As condições para uma eficiente transfecção pelo método de fosfato de cálcio podem variar substancialmente. Neste estudo foi estabelecido o tipo de célula apropriada para transfecção de herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5). Para atingir este objetivo foram testadas amostras de DNA de células infectadas com BoHV-1gE-, DNA purificado de BoHV-5, assim como DNA de 3 plasmídeos. Este material foi transfectado em células de rim de macaco verde africano (VERO), de rim de suíno (PKsC3), de testículo de terneiro (TT) e células de rim de bovino (MDBK) e células resistentes a vírus da diarréia viral bovina (CRIB). Os procedimentos da transfecção com DNA plasmideal expressando o gene repórter EGFP foram feitos para identificar as melhores células transfectadas. Os resultados mostraram um percentual de 0,5% de células fluorescentes para VERO, 2,9% para PKsC3, 4,5% para TT e 0,05% para MDBK. Foi averiguada a capacidade do BoHV-5 de se replicar nestes quatro tipos de células. Uma amostra de vírus foi titulada em células VERO, PKsC3, TT e MDBK. Células VERO e PKsC3 apresentaram um título de 103,3 TCID/mL, enquanto que as células MDBK mostraram um título de 106,8 TCID/mL, o mesmo encontrado para as células TT. Quando células PKsC3 e TT foram transfectadas com 0,5 µg de DNA purificado de BoHV-5, somente as células TT apresentaram resultado positivo com duas placas virais por poço em placa de seis poços. Para investigar a influência da concentração de DNA viral, células TT foram transfectadas com 0,5 µg e 1 µg de DNA purificado de BoHV-5, sendo verificadas 2 e 4 placas, respectivamente. Estes resultados indicam que as células TT são boas candidatas para serem utilizadas na transfecção de DNA de BoHV-5, no entanto, experimentos adicionais são necessários para melhorar a eficiência de transfecção neste tipo de célula. / The conditions for efficient transfection using the calcium phosphate technique may vary substantially. In this study it was the type of cell suitable for transfection of bovine herpesvirus type 5 (BoHV-5). To achieve this goal DNA samples from cells infected with BoHV-1gE-, purified DNA from BoHV-5, as well as three plasmid DNA were tested. This material was transfected into cells of African green monkey kidney (VERO), pig kidney cells (PKsC3), calf testicle cells (TT), bovine kidney cells (MDBK) and kidney cells resistant to bovine viral diarrhea virus (CRIB). The procedures of transfection with DNA plasmideal expressing the EGFP reporter gene were carried out to identify the best transfected cells. Results showed 0.5% of fluorescent cells for VERO, 2.9% for PKsC3, 4.5% for TT and 0.05% for MDBK cells. It was also investigated the ability of BoHV-5 to replicate in these four types of cells. A sample of virus was titrated in VERO, PKsC3, TT and MDBK cells. VERO and PKsC3 cells presented a titre of 103,3 TCID/mL, whereas MDBK cells reached a value of 106,8 TCID/mL, the same displayed by TT cells. When PKsC3 and TT cells were transfected with 0.5µg of BoHV-5 purified DNA, only TT cells gave positive result with two viral plaques per well in six-well plate. To investigate the influence of viral DNA concentration, TT cells were transfected with 0.5 µg and 1µg of BoHV-5 purified DNA, which yielded 2 and 4 plates, respectively. These results indicate that TT cells are good candidates for using in transfection of BoHV-5 DNA, however, additional experiments are needed to improve the efficiency of transfection in this type of cell.

A abordagem imunoterapêutica do câncer tem sido cada vez mais explorada. Entre os fatores que a tornam atraente, mas também a limitam, está o uso de material antigênico do próprio paciente. Assim, pretendeu-se estabelecer condições de extração e amplificação de mRNA tumoral, como fonte renovável de antígenos. Pretendeu-se avaliar também a eficácia da vacina, com o uso de monócitos transfectados com RNA tumoral total para mimetismo das células tumorais. Diferentes concentrações (0,1 mg a 10 mg) de RNA total de SK-BR-3 e diferentes tempos (12, 24 e 48 h) foram usados para transfecção. Na avaliação do potencial linfo-estimulador dos monócitos foi usado o ensaio de proliferação linfocitária e a secreção de citocinas durante a co-cultura. Como resultado viu-se que monócitos transfectados se tornaram mais ativados e foram capazes de induzir linfoproliferação. Esses resultados indicaram ser possível o desenvolvimento de um método para avaliação das respostas celulares induzidas contra células tumorais em pacientes com câncer que foram vacinados. / The cancer immunotherapeutic approach has been increasingly exploited. Among the factors that make it attractive, but also limited, is the use of patient antigenic material. Thus, we propose to establish conditions for extraction and amplification of mRNA tumor, as renewable source of antigens. It is also intended to assess the vaccine effectiveness, using monocytes transfection with total tumor RNA for mimicry the tumor cells. Different concentrations (0.1 to 10 mg) of SK-BR-3 total RNA and different times (12, 24 and 48 h) were used in transfection. To assess the lympho-stimulator potential of transfected monocytes was used the test of lymphocyte proliferation, and cytokines secretion during co-culture. The result was that transfected monocytes became more activated and were able to induce lymphoproliferation. These results indicated that the development of a method for evaluating cellular responses induced against tumor cells in cancer patients who were vaccinated is possible.

Orientador: Lucimara Gaziola de La Torre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T16:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Correa_GabrieladeSaCavalcanti_M.pdf: 2289921 bytes, checksum: fab97f76a524bba1b46aeeb55756ed3f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Esta pesquisa visou o desenvolvimento de lipossomas catiônicos contendo o DNA plasmideal e recobertos com o ácido hialurônico, para o desenvolvimento de novas estratégias de vacinas gênicas. Os lipossomas foram compostos dos lipídios: fosfatidilcolina natural de ovo (EPC), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina (DOPE) e 1,2-dioleoil-3-trimetilamônio-propano (DOTAP). A primeira etapa, avaliou-se a influência do tipo de lipossoma (extrudado ou DRV - "Dehydrated-rehydrated") e de duas massas molares de ácido hialurônico (HA 6 e 16 kDa) nas propriedades dos complexos finais. Lipossomas extrudados apresentaram diâmetro médio reprodutível, quando comparado com lipossomas do tipo DRV. Surpreendentemente, complexos formados por lipossomas extrudados e HA 16 kDa apresentaram diâmetro na faixa nanométrica (200-400nm). Na segunda etapa, estudou-se o efeito da incorporação de um DNA modelo nas estruturas contendo HA e lipossomas catiônicos através da construção do perfil de diâmetro médio e potencial zeta em função da razão molar entre as cargas positivas (dos lipídeos catiônicos) e das cargas negativas proveniente do DNA (R+/-). A proporção escolhida foi R+/- = 3, pois permite toda a incorporação do DNA na estrutura lipossomal. Estudos de transfecção mostraram que a presença do HA nas estruturas eleva a eficiência de transfecção em células HeLa, porém de forma independente da quantidade de HA. A partir destes estudos, amostras contendo LACKDNA/Lipossomas catiônicos/HA foram preparadas e enviadas para estudos in vivo no Laboratório de Imunofarmacologia - Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho - UFRJ para avaliação da capacidade destas nanoestruturas na vacinação contra a Leishmaniose / Abstract: This research has the goal of develop a vaccine composed of liposome containing DNA and covered by hyaluronic acid as a new strategy for gene delivery. The hyaluronic acid is a natural polysacaride with mucoadhesive properties and has been used in vaccines using nasal route. This biopolymer allows the increase in the gene delivery in liposome systems because it has specific sinals for the cells, CD44 and RHAMM. The liposomes use in this research are composed of egg phosphatidylcholine(EPC), 1,2-dioleoyloxy-3-trimethylammonium propane(DOTAP), l-alpha-dioleoyl phosphatidylethanolamine(DOPE), and hyaluronic acid used was of low molecular weight (6 and 16 kDa). The first step study the influence of the kind of liposome (extruded liposome or DRV - "Dehydrated-rehydrated") and polymer mplecular weight. The final properties of the systems were checked. Extruded liposomes show diameter results more reproductive compared to DRV. The complexe of HA 16 kDa and extruded liposomes has the diameter in the nano scale (200-400 nm). The morphology of these complexes indicat the HA is covering the liposome. In a second step study the DNA incorporation in liposome using the construction of diameter and zeta potential profile in function of molar charge ratio ( positive molar charge from cationic lipid/ molar negative charge ratio from DNA).The best molar charge ratio considered was 3 for futher studies with liposome , DNA and HA. Transfection studies demonstrated that the HA presence increase the eficience of gene delivery in HeLa cells, no matter the amount of HA. Using this study, the structures composed of liposome/LACKDNA/HA, are prepared to be used in in vivo and in vitro studies of Leishmanioses in the Carlos Chagas Institute/UFRJ / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestra em Engenharia Química

Orientadores: Adriano Rodrigues Azzoni, Anete Pereira de Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T06:15:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toledo_MarceloAugustoSzymanskide_D.pdf: 15660446 bytes, checksum: 8e64c5b4455cf458c2eb0d9b8e030e70 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Apesar de seguros e simples de produzir, o uso de vetores não virais como o DNA plasmidial (DNAp) em estudos de terapia gênica e vacinação por DNA tem sido limitado pela baixa eficiência quando comparados aos vetores virais. Essa limitação provém principalmente da reduzida capacidade de superar as barreiras físicas, enzimáticas e difusionais encontradas durante o tráfego intracelular para o interior do núcleo das células alvo. Dentro deste contexto, o presente trabalho demonstra a utilização de cadeias leves modificadas de Dineína (Lc8 e Rp3) como vetores não-virais de entrega gênica. A escolha de cadeias leves de Dineína justifica-se pela possibilidade de utilizar o transporte retrógrado celular mediado por complexos motores de Dineína para facilitar o tráfego de material genético exógeno através do citoplasma em direção à periferia nuclear. Através da adição de pequenos domínios peptídicos, ricos em aminoácidos polares positivos (arginina e lisina), ao N-terminal de cadeias leves de Dineína foi possível conferir a estas proteínas a habilidade de interagir com material genético condensando-o em partículas. Ensaios de transfecção demonstraram que tais partículas apresentam elevada eficiência de entrega do material genético exógeno ao núcleo de células HeLa, eficiência esta superior àquela apresentada pelo peptídeo protamina, amplamente estudado como vetor não-viral de entrega gênica. A formação de complexos ternários utilizando-se DNA plasmidial, cadeias leves de Dineína modificadas e lipídios catiônicos apresentou eficiência de entrega superior àquelas apresentadas na ausência do lipídio. Adicionalmente, complexos de entrega formados apenas com DNA plasmidial e cadeias leves de Dineína modificadas apresentaram baixo efeito citotóxico em células HeLa, característica esta de grande relevância uma vez que a toxicidade dos vetores de entrega gênica atua como importante fator limitante em sua aplicação clínica. O mecanismo envolvido no processo de entrega gênica mediado por cadeias leves de Dineína modificadas também foi estudado, podendo ser observado que (1) a entrada dos complexos de entrega na célula é altamente dependente do processo de endocitose, (2) a eficiência de entrega observada depende da rede de microtúbulos e (3) parte significativa dos complexos de entrega é degradada na via de endossoma/lisossomo celular. Os vetores não-virais de entrega gênica descritos no presente estudo associam elevada eficiência de transfecção, baixa toxicidade celular e relativo baixo custo de produção, uma vez que as cadeias leves de Dineína recombinantes são produzidas em sistema heterólogo utilizando-se Escherichia coli. Ressalta-se ainda a possibilidade de adição de novos domínios peptídicos às cadeias leves de Dineína modificadas, agregando novas funções/capacidades que poderiam resultar em maior eficiência de entrega gênica através da otimização dos processos de internalização celular ou escape endossomal. A abordagem de se utilizar a via de transporte retrógrado celular para o desenvolvimento de vetores não-virais para entrega gênica é pouco explorada pela comunidade científica e o presente estudo apresenta-se entre os poucos da área, esperando assim contribuir para o desenvolvimento de vetores não-virais mais eficientes e seguros / Abstract: The use of non viral vectors such as plasmidial DNA (pDNA) in gene therapy and DNA vaccination protocols has been limited due to its low transfection efficiency when compared to viral vectors. This limitation occurs mainly due to the physical, enzymatic and diffusion barriers faced during the transport of the genetic material to the nucleus of target eukaryotic cells. Regarding this subject, the present work demonstrates the feasibility of using modified Dynein light chains (Lc8 and Rp3) as non viral vectors for gene delivery. The use of Dynein light chains relies on the possibility to exploit the Dynein based cellular retrograde transport in order to improve the exogenous genetic material transport across the citosol towards the nuclear periphery. By adding small peptide domains, based in positively charged aminoacids (arginine and lysine) to the N-terminal of Dynein light chains, the resulting recombinant proteins were able to interact and condense genetic material into delivery particles. Transfection assays demonstrated that these particles are highly efficient to delivery plasmidial DNA to nucleus of HeLa cells when compared to the transfection efficiency presented by protamine, a well characterized non viral vector peptide. Ternary complexes formed by modified Dynein light chains, pDNA and a cationic lipid showed even higher transfection efficiency. Additionally, the light chain based non viral delivery vectors presented low citotoxic effect to HeLa cells, a valuable feature as toxicity is regarded as one of the main concerns on delivery vectors development. The mechanism by which the modified Dynein light chain based vectors mediates gene delivery was also investigated and we could observe that (1) the internalization process deeply relies on endocytosis, (2) it depends on the microtubule network and (3) a significant fraction of the delivery complexes are trapped and degraded in the endocytic pathway. The non viral vectors developed in the present study combine high transfection efficiency, low toxicity and relative low production cost, as all modified proteins were produced in Escherichia coli prokaryotic host. Its noteworthy that additional peptide domains can be further associated to the delivery vectors described providing it with new abilities such as higher internalization or endosomal escape capacity. The approach to use the cellular retrograde transport in order to develop non viral vectors is poorly exploited by the scientific community and the present study stands among few in the field hopefully contributing to the development of more efficient and safer non viral vectors for gene delivery / Doutorado / Genetica de Microorganismos / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientador: Lucimara Gaziola de la Torre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sipoli_CarolineCasagrande_D.pdf: 4303538 bytes, checksum: 416499c84401c29f761041b6fe23813d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O estudo de processos de produção de nanopartículas poliméricas, mais especificamente a quitosana (CHI), para aplicações em vacinação/terapia gênica é um desafio. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento do processo de produção de nanopartículas de CHI com o agente reticulante tripolifosfato de sódio (TPP), sendo dividido em 3 etapas. A primeira etapa consistiu na produção destas partículas, avaliando a influência do pH da solução inicial de CHI (pH 4; 5 e 5,5). Para isso, utilizou-se um sistema de reator com chicanas e agitação mecânica com impelidor do tipo cowles facilmente escalonável. A caracterização físico-química das nanopartículas permitiu verificar as diferenças das partículas produzidas nos diferentes pH¿s. Um estudo de estabilidade simulando o ambiente de aplicação biológica foi realizado para avaliar as nanopartículas produzidas em pH¿s diferentes e verificou-se que as partículas produzidas nos pH¿s menores apresentaram maior estabilidade no período estudado (4 horas). A avaliaçãp biológica dos complexos preparados (DNA-CHI/TPP), em termos de transfecção in vitro em células HeLa indicou que não houve diferença entre as partículas produzidas nos diferentes pHs. A segunda, etapa do trabalho avaliou a influência da temperatura durante o processo de produção de nanopartículas de CHI/TPP utilizando o mesmo sistema anteriormente descrito. Foram avaliadas três diferentes condições isotérmicas e também a variação de temperatura ao longo da gelificação ionotrópica. Para este último caso, obteve-se nanopartículas com índice de polidispersidade significativamente menor do que os processos isotérmicos. 2 porcentagens de DNA (10 e 40% m/m) foram incoporadas às nanopartículas e a diferença em termos de pDNA incoporado apresentou diferentes eficiências de transfecção em células A293 ao longo do tempo, indicando uma liberação sustentada. Em termos de citotoxicidade, observou-se queda da viabilidade celular após 120 horas de incubação, sem ocorrer dependência da dose. Na terceira etapa realizou-se o uma análise exploratória para o desenvolvimento de um processo microfluídico para produção de partículas de CHI/TPP. Dois métodos foram estudados: focalização hidrodinâmica e emulsão temporária. O processo de emulsão temporária não foi reprodutível visto que a finalização desta etapa foi comprometida devido a precipitação da quitosana nos microcanais. As condições avaliadas para o método de focalização hidrodinâmica geraram nanopartículas de CHI/TPP com alto índice de polidispersidade. Este trabalho apresenta uma nova área de desenvolvimento de processos de produção de partículas poliméricas / Abstract: The study of polymeric nanoparticle production process, specifically chitosan (CHI), for gene vaccine/therapy application is a challenge. This work aims to the development of production process of chitosan (CHI) with the crosslinking agent pentasodium triphosphate (TPP), and it was divided into three steps. The first step was the production of these nanoparticles evaluating the influence of pH of chitosan solution (pH 4; 5; 5.5). For this purpose, the system used was a reactor with baffles, mechanical stirring with cowles impeller, easy to scale up. Physico-chemical characterization reveals the difference between the produced nanoparticle in the different pH¿s. One stability tests simulating the biological application environment was carried out to evaluate the nanoparticle produced in different pH¿s and it was possible to verify that the nanoparticles produced in lower pH¿s presented higher stability at the evaluated period (4 hours). The biological study of the prepared complexes (DNA-CHI/TPP), in terms of in vitro tranfection in in HeLa cells indicated no difference between between the nanoparticles produced in the different pHs. The second step of this work studied the influence of temperature the CHI/TPP nanoparticles production using the same system as previously reported. Three isothermal conditions and also temperature variation during the ionic gelation were tested. For this last condition, nanoparticles produced were significantly smaller in terms of PDI if compared to the isothermal process. 2 percentage of pDNA were incorporated (10 and 40% w/w) to the nanoparticles and the difference in terms of amount of pDNA showed different transfection efficiency in A293 cells over the time, suggesting sustained release capability. In terms of cytotoxicity, it was noticed that the cell viability decreased after 120 hours of incubation, and it is no dose-dependent. The third step was the exploratory investigation of microfluidic processes to obtain CHI/TPP nanoparticles. Two methods were studied: (i) temporary emulsion and (ii) hydrodynamic flow focusing. The temporary emulsion process was not reproducible since this step was not concluded due to the chitosan precipitation inside the microchannels. In hydrodynamic flow focusing, CHI/TPP nanoparticles presented high values of polydispersity index at the studied conditions. This work presents new area in the development of polymeric nanoparticles production processes. Keywords: chitosan nanoparticles, sodium triphsosphate, pH, temperature, plasmidial DNA, microfluidic, HeLa cells, A293 cells / Doutorado / Engenharia Química / Doutora em Engenharia Quimica

Orientador: Erich Vinícius de Paula / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-26T18:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faiotto_VanessaBoury_M.pdf: 2777980 bytes, checksum: 26068f6f5813665c531b744d7a8c8f60 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A sepse representa uma condição potencialmente fatal em que a resposta do organismo a uma infecção resulta em lesão em seus próprios tecidos. A terapia gênica (TG) consiste na modificação do repertório de células somáticas com fins terapêuticos, substituindo genes defeituosos que causam doenças. Na sepse, vetores não virais podem representar uma estratégia excelente para a transferência do gene terapêutico, uma vez que não provoca resposta imune significativa e são expressos apenas transitoriamente. Além disso, a sua produção é mais simples. Métodos: O estudo foi dividido em três etapas. Em primeiro lugar, dois genes repórter (lacZ e F9) foram testados em dois modelos experimentais de sepse (endotoxemia e ligadura e punção cecal, CLP) para confirmar a viabilidade da transferência gênica no contexto da sepse. A expressão foi avaliada por métodos qualitativos (histoquímica) e quantitativos (avaliação funcional; métodos coagulométricos). Em seguida avaliou-se a eficácia terapêutica da transferência do gene de sFlt-1, um antagonista de VEGF natural, no modelo de endotoxemia. A expressão foi avaliada por ELISA, e a eficácia foi avaliada através de uma curva de sobrevida. Os camundongos foram tratados com o plasmídeo DNA (pDNA) contendo o cDNA do gene Flt1 (tratamento) lacZ (controle), 6 horas após o desafio com LPS. A propósito, sFlt-1 foi capaz de proteger da sepse experimental murina em outros estudos, devido a sua propriedade estabilizadora da barreira endotelial (BE). Na última etapa, avaliamos os níveis séricos de quatro proteínas envolvidas na modulação da integridade BE, utilizando amostras de soro de indivíduos diagnosticados com sepse grave e choque séptico (n = 53), através de um kit Multiplex comercial. Resultados: No primeiro passo, a transferência gênica por vetores não virais foi demonstrada no modelo de endotoxemia, pois tanto a expressão de ?-galactosidase quanto de F IX mostraram-se aumentadas nos animais tratados neste modelo. A expressão não foi confirmada no modelo CLP, embora o número reduzido de animais por grupo não permita uma conclusão definitiva sobre o assunto. Em relação à segunda etapa, apenas 4/14 animais tratados apresentaram níveis detectáveis de sFlt-1 por Elisa. Além disso, não houve diferença na sobrevida entre os animais tratados e controles. Juntos, estes resultados confirmam que a transferência gênica com vetores não virais é possível no contexto de uma inflamação grave, mas apresenta baixa eficiência e previsibilidade. Por fim, observamos diferenças significativas nos níveis séricos de endoglina (maior expressão) e HB-EGF (menor expressão) em pacientes com choque séptico, em comparação ao grupo controle. Os níveis de BMP-9 e FGF-2 não foram significativamente diferentes no choque séptico. Conclusões: Nosso estudo nos permite concluir que, apesar de factível, a utilização de vetores não-virais não parece representar uma estratégia terapêutica eficaz na sepse experimental. Maiores estudos são necessários para validar o uso de endoglina e HB-EGF como biomarcadores de sepse grave / Abstract: Sepsis represents a potentially fatal condition that occurs when the body's response to infection results in injury to its own tissues. Gene therapy (GT) consists in modification of the repertory of somatic cells with therapeutic purposes, replacing defective genes that cause diseases. In sepsis, non-viral vectors, could represent an excellent strategy for therapeutic gene transfer, since they do not elicit intense immune responses in the individual and are expressed only transiently. Besides, their production is easy and inexpensive. Methods: The study was divided in 3 steps. First, two reporter genes (lacZ and F9) were tested in two experimental models of sepsis (endotoxemia and cecal ligation and puncture, CLP) to confirm the feasibility of gene transfer in the context of sepsis. We assessed expression by qualitative (histochemistry) and quantitative methods (functional evaluation, through coagulometric methods). Next we evaluated the efficacy of the therapeutic gene transfer of sFlt-1, a natural VEGF antagonist, in the endotoxemia model. Expression was evaluated by ELISA, and efficacy was evaluated by a survival curve. Mice were treated with pDNA containing the Flt1 (treatment) or lacZ (control) cDNA, 6 hours after challenge with LPS. Of note, sFlt-1 has been previously shown to protect from experimental sepsis due to its endothelial barrier (EB) stabilizing properties. In the last step, we evaluated serum levels of 4 proteins involved in the modulation of EB integrity, using serum samples of subjects diagnosed with severe sepsis and septic shock (n=53), through a commercial Multiplex kit. Results: In the first step, we could confirm the expression of both reporter genes by non-viral vectors in the endotoxemia model. Of note, expression of ?-galactosidase showed a notable increase when compared with control group. Similarly, we noted increased expression of factor IX in the mice which were submitted to gene transfer with pDNA, when compared with the controls that received the lacZ pDNA (111,4 ± 16,10 vs 64,73 ± 12,34; p<0,001) in the endotoxemia model, and similar result in the group without sepsis induction by endotoxemia (163,4± 73,46 vs 79,88 ± 9,39; p=0,0006). Expression was not confirmed in the CLP model, although the limited number of animals per group does not allow a definite conclusion on this matter. In relation to the second step, only 4/14 treated animals presented detectable levels of sFlt-1 by Elisa. In addition, no difference could be observed in the survival between treated and control animals. Together, these results confirme that gene transfer with non-viral vectors is feasible in the context of severe inflammation, but with a low efficiency and predictability. Finally, we demonstrated significant differences in serum levels of endoglin (higher expression) and HB-EGF (lower expression) in patients with septic shock, compared to controls. BMP-9 and FGF-2 levels were not significantly different in septic shock. Conclusions: Our study allows us to conclude that although feasible, the use of non-viral vectors does not seem to represent an effective therapeutic strategy in experimental sepsis. Larger studies are needed to validate the use of endoglin and HB-EGF as biomarkers of severe sepsis / Mestrado / Clinica Medica / Mestra em Ciências

Neospora caninum é um protozoário Apicomplexa, parasita intracelular obrigatório que possui o cão e outros canídeos como hospedeiros definitivos e os bovinos como principais hospedeiros intermediários. Causa nos primeiros encefalopatia e nos últimos abortos com perda da fertilidade, gerando prejuízos significativos na pecuária mundial. Como Toxoplasma gondii e Plasmodium, N. caninum possui um sistema específico de secreção que permite a invasão ativa do parasita na célula hospedeira, formação do vacúolo parasitóforo e replicação. Devido ao seu ciclo intracelular, várias estratégias foram desenvolvidas para caracterizar o processo de invasão no filo, como deleção ou controle da expressão de genes envolvidos. Entre os genes com papel importante no processo invasivo, NcMic2-like1 possui destaque já que o soro contra essa proteína recombinante inibiu 60% da invasão de N. caninum in-vitro. Essa proteína micronêmica possui domínios adesivos (uma integrina e seis trombospondinas) que atuam na ligação entre os receptores da célula hospedeira e o motor de actina e miosina do parasita, possibilitando a invasão ativa. O objetivo central do trabalho foi o desenvolvimento de ferramentas genéticas para a deleção e hiperexpressão de NcMic2-like1 e outras proteínas em N. caninum para a compreensão profunda desse mecanismo, além da caracterização, localização e expressão de NcMic2-like1. Para isso dois modelos baseados na resistência a drogas e integração ao genoma do parasita foram construídos. Um se baseia na resistência contra cloranfenicol (pelo gene Cloranfenicol Acetil Transferase - CAT) e o outro contra pirimetamina (pela mutação da Diidrofolato Redutase-Timidilato Sintase - DHFRM2M3). As sequências que conferem resistência foram ligadas ao promotor e região 3\' UTR de três genes de N. caninum, NcSAG1 (ou SAG1-like); NcDHFR ou NcHXGPRT conferindo resistência às drogas após transfecção. A esses vetores de resistência foram ligadas duas sequências do controle de expressão por tetraciclina, o sistema TetR/tetO. Adaptando o sistema de T. gondii para N. caninum, TetR foi expresso sob controle do promotor RPS13 ou Tubulina de N. caninum e tetO controlou a expressão de Lac-Z (?-galactosidase), ii uma enzima repórter. TetR e tetO foram transfectados de modo estável utilizando os vetores CAT e DHFRM2M3. O sistema foi responsivo à adição de tetraciclina, além de indicar um meio provavelmente independente de TetR quando apenas tetO foi avaliado em N. caninum. Foi possível expressar Lac-Z em N. caninum, possibilitando o desenvolvimento e padronização de ensaios de invasão, crescimento e detecção do taquizoíta. Também foi realizada a detecção de YFP (proteína amarelo fluorescente) nos taquizoítas transfectados com YFP fundida em TetR. Essas ferramentas de inserção e deleção de genes possibilitaram a construção de vetores para a hiper expressão ou deleção de NcMic2-like1. Para hiper expressão o vetor foi obtido pela substituição de Lac-Z pelo gene NcMic2-like1. Para deleção de NcMic2-like1 o vetor foi desenvolvido pela ligação do seu promotor e região 3\' UTR ä CAT ou NcDHFRM2M3, que promove a substituição do gene alvo pelos de resistência por recombinação homóloga. Adicionalmente foram desenvolvidas formas para a expressão e purificação de proteínas em N. caninum. Também foi obtida a solubilização de NcMIC2-like1 recombinante pelo sistema pET28 após a adição de uma cauda solúvel amplificada do genoma de N. caninum. O desenvolvimento de métodos de manipulação genética é um fato inédito para N. caninum e possibilitará estudos moleculares mais profundos sobre os mecanismos de invasão e replicação, onde NcMic2-like1 aparece como primeira candidata para esses ensaios. / The Apicomplexa protozoan Neospora caninum is an obligate and intracellular parasite that has the dog and other canides as definitive host and especially cattle as intermediate hosts. It causes respectively encephalopathy. abortions and loss of fertility causing deep economic impact at the world livestock. As Plasmodium and Toxoplasma gondii, N. caninum has a specific system of active secretion, which allows the invasion of the parasite into the host cell, the establishment of parasitophorous vacuole and replication. Due to the intracellular cycle of parasite, several strategies have been developed to characterize the invasion process of the phylum, such as deletion or control of expression of related genes. Among the genes with an important role in the invasive process, NcMic2-like1 stands out, once the serum against the recombinant form inhibited the in vitro invasion of N. caninum up to 69%. This microneme protein has adhesive domains (one integrin and six thrombospondins) acting between the host cell receptors and the actin/myosin motor of the parasite, allowing the active invasion. The main aim of this work was the development of genetic tools for deletion and overexpression of NcMic2-like1 and other proteins in N. caninum for a deep understanding of this mechanism, in addition to the characterization, localization and expression of NcMic2-like1. Therefore two models based on the drug resistance and integration into the genome of the parasite were constructed. One was based on the resistance against chloramphenicol (chloramphenicol acetyl transferase gene by - CAT) and the other against pyrimethamine (by mutation of dihydrofolate reductase-thymidylate synthase - DHFRM2M3). The sequences that confer these two drug resistance patterns have been ligated to the promoter and the 3\' UTR region of three genes from N. caninum, NcSAG1 (or SAG1-like); NcDHFR or NcHXGPRT, conferring resistance to the drugs after transfection. These vectors were ligated to two sequences that confer resistance controlled by tetracycline, the TetR / tetO system. The T. gondii system was adapted for N. caninum. TetR was expressed under the control of N. caninum tubulin promoter and tetO controlled the expression of Lac-Z (?-galactosidase), a reporter enzyme. TetR and tetO were stably inserted in N. caninum after transfection iv with the vectors based on CAT and DHFRM2M3.The system was responsive following tetracycline presence, in addition to a TetR independent mechanism in N. caninum . Moreover, it was possible to express Lac-Z in N. caninum enabling the development and standardization of invasion, growth and detection tachyzoite assays. It was also possible to detect through fluorescence microscopy the YFP (yellow fluorescent protein) in tachyzoites transfected with YFP fused to TetR.. The tools for gene insertion and deletion allowed the construction of vectors for hiperexpression or deletion of NcMic2-like1. For hiperexpression the vector was obtained by the replacement of the Lac-Z by the NcMic2-like1 gene. For the NcMic2-like1 deletion the vector was achieved after the ligation of its promoter and 3 \'UTR region to CAT or NcDHFRM2M3. This approach leads to the replacement of the target gene by the resistance gene through homologous recombination. Furthermore approaches for expression and purification of proteins in N. caninum were developed. Also, a soluble recombinant NcMIC2-like1 form was obtained with pET28 system added with a soluble tail amplified from a genome region of N. caninum. The development of genetic manipulation methods is an unprecedented event for N. caninum and will enable deeper molecular studies over mechanisms of invasion and replication, where NcMic2-like1 is the first candidate for these assays.

A prolactina humana (hPRL) é um hormônio sintetizado pela hipófise com inúmeras funções tais como: lactação, reprodução e regulação osmótica. Este hormônio é frequentemente dosado em casos de problemas na lactação, infertilidade, além de estudos que elucidam sua ligação em alguns tipos de câncer (mama, próstata e útero). A hPRL é encontrada na forma não glicosilada (NG-hPRL) (23 kDa) e glicosilada (G-hPRL) (25 kDa), sendo a isoforma glicosilada um modelo ideal de análise de perfil de N-glicanos, já que possui um único sítio de glicosilação localizado na Asparagina 31. A glicosilação está relacionada diretamente à solubilidade, à estabilidade, ao enovelamento, à meia-vida e atividade biológica in vivo. As células de ovário de hamster chinês (CHO) e as células embrionárias de rim humano (HEK293) são os hospedeiros mais utilizados para expressão de proteínas recombinantes, já que podem ser cultivadas em altas densidades e por possuírem similaridade nas modificações pós-traducionais. O objetivo foi expressar, purificar e realizar uma caracterização físico-química e biológica da hPRL glicosilada de células HEK293, incluindo análise da estrutura de carboidratos. Para tanto, foi realizada uma transfecção em células HEK293T (aderidas) com o vetor pcDNA 3.4-TOPO. Foi obtida uma expressão de 21,26 &plusmn; 8,3 &mu;g/mL de hPRL no meio condicionado sem soro. A hPRL foi purificada por cromatografia de afinidade a metais imobilizados (IMAC), eluindo 92% da hPRL em uma única fração que, analisada por HPSEC, apresentou pureza de 97%. O perfil de N-glicanos da amostra apresentou seis espécies, todas com terminação em ácido-siálico, do tipo complexo, sendo bi, tri e tetra-antenárias, com relativa predominância da espécie N2G2S1 (29,4%). A bioatividade in vitro da G-hPRL HEK293 demonstrou ser &cong; 16 vezes menor que a G-hPRL produzida em células CHO. / Human prolactin (hPRL) is a hormone synthesized by the pituitary gland with innumerable functions such as lactation, reproduction and osmotic regulation. This hormone is often determined in cases of lactation problems, infertility, and studies that elucidate its connection in some types of cancer (breast, prostate and uterus). The hPRL is found in the non-glycosylated (NG-hPRL) (23 kDa) and glycosylated (G-hPRL) (25 kDa) form, being the glycosylated isoform an ideal model for N-glycan profile analysis, since it has a single glycosylation site located in Asparagine 31. Glycosylation is directly related to solubility, stability, folding, half-life and biological activity in vivo. Chinese hamster ovary (CHO) cells and human embryonic kidney (HEK293) cells are the most widely used hosts for expression of recombinant proteins, since they can be grown at high densities and have similarity in post-translational modifications. The objective of this work was to express, purify and perform a physicochemical and biological characterization of the glycosylated hPRL from HEK293 cells, including analysis of the carbohydrate structure. For this purpose, a transfection was performed on HEK293T (adhered) cells with the 3.4-TOPO pcDNA vector. Expression of 21.26 &plusmn; 8.3 &mu;g/mL hPRL in the serum free conditioned medium was obtained. The hPRL was purified by immobilized metal affinity chromatography (IMAC), eluting 92% of the hPRL in a single fraction which analyzed by HPSEC, showed 97% purity. The N-glycans profile of the sample showed six species, all with sialic acid termination, complex type, being bi, tri and tetra antennary, with a relative predominance of N2G2S1 (29.4%). In vitro bioactivity of G-hPRL HEK293 demonstrated to be &cong; 16-fold lower than G-hPRL produced in CHO cells.

Dentre as vantagens do sistema de expressão gênica em células de drosófila observa-se ainda o estabelecimento rápido de linhagens estáveis de células que secretam de forma eficiente a proteína recombinante. Temos estabelecidas populações de células co-transfectadas S2AcGPV e transfectadas S2AcGPVHy. O objetivo deste trabalho é a comparação da expressão de GPV em células S2 co-transfectadas com os vetores pAcGPV (vetor de expressão) e o pCoHygro (vetor de seleção) ou transfectadas com um único vetor pAcGPVHygro (contendo o vetor de expressão e seleção). As populações obtidas foram analisadas em relação à expressão de GPV em imunoensaios: teste ELISA, Dot Blot, géis de SDS-PAGE, Western Blot, citometria de fluxo (FACS) e microscopia confocal. Os ensaios de imunofluorescência em citometria fluxo (FACS) realizados demonstraram que as células transfectadas e co-transfectadas estão expressando a proteína GPV. Valores entre 0,3 e 4 mg/107 células foram obtidos. Além disso, anticorpos anti-GPV foram capazes de reconhecer a proteína GPV . / Among the advantages of the system of gene expression in cells drosófila there is still the rapid establishment of stable cell lines that secrete efficiently the recombinant protein. We have established populations of cells co-transfected S2AcGPV and transfected S2AcGPVHy. The objective of this study is a comparison of the expression of GPV in S2 cells co-transfected with vector pAcGPV (vector of expression) and pCoHygro (vector of selection) or transfected with a single vector pAcGPVHygro (containing the vector of expression and selection gene). The populations were analyzed in relation to the expression of GPV in immunoassays: ELISA test, Dot Blot, the SDS-PAGE gels, Western Blot, flow cytometry (FACS) and confocal microscopy. Tests of immunofluorescence in flow cytometry (FACS) have shown that cells co-transfected and transfected are expressing the protein GPV. Values between 0.3 and 4 mg/107células were obtained. Moreover, anti-GPV were able to recognize the protein GPV.

A prolactina humana (hPRL) é um hormônio sintetizado pela hipófise com inúmeras funções tais como: lactação, reprodução e regulação osmótica. Este hormônio é frequentemente dosado em casos de problemas na lactação, infertilidade, além de estudos que elucidam sua ligação em alguns tipos de câncer (mama, próstata e útero). A hPRL é encontrada na forma não glicosilada (NG-hPRL) (23 kDa) e glicosilada (G-hPRL) (25 kDa), sendo a isoforma glicosilada um modelo ideal de análise de perfil de N-glicanos, já que possui um único sítio de glicosilação localizado na Asparagina 31. A glicosilação está relacionada diretamente à solubilidade, à estabilidade, ao enovelamento, à meia-vida e atividade biológica in vivo. As células de ovário de hamster chinês (CHO) e as células embrionárias de rim humano (HEK293) são os hospedeiros mais utilizados para expressão de proteínas recombinantes, já que podem ser cultivadas em altas densidades e por possuírem similaridade nas modificações pós-traducionais. O objetivo foi expressar, purificar e realizar uma caracterização físico-química e biológica da hPRL glicosilada de células HEK293, incluindo análise da estrutura de carboidratos. Para tanto, foi realizada uma transfecção em células HEK293T (aderidas) com o vetor pcDNA 3.4-TOPO. Foi obtida uma expressão de 21,26 &plusmn; 8,3 &mu;g/mL de hPRL no meio condicionado sem soro. A hPRL foi purificada por cromatografia de afinidade a metais imobilizados (IMAC), eluindo 92% da hPRL em uma única fração que, analisada por HPSEC, apresentou pureza de 97%. O perfil de N-glicanos da amostra apresentou seis espécies, todas com terminação em ácido-siálico, do tipo complexo, sendo bi, tri e tetra-antenárias, com relativa predominância da espécie N2G2S1 (29,4%). A bioatividade in vitro da G-hPRL HEK293 demonstrou ser &cong; 16 vezes menor que a G-hPRL produzida em células CHO. / Human prolactin (hPRL) is a hormone synthesized by the pituitary gland with innumerable functions such as lactation, reproduction and osmotic regulation. This hormone is often determined in cases of lactation problems, infertility, and studies that elucidate its connection in some types of cancer (breast, prostate and uterus). The hPRL is found in the non-glycosylated (NG-hPRL) (23 kDa) and glycosylated (G-hPRL) (25 kDa) form, being the glycosylated isoform an ideal model for N-glycan profile analysis, since it has a single glycosylation site located in Asparagine 31. Glycosylation is directly related to solubility, stability, folding, half-life and biological activity in vivo. Chinese hamster ovary (CHO) cells and human embryonic kidney (HEK293) cells are the most widely used hosts for expression of recombinant proteins, since they can be grown at high densities and have similarity in post-translational modifications. The objective of this work was to express, purify and perform a physicochemical and biological characterization of the glycosylated hPRL from HEK293 cells, including analysis of the carbohydrate structure. For this purpose, a transfection was performed on HEK293T (adhered) cells with the 3.4-TOPO pcDNA vector. Expression of 21.26 &plusmn; 8.3 &mu;g/mL hPRL in the serum free conditioned medium was obtained. The hPRL was purified by immobilized metal affinity chromatography (IMAC), eluting 92% of the hPRL in a single fraction which analyzed by HPSEC, showed 97% purity. The N-glycans profile of the sample showed six species, all with sialic acid termination, complex type, being bi, tri and tetra antennary, with a relative predominance of N2G2S1 (29.4%). In vitro bioactivity of G-hPRL HEK293 demonstrated to be &cong; 16-fold lower than G-hPRL produced in CHO cells.