toxic MPEG can be used to diminish or even though to eliminate the activity of poisons. Therefore during the carried through experiments it had a reduction of at the least of 50% of the toxicity.

O veneno de animais contém um arsenal de toxinas que desencadeia respostas fisiológicas e bioquímicas específicas. A crotamina, um peptídio catiônico (4,4 kDa, pI 9,5), é um dos componentes mais abundantes do veneno de cascavel Sul Arrericana (Crotalus durissus terrificus). No Brasil, há populações de C. d. terrificus que expressam ou não a crotamina no veneno. Em um único espécime de C. d. terrificus crotamina-positivo, foram isolados cDNAs precursores de duas isoformas de crotamina, dentre as quais a crotamina lle-19, presente somente no veneno de C.d. ruruima. Análise por Northern blot de RNA total e mensageiro de glândulas de C.d. terrificus crotamina-positivo e -negativo, indica que a expressão é defectiva em espécimes de cascavel crotamina-negativo. O gene da crotamina (Crt-pl) foi isolado e possui três exons interrompidos por dois introns de diferentes fases e tamanhos. O exon I codifica a totalidade do peptídio sinal; o exon II codifica os três resíduos carboxi-terminais do peptídio sinal, bem como a maior parte da toxina madura; o terceiro exon codifica os resíduos terminais da toxina. Tentativa de identificar o pseudogene da crotamina, que indicaria a ausência de transcritos na glânlula de veneno, permitiu isolar um gene parálogo ao da crotamina, isto é o gene crotasin (Cts-p2). Esse gene apresenta a mesma organização estrutural do gene da crotamina, contudo, o intron I é cerca de 800 pares de base mais longo e o exon II é hipermutado. Esse gene é expresso em diferentes tecidos de cascavel, majoritariamente no pâncreas, mas insignificantemente nas glândulas de veneno. Surpreendentemente, esse gene é também detectado no genoma de C. d. terrificus crotamina-positivo, sugerindo que o gene de crotamina é o produto de uma duplicação gênica, bem como da evolução acelerada que operou restritivamente ao exon II. Buscando as funções do produto desse gene nos tecidos de cascavel, por alinhamento de domínios protéicos e outras famílias de peptídios de vertebrados, duas categorias foram encontradas: peptídios catiônicos antibióticos (&#946;-defensinas) e domínios ricos em cisteína de receptores de fator de crescimento. Testes antibióticos indicam que o crotasin, a crotamina e oligopeptídios derivados sintéticos possuem certa atividade microbicida seletiva. Por outro lado, ensaios com células-tronco embrionárias de camundongo e crotamina de veneno mostram que a crotamina é citotóxica em concentrações milimolares, mas induz a diferenciação dos corpos embrionários, em concentrações micromolares. Esses achados demonstram a multi-funcionalidade de peptídios catiônicos, com três pontes de cisteína precisamente arranjadas, é decorrente da versatilidade dos domínios protéicos anfipáticos, que permitem interação com a membrana plasmática, modulando canais iônicos e receptores celulares. / Abstract not available.

Fosfolipases D (FLD) do veneno das aranhas do gênero Loxosceles são capazes de causar entre outros efeitos, uma forte agregação plaquetária cujo mecanismo ainda não foi elucidado. Portanto, para estudar o papel das FLDs nesta atividade, uma FLD recombinante de L. gaucho (LgRec1) foi fusionada com a proteína fluorescente verde (EGFP) e utilizada como uma sonda para detectar a interação de LgRec1 com plaquetas. Essa quimera, denominada EGFP-LgRec1, manteve as principais características da LgRec1. A microscopia confocal das plaquetas mostrou que LgRec1 não requer componentes plasmáticos para se ligar às plaquetas, embora estes sejam necessários para que a LgRec1 induza agregação. Além disso, foi observado que a ação da LgRec1 leva à exposição de fosfatidilserina. Contudo, esta exposição não está relacionada à morte celular. Portanto, este trabalho mostrou que uma FLD de Loxosceles se liga a plaquetas, promovendo a exposição de fosfatidilserina, possibilitando a ligação de fatores de coagulação e resultando na agregação plaquetária. / Phospholipases D (PLD) from spider venom of the genus Loxosceles are capable of causing, among other effects, a strong aggregation of platelets and its mechanism has not yet been elucidated. Therefore, to study the role of PLDs in this activity, a recombinant L. gaucho PLD (LgRec1) was fused with a green fluorescent protein (EGFP) and used as a probe to detect the interaction of LgRec1 with platelets. This chimera, named EGFP-LgRec1, remained the main activities of LgRec1. Platelet confocal microscopy has shown that LgRec1 does not require plasma components to bind to platelets, although these are required for LgRec1 to induce aggregation. In addition, it has been observed that the action of LgRec1 leads to exposures of phosphatidylserine. However, this exposure is not related to cell death. Therefore, this work showed that a Loxosceles PLD binds to platelets, promoting an exposure of phosphatidylserine, that may act as a scaffold for coagulation factors, resulting in platelet aggregation.

O tratamento da paralisia facial visa recuperar a simetria estática e dinâmica seriamente afetada pela hipercinesia muscular. A toxina botulínica pode ser utilizada em assimetrias faciais. Dezoito doentes foram submetidos à aplicação de 112,5U (0,9ml) de Dysport (toxina botulínica do tipo A), distribuídos nos músculos peribucais. A análise quantitativa das posições estática e dinâmica demonstrou redução significante na hipercinesia por 180 dias. Houve melhora da aparência e satisfação na maioria dos casos. Os eventos adversos foram leves e de curta duração (15 dias), relacionados à dificuldade para beber (9/18) e mastigar (3/18). Como conclusão, a aplicação de toxina botulínica reduziu a hipercinesia facial contralateral à paralisia facial e os doentes ficaram muito satisfeitos com o tratamento / The treatment of facial paralysis aims to recover symmetry in both static and dynamic states, seriously affected by the contralateral hyperkinesis. Botulinum toxin may be used to reduce facial asymmetries. Eighteen patients were injected with 112.5 U (0.9 ml) Dysport (Botulinum toxin type A) distributed evenly in the perioral muscles. The quantitative analysis demonstrated a significant reduction in the hyperkinesis for 180 days. Improvement in appearance and satisfaction were found in most of the cases. Adverse events were short-lived (first 15 days) and related to mild difficulty to drink (9/18) and chewing (3/18). Injection of Botulinum toxin was effective in reducing muscular hyperkinesis in the hemiface opposite that affected by facial paralysis and patients were very satisfied with the treatment

Enzimas, biofármacos e produtos de origem biológica de modo geral sempre foram obstáculos para o uso terapêutico. Isto em função dos riscos de reação adversa que poderiam ocasionar bem como a indução de uma resposta imunológica desejável ou não. A utilização do monometoxipolietileno glicol (mPEG) conjugado a proteínas e enzimas trouxe novas perspectivas de utilização de substâncias naturais como substâncias farmacológicas ativas, pois o fato de estarem conjugadas a um polímero inerte atribui uma nova estrutura físico-química a essas substâncias, diminuindo consideravelmente os riscos de anafilaxia e a biodegradação por formação de complexos antígeno-anticorpo. Os estudos das variáveis inseridas no fenômeno de formação da estrutura mPEG e proteína, como também os novos sistemas de fornecimento de fármaco-químicos, trouxeram subsídios para o desenvolvimento deste trabalho no que se refere ao fornecimento de antígeno para o sistema imunológico. Este trabalho demonstrou que o mPEG pode ser utilizado como adjuvante e ao mesmo tempo como indutor de mecanismos de tolerância imunológica. Esta modulação ocorre em função da concentração de mPEG conjugado a molécula protéica, de modo que baixas concentrações de aminas conjugadas levam a um mecanismo de adjuvanticidade com aumento da produção de Il-4 e IL-5 e consequentemente aumento da produção de anticorpos quando comparados ao antígeno somente. Por outro lado os mecanismos de tolerância foram demonstrados pelo aumento da produção de IL-2, INF-&#947; e TNF-&#945; quando concentração de mPEG ultrapassa a de 30% das aminas livres demonstrando uma ativação de células Th1. Também ficou demonstrado que a utilização do mPEG pode ser uzadopara diminuir ou até mesmo eliminar a atividade tóxicas de venenos peçonhentos. Pois durante os experimentos realizados houve uma diminuição de no mínimo de 50% da toxicidade. / Enzymes, biopharmaceutics and biological products in general way had always been obstacles for the therapeutically use. This in function of the risks of adverse reaction that could cause as well as the induction of a desirable immunological reply or not. The use of the monomethoxypolyethylene glycol (mPEG) conjugated proteins and enzymes brought new perspectives of natural substance use as active pharmacology substances, therefore the fact to be conjugated to an inert polymer had given to a good new physical-chemistry structure of these substances, diminishing the risks of anaphylaxis and the biodegradation for of complexes antigen-antibody formation. However the new studies of the inserted variable in the phenomenon of structure mPEG and protein formation as the system of supply of pharmacology-chemistries had also brought subsidies for the development of this work as for supply of antigen for the immune system. This work demonstrated that the MPEG can be used as adjuvant and at the same time as inductive of mechanisms of immunological tolerance. This modulation occurs in function of the concentration of conjugated MPEG the protein molecule, in way that low conjugated concentrations of amine with consequence take to a mechanism of adjuvant effect with increase of the production of Il-4 and IL-5 and increase antibodies production when compared with the antigen only. On the other hand the tolerance mechanisms had been demonstrated by the increase of the IL-2 production, INF-&#947; and TNF-&#945; when MPEG concentration exceeds 30% of the free amines demonstrating activation of Th1 cells. Also he was demonstrated that the use of the toxic MPEG can be used to diminish or even though to eliminate the activity of poisons. Therefore during the carried through experiments it had a reduction of at the least of 50% of the toxicity.

Neste trabalho visamos otimizar o isolamento da BnP1, uma SVMP presente no veneno de B. neuwiedi, e isolar disintegrinas desse veneno, ambas originadas de precursores tipo P-II, analisando as seqüências de cDNA e a ação sobre plaquetas. A purificação da BnP1 foi por exclusão molecular e troca iônica; duas novas disintegrinas, D2 e D4, foram isoladas por cromatografia em fase reversa; e outra disintegrina, MS, foi caracterizada a partir do SDS-PAGE. As proteínas foram parcialmente seqüenciadas por espectrometria de massas. Diferentes cDNAs foram clonados a partir da glândula de veneno de B. neuwiedi e os precursores da BnP1 e MS se localizaram em um cluster que inclui SVMPs classe P-I e P-II. O precursor de D4 correspondeu a uma SVMP tipicamente P-II. A BnP1, ao contrário das disintegrinas, não inibiu a agregação plaquetária induzida por diferentes agonistas. Este trabalho indica ainda que a biossíntese de SVMPs da classe P-II pode envolver processamento de mRNA, um novo mecanismo de geração de diversidade das SVMPs. / The aim of this study was to optimize the isolation of BnP1, a SVMP from B. neuwiedi venom, and isolate new disintegrins from this venom, both originated from P-II class precursors, and analyze the sequence of their precursors and their action on platelets. BnP1 was isolated by size exclusion and anion-exchange chromatography; the disintegrins D2 and D4 by reverse-phase chromatography and MS was isolated from SDS-PAGE. These proteins were partially sequenced by mass spectrometry. Several SVMPs cDNAs were cloned from B. neuwiedi venom gland, and BnP1 and MS precursors localized in a cluster enclosing P-I and P-II SVMPs. MS cDNA was tipical of P-II class of SVMPs. BnP1, unlike the disintegrins, was not able to inhibit platelet aggregation induced by different agonists. This work suggested that the biosynthesis of class P-II SVMPs include mRNA processing as a further step to generate venom diversity.

Escherichia coli é um microrganismo presente no trato intestinal do homem e de animais de sangue quente, fazendo parte da microbiota, coexistindo sem causar danos ao hospedeiro. No entanto, algumas linhagens desse microrganismo podem ser patogênicas e causar doenças tanto ao homem como aos animais. E. coli produtoras de toxina de Shiga (STEC), consideradas patógenos de origem alimentar, podem causar desde diarréias brandas até severas e sanguinolentas a complicações graves, como colite hemorrágica (HC), síndrome urêmica hemolítica (HUS) e púrpura trombótica trombocitopênica (TTP). O gado é considerado um importante reservatório deste patógeno e a contaminação de seres humanos ocorre, na maioria das vezes, através do consumo de alimentos ou água contaminados. O presente trabalho teve como objetivos avaliar a ocorrência de E. coli O157:H7 e outras STEC em amostras de couro de animais bovinos e de suas respectivas carcaças, na etapa de pré-evisceração, e meia-carcaças, na etapa de pós-evisceração; identificar os genes que codificam para os fatores de virulência (stx1 , stx2, eaeA e ehxA) dos isolados obtidos; evidenciar cepas de E. coli O157:H7 através da pesquisa do gene uidA; identificar os sorotipos dos isolados; verificar a citotoxicidade dos isolados de STEC em células Vero e avaliar a sensibilidade a diferentes antibióticos. De 198 animais amostrados, sete (3,5%) apresentaram cepas de STEC. Em seis (3%) destes, STEC foi detectada no couro e em um (0,5%) foi isolada de meia-carcaça, não tendo sido detectada em amostras de carcaça. As 23 cepas isoladas do couro apresentaram o perfil stx2, eaeA, uidA e ehxA, podendo ser consideradas E. coli enterohemorrágica (EHEC), e a isolada de meia carcaça apresentou o perfil stx2, uidA e ehxA. Das 24 cepas isoladas, 13 (54,2%) pertenciam ao sorotipo O157:H7. Além deste sorotipo, foram isoladas cepas de outros sorotipos previamente descritos e associados a doenças humanas severas no Brasil e em outros países, como O174:H21, O6:H49, ONT:H7, ONT:H8 e OR:H10. Dos sete animais com cepas positivas para stx2e ehxA, cinco (71,4%) apresentaram cepas com atividade citotóxica em células Vero e um (14,2%) apresentou cepas positivas na avaliação da produção de entero-hemolisina. Com relação ao teste com antibióticos, quatro (16,7%) das 24 cepas testadas apresentaram resistência a um ou mais antibióticos, sendo três (12,5%) a estreptomicina e uma (4,2%) a estreptomicina e ampicilina. Diante destes resultados, pode-se dizer que a produção de entero-hemolisina e a pesquisa dos genes ehxA e uidA não demonstraram ser bons marcadores na pesquisa do sorotipo O157:H7. A presença de cepa de STEC na meia-carcaça alerta para a necessidade de vigilância da presença destes microrganismos, uma vez que eles poderiam contaminar o produto final, colocando em risco a saúde do consumidor. / Escherichia coli is a microorganism present in the intestinal tract of humans and warm-blood animals, being part of the normal microbiota and harmless to the host. However, some strains are able to cause human and animal infections. Shiga toxin-producing E. coli (STEC), regarded as foodborne pathogens, can cause since mild or severe and bloody diarrhea to major complications, such as hemorrhagic colitis (HC), hemolytic-uremic syndrome (HUS) and thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP). Cattle are considered the main reservoir of this pathogen and the transmission to humans happens, most of the times, due to the consumption of contaminated food or water. The aim of the present research was to determine the prevalence of E. coli O157:H7 and other STEC on hide samples of beef cattle and on their corresponding carcasses, sampled prior to evisceration, and half-carcasses, sampled after evisceration; identity the genes that code for the virulence factors (stx1, stx2, eaeA e ehxA) of the isolates; detect E. coli O157:H7 strains using the gene uidA as epidemiological marker; identify the serotypes of the STEC isolates; verify the citotoxicity of the isolates in Vero cells and evaluate their resistance to different antibiotics. From 198 animals sampled, seven (3.5%) carried STEC strains. In six (3%) of them, STEC was detected on hide and in one (0.5%) it was isolated from half-carcass. The 23 strains isolated from hide presented the profile stx2, eaeA, uidA e ehxA, and were regarded as enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC), and the one isolated from half-carcass presented the profile stx2, uidA e ehxA. From the 24 isolated strains, 13 (54.2%) belonged to the serotype O157:H7. Besides this serotype, other strains belonging to serotypes that have been previously described and associated with severe human infections in Brazil and other countries, such as O174:H21 , O6:H49, ONT:H7, ONT:H8 and OR:H10, were isolated. From seven animals with strains harboring stx2, and ehxA, five (71.4%) presented verocytotoxigenic strains and one (14.2%) presented enterohemolisin producing strains. Regarding the antibiotics tested, four (16.7%) of the 24 isolated strains were resistant to some antibiotic, being three (12.5%) to streptomycin and one (4.2%) to streptomycin and ampicilin. Faced with these results, the production of enterohemolisin and the search of the genes ehxA and uidA can not be considered good epidemiological markers for the serotype O157:H7. The isolation of STEC strain from the half-carcass alerts for the need of surveillance on the presence of these microorganisms, since they may contaminate the final product, representing a risk to consumers health.

Esta tesis doctoral tiene por objeto el estudio de la aplicabilidad de los cultivos celulares de mamífero como uso de métodos toxicológicos alternativo al uso de métodos establecidos con animales de experimentación en la detección y cuantificación de toxinas marinas responsables de intoxicaciones alimentarias. Incluye cuatro artículos ya publicados y un manuscrito sometido a publicación en revista indexada. Hasta el momento, el uso de los ensayos celulares (Cell Based Assays, CBAs) como métodos toxicológicos de detección y cuantificación de toxinas marinas en alimentos de origen alimentario se había enfocado por grupos de toxinas con mecanismo de acción similar. En esta tesis, lo que se ha propuesto es simplificar la estrategia de uso de los CBAs mediante un único modelo celular capaz de detectar y cuantificar el efecto tóxico del mayor número de grupos de toxinas partiendo de las siguientes prioridades:  Sensibilidad y repetitividad de respuesta del/os ensayo/s a la detección de la toxicidad teniendo en cuenta los mecanismos de toxicidad implicados.  Reducción del tiempo, complejidad y costes del método.  Interpretación de los resultados.  Priorización de la puesta a punto del método para aquellas toxinas que tienen un mayor impacto en las zonas de muestreo de este estudio. Los pasos seguidos en la optimización se han dividido en dos grandes bloques: Un primer bloque en el que se trabajó con toxinas purificadas estándar a fin de establecer las condiciones de los ensayos para la detección y cuantificación de las toxinas, así como contribuir a la caracterización toxicológica de las diferentes toxinas. Un segundo bloque, en el que se trabajó con muestras naturales con toxinas a fin de establecer las condiciones en situaciones reales. Para evaluar la respuesta del CBA frente a toxinas purificadas se escogieron toxinas representativas de los grupos más comunes. Para el primer grupo de ensayos (Cañete and Diogène, 2008) se utilizó: STX, PbTx-3, PlTX, PTX-2, OA, DTX-1, DA. Para el segundo grupo de ensayos (Cañete and Diogène, 2010) se amplíaron los estudios a toxinas actuando sobre canales de sodio dependientes de voltaje (STX, PbTx-3 y P-CTX) y a toxinas lipofílicas (OA, DTX-1, PTX-2, YTX y AZA-1). Para evaluar la respuesta del CBA frente a muestras naturales con toxinas (Caillaud et al., 2009; Cañete et al., 2010; Cañete et al.) se utilizaron muestras de bivalvos procedentes del Delta del Ebro. Por su elevada importancia en el área geográfica en la que nos encontramos, este trabajo se centró en la optimización del CBA para toxinas del tipo lipofílico. En este trabajo se proponen como conclusiones unas directrices a seguir para el uso de CBAs en este contexto. PUBLICACIONES Caillaud, A., Cañete, E., De la Iglesia, P., Giménez, G., Diogène, J., 2009. Cell-based assay coupled with chromatographic fractioning: A strategy for marine toxins detection in natural samples. Toxicology in Vitro 23 (8), 1591-1596. Cañete, E., Campàs, M., De la Iglesia, P., Diogène, J., 2010. NG108-15 cell-based and protein phosphatase inhibition assays as alternative semiquantitative tools for the screening of lipophilic toxins in mussels. Okadaic acid detection. Toxicology in Vitro 24 (2), 611-619. Cañete, E., De la Iglesia, P., Diogène, J., Evaluation of a toxicological alternative tool for lipophilic toxicity screening in mussels. NG108-15 cell-based assay coupled to chromatographic fractioning; a case study for YTX contamination. Toxicology in Vitro. Submitted. Cañete, E., Diogène, J., 2008. Comparative study of the use of neuroblastoma cells (Neuro-2a) and neuroblastoma x glioma hybrid cells (NG108-15) for the toxic effect quantification of marine toxins. Toxicon 52 (4), 541-550. Cañete, E., Diogène, J., 2010. Improvements in the use of neuroblastoma x glioma hybrid cells (NG108-15) for the toxic effect quantification of marine toxins. Toxicon 55 (2-3), 381-389. / ABSTRACT This thesis aims to study the applicability of mammalian cell cultures as a toxicological alternative to the mouse bioassay in the detection and quantification of marine toxins which can produce food-borne intoxications. The study includes four published articles, and a manuscript submitted, in indexed journals. On previous studies, the use of Cell Based Assays (CBAs) as a toxicological method for marine toxins screening on seafood products were focused on toxins with similar mechanism of action. This thesis was oriented to simplify the strategy and propose a CBA, with a single cell model, able to detect and quantify the toxic effect of a higher number of groups of toxins. The following priorities were considered for the assay:  Sensitivity and repeatability of the assay for the detection of the toxic effects taking into considerations the mechanisms of action involved.  Reduce time, complexity and costs of the method.  Interpretation of results.  Prioritize improvements of assay conditions for those toxins which have a greater impact on the sampling areas of this study. The experiments performed in the optimization can be divided into two main groups: The first group of experiments were performed with standard purified toxins to establish assays conditions for the detection and quantification of toxicity and to contribute to the toxicological characterization of the different groups of toxins. For this propose some toxins were chosen as a representation of the principal groups. For the first set of tests, the following toxins were used: STX, PbTx-3, PlTX, PTX-2, OA, DTX-1 and DA. For the second group of tests, studies were extended to toxins acting on voltage gated sodium channels (STX, PbTx-3 and P-CTX) and lipophilic toxins (OA, DTX-1, PTX-2, YTX and AZA-1). A second group of experiments were performed with bivalve natural samples containing toxins to establish the conditions in real situations. For this propose samples were obtained from the Ebre Delta. This part of the study was focused to optimize the assay for lipophilic toxins which are of particular relevance in this geographical area. In this thesis we finally propose some guidelines for the use of CBAs as a toxicological tool for marine toxins screening and the points which needs improvements in order to obtain a method alternative to the mouse bioassay.

O veneno de animais contém um arsenal de toxinas que desencadeia respostas fisiológicas e bioquímicas específicas. A crotamina, um peptídio catiônico (4,4 kDa, pI 9,5), é um dos componentes mais abundantes do veneno de cascavel Sul Arrericana (Crotalus durissus terrificus). No Brasil, há populações de C. d. terrificus que expressam ou não a crotamina no veneno. Em um único espécime de C. d. terrificus crotamina-positivo, foram isolados cDNAs precursores de duas isoformas de crotamina, dentre as quais a crotamina lle-19, presente somente no veneno de C.d. ruruima. Análise por Northern blot de RNA total e mensageiro de glândulas de C.d. terrificus crotamina-positivo e -negativo, indica que a expressão é defectiva em espécimes de cascavel crotamina-negativo. O gene da crotamina (Crt-pl) foi isolado e possui três exons interrompidos por dois introns de diferentes fases e tamanhos. O exon I codifica a totalidade do peptídio sinal; o exon II codifica os três resíduos carboxi-terminais do peptídio sinal, bem como a maior parte da toxina madura; o terceiro exon codifica os resíduos terminais da toxina. Tentativa de identificar o pseudogene da crotamina, que indicaria a ausência de transcritos na glânlula de veneno, permitiu isolar um gene parálogo ao da crotamina, isto é o gene crotasin (Cts-p2). Esse gene apresenta a mesma organização estrutural do gene da crotamina, contudo, o intron I é cerca de 800 pares de base mais longo e o exon II é hipermutado. Esse gene é expresso em diferentes tecidos de cascavel, majoritariamente no pâncreas, mas insignificantemente nas glândulas de veneno. Surpreendentemente, esse gene é também detectado no genoma de C. d. terrificus crotamina-positivo, sugerindo que o gene de crotamina é o produto de uma duplicação gênica, bem como da evolução acelerada que operou restritivamente ao exon II. Buscando as funções do produto desse gene nos tecidos de cascavel, por alinhamento de domínios protéicos e outras famílias de peptídios de vertebrados, duas categorias foram encontradas: peptídios catiônicos antibióticos (&#946;-defensinas) e domínios ricos em cisteína de receptores de fator de crescimento. Testes antibióticos indicam que o crotasin, a crotamina e oligopeptídios derivados sintéticos possuem certa atividade microbicida seletiva. Por outro lado, ensaios com células-tronco embrionárias de camundongo e crotamina de veneno mostram que a crotamina é citotóxica em concentrações milimolares, mas induz a diferenciação dos corpos embrionários, em concentrações micromolares. Esses achados demonstram a multi-funcionalidade de peptídios catiônicos, com três pontes de cisteína precisamente arranjadas, é decorrente da versatilidade dos domínios protéicos anfipáticos, que permitem interação com a membrana plasmática, modulando canais iônicos e receptores celulares. / Abstract not available.