Made available in DSpace on 2014-12-17T14:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GeorgeHFS_DISSERT.pdf: 1763122 bytes, checksum: 18e2cb37f905538f998bc0737edfeb96 (MD5) Previous issue date: 2010-12-03 / Trypanosoma cruzi infection was evaluated in 390 resident individuals in different rural communities of Caic? municipality, State of Rio Grande do Norte (RN). Of 28 investigated communities the soroprevalence of T. cruzi infection was 2.8% in eight rural communities individuals. The epidemiological characteristics of seropositive shown that the age ranged from 22 to 64 years, being significantly raised from 31 years (90.9%). The female gender was predominant and low education degree. Those individuals reported that they never donated blood, but they had direct contact with triatomines bug. The isolation of the parasite was performed by blood culture and xenoculture methods to determine the genetic variability of the samples. Twenty seven T. cruzi isolates were analyzed by RAPD as genetic marker using three random primers (M13-40, gt11-F and L15996). The T. cruzi isolates showed 73.7% of shared bands considering the average obtained with the three primers, and were genetically well correlated. Using this marker it was possible to separate the populations of the parasite in three distinct groups. The first group composed by isolates obtained of triatomines and humans from four different districts (Caic?, Cara?bas, Serra Negra doNorte and Governador Dix-Sept Rosado); the second contained isolates obtained of triatomines of two different species (T. brasiliensis and P. lutzi) captured in Cara?bas and Serra Negra do Norte. The third grouped isolates obtained from humans of Angicos and Caic? municipalities. In different localities of distinct mesoregions, State of RN, a profile genetic well correlated was identified among all isolates and the presence of three distinct groups of the parasite circulating among vertebrate and invertebrate hosts / A infec??o pelo Trypanosoma cruzi foi avaliada em 390 indiv?duos residentes em diferentes comunidades rurais do munic?pio de Caic?, Estado do Rio Grande do Norte (RN). De 28 comunidades investigadas a soropreval?ncia da infec??o pelo T. cruzi foi 2,8% em indiv?duos de oito comunidades rurais. As caracter?sticas epidemiol?gicas dos indiv?duos com sorologia reativa demonstraram que, a idade variou de 22 a 64 anos, sendo significativamente mais elevada a partir de 31 anos (90,9%). O g?nero feminino foi predominante e baixo grau de escolaridade. Esses indiv?duos relataram que nunca doaram sangue, mas tiveram contato direto com triatom?neos. O isolamento do parasito foi realizado usando os m?todos de hemocultura e xenocultura para determinar ? variabilidade gen?tica das amostras. Em 27 isolados foi realizada a t?cnica de RAPD como marcador gen?tico usando tr?s iniciadores aleat?rios (M13-40, λgt11-F e L15996). Os isolados do T. cruzi se mostraram bem correlacionados, com 73,7% de bandas compartilhadas, quando a an?lise foi realizada considerando a m?dia obtida com os tr?s iniciadores. Com este marcador foi poss?vel separar as popula??es do parasito em tr?s grupos distintos. O primeiro grupo composto por isolados obtidos de triatom?neos e humanos procedentes de quatro munic?pios distintos (Caic?, Cara?bas, Serra Negra do Norte e Governador Dix-Sept Rosado); o segundo agrupou os demais isolados obtidos de triatom?neos de duas esp?cies diferentes (T. brasiliensis e P. lutzi) capturadas em Cara?bas e Serra Negra do Norte. O terceiro grupo reuniu as amostras isoladas apenas de seres humanos procedentes dos munic?pios de Angicos e Caic?. Em diferentes munic?pios de mesorregi?es distintas do Estado do RN foi identificado um perfil gen?tico bem correlacionado entre todos os isolados e a presen?a de tr?s grupos gen?ticos distintos do parasito, circulando entre hospedeiros vertebrados e invertebrados

Orientador: João Aristeu da Rosa / Banca: Sergio de Albuquerque / Banca: José Clóvis do Prado Júnior / Resumo: Este estudo visou mensurar formas tripomastigotas e epimastigotas de Trypanosoma cruzi das cepas Bolívia, QM2, S.I.9 e Y por meio de microscópio óptico acoplado a um analisador de imagens e programa Leica QWin. Para tanto utilizou-se os parâmetros definidos por DIAS, FREITAS FILHO (1943) e BARRETO (1965): distâncias da extremidade posterior ao meio do núcleo (PN), do meio do núcleo à extremidade anterior do corpo (NA), comprimento do flagelo (FL), comprimento total (T), largura (L), Área do Cinetoplasto (AC), Área do Núcleo (NA) e Índice Nuclear (IN). Mensurou-se 360 formas tripomastigotas sanguíneas, 120 formas epimastigotas de meio de cultura LIT e 120 formas epimastigotas de fezes de triatomíneo de T. cruzi de cada uma das cepas Bolívia, QM2, S.I.9 e Y. Os oito parâmetros definidos para caracterização das formas tripomastigotas sanguíneas foram mensurados anteriormente ao pico de parasitemia, durante o pico e posteriormente ao pico de parasitemia para as formas tripomastigotas sanguíneas. As quatro cepas de T. cruzi mostraram percentual distinto de formas finas, intermediárias e largas das formas tripomastigotas sanguíneas. De acordo com os parâmetros morfométricos as formas foram classificadas em fina, intermediária e larga no que se refere à largura e curta, intermediária e longa com relação ao comprimento. As mensurações das formas tripomastigotas sanguíneas de T. cruzi das cepas Bolívia, QM2, S.I.9 e Y quanto a largura mostraram os seguintes resultados: as formas finas variaram entre 0,6 e 1,3μm; intermediárias entre 1,4 e 2,1μm; largas entre 2,2 e 5,5μm. Quanto ao comprimento total obtevese para a forma curta variação entre 13,5 e 19,5μm; para a forma intermediária entre 19,6 e 24,7μm; para a forma longa entre 24,8 e 43,8μm. As formas epimastigotas de meio de cultura LIT apresentaram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aimed the measurement of trypomastigotes and epimastigote of Trypanosoma cruzi from Bolivia strains, QM2, S.I.9 and Y by means of an optical microscope coupled to an image analyses program called Leica QWin. The following parameters defined for DIAS, FREITAS FILHO (1943) & BARRETO (1965) were used for these measurements: distance from the posterior extremity to the middle of the nucleus (PN), from the middle of the nucleus to the anterior extremity of the body (NA), flagellum length (FL), total length (T), width (L), kinetoplast area (AC), nucleus area (NA) and nuclear index (IN). 360 blood-stream forms were measured, 120 epimastigote forms in the LIT culture mean and 120 epimastigote forms from triatomine feces of T. cruzi for each of the Bolivia strains, QM2, S.I.9 and Y. All eight defined parameters for trypomastigote forms characterization were measured before the parasitemia peak, during the peak and after the parasitemia peak. The four T. cruzi strains showed to be distinct when comparing the percentage in the thin, intermediary and large forms of trypomastigotes. According the morphometric parameters the forms were classified as thin, intermediary and wide regarding width, and short, intermediary and long regarding length. The measurements of trypomastigote blood stream forms of T. cruzi from Bolivia strains QM2, S.I.9 and Y regarding width showed the following results: the thin form varied from 0.6 to 1.3μm; the intermediary from 1.4 to 2.1μm; wide from 2.2 to 5.5μm. Now the total length obtained for the short form varied from 13.5 to 19.5μm; for the intermediary form from 19.6 to 24.7μm; for the long form from 24.8 to 43.8μm. The epimastigote forms in the LIT culture mean presented the following measurements related to width: thin forms between 1.1 and 1.7μm, intermediary forms between 1.8 and 2.8μm. / Mestre

Orientador: Regina Maria Barretto Cicarelli / Banca: Marcia Aparecida Silva Graminha / Banca: Lucile Maria Floeter-Winter / Resumo: Alguns fatores importantes no funcionamento das células eucarióticas correspondem à pequenos complexos de RNA e proteínas; essas partículas de ribonucleoproteínas (UsnRNPs) têm um papel essencial no processamento do pré-mRNA, principalmente durante o splicing (corte de íntrons e união de éxons). Embora as snRNPs estejam definidas em mamíferos, ainda não estão bem caracterizadas em certos tripanosomatídeos como o Trypanosoma cruzi. Assim, este trabalho propôs a caracterização molecular dos snRNAs (U2, U4, U5 e U6), por PCR e RT-PCR de formas epimastigotas de T. cruzi (cepa Y). Essas seqüências amplificadas foram clonadas, seqüenciadas e comparadas entre os tripanosomatídeos e o alinhamento múltiplo apresentou mais de 70% de identidade, exceto da U5 snRNA, que se mostrou menos conservada. Árvores filogenéticas mostraram a proximidade evolutiva dos snRNAs analisados em Trypanosoma brucei e Trypanosoma cruzi. As respectivas estruturas secundárias foram preditas, confirmando-se também as semelhanças com aquelas de T. brucei. O alinhamento das snRNAs de T. cruzi com as seqüências de Homo sapiens mostrou regiões únicas em U2, U4 e U5 snRNAs, nessa espécie, enquanto U6 mostrou-se fortemente conservada. Até o momento, ainda não foi possível a obtenção da seqüência completa de U1 snRNA de T. cruzi. / Abstract: Some important factors in functioning of the eucariotic cells are the small complexes of RNA and proteins; these particles of ribonucleoproteins (UsnRNPs) have an essential role in the pre-mRNA processing, mainly during splicing (cut of introns and union of exons). Even though they are well defined in mammals, snRNPs are still not characterized in certain Trypanosomatids, as well, Trypanosoma cruzi. So, this work proposed the molecular characterization of the snRNAs (U2, U4, U5 and U6), by PCR and RT-PCR with T. cruzi epimastigote forms (Y strain). These amplified sequences were cloned, sequenced and compared among the Trypanosomatids and the multiple alignment presented more than 70% of identity, except for U5 snRNA, which showed less conserved. Phylogenetic trees showed the evolutionary proximity between the Trypanosoma brucei and Trypanosoma cruzi snRNAs analysed. The respective secondary structures were predicted and also confirmed similarity with T. brucei. The alignment of T. cruzi snRNAs with Homo sapiens sequences showed unique regions in U2, U4 and U5 snRNAs in this species, while U6 was strongly conserved. Until this moment, it was not still possible to obtain U1 snRNA of T. cruzi complete sequence. / Mestre

Orientador: Regina Maria Barrteo Cicarelli / Banca: Márcia Aparecida Silva Graminha / Banca: Sergio de Albuquerque / Resumo: O protozoário hemoflagelado, Trypanosoma cruzi, transmitido principalmente pelo inseto triatomíneo, por infecção congênita ou por transfusão sanguínea, causa a tripanossomíase americana ou doença de Chagas, como é mais conhecida. Essa é uma séria doença parasitária que ocorre na América Latina, com considerável impacto social e econômico. Dois medicamentos, nifurtimox e benzonidazol, são indicados no tratamento de pessoas infectadas, mas são pouco eficientes na fase aguda e praticamente ineficientes na fase crônica. Devido a esses fatores, é de extrema importância que se encontre um novo e eficiente agente quimioterápico e/ou quimiopreventivo. Neste trabalho, foi investigada a atividade de extratos, frações, substâncias puras e semi-sintéticas de diferentes espécies da Família Piperaceae na presença das formas epimastigotas da cepa Y do T. cruzi; as substâncias que se apresentaram ativas, também foram analisadas nas cepas NCS e Bolívia. Além disso, observaram-se as possíveis modificações morfológicas que essas substâncias poderiam causar nos parasitos, bem como um possível local de sua atuação e uma análise preliminar de sua citotoxicidade, quando na presença de macrófagos de camundongos isogênicos. A eficácia dessas substâncias foi avaliada pelo método colorimétrico utilizando a redução do MTT [3-(4,5-dimethylthiazol- 2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] em formazan, produzido pela atividade da enzima succinato desidrogenase da mitocôndria. Os cristais de formazan formados, depois de dissolvidos, foram determinados espectrofotometricamente. Os resultados encontrados foram proporcionais às atividades metabólicas das células (parasitos e/ou macrófagos), sendo o IC50 (metade da concentração inibitória máxima) calculado por regressão linear para cada substância. Intensas modificações morfológicas foram observadas nos parasitos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The hemoflagellate protozoan, Trypanosoma cruzi, transmitted by triatominae bugs, congenital route or blood transfusion, causes American trypanosomiasis or Chagas' disease, as it is more known. This is a serious parasitic disease which occurs in Latin America, as a considerable social and economic impact. Two drugs, nifurtimox and benznidazol, had been evaluated in the treatment of infected people, but they have low tolerance in the acute phase and practically inefficient in the chronic phase. Because of these considerations, it is important to search for new more efficient chemopreventive and chemotherapeutic agents. In this work, we have been investigating the activity of crude extracts, fractions, pure and halfsynthetic substances from different species of the Piperaceae Family in the presence of the epimastigote forms from T. cruzi Y strain; the samples which presented some activity also were analyzed in NCS and Bolívia strains. Moreover, we observed morphological modifications that some samples can make in the parasites, as well as a possible action site and a preliminary analysis of their citotoxicity, when in the presence of isogenic mice macrophages (Balb/c and C57/Black). The efficacy of these samples was also measured using the reduction of MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide] into a stained formazan product by the mitochondrial enzyme succinate dehydrogenises activity. The crystals of formazan formed, after dissolved, had been determined spectrophotometrically. The results were proportional to the metabolic activity of the cells (parasites and/or macrophages), being the IC50 (half of the maximum inhibitory concentration) calculated by linear regression for each sample. Intense morphological modifications were observed in the parasites after a determined time of incubation, confirming the toxic activity of some substances. However, it seems... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, possui um ciclo de vida complexo, deve lidar com diversas condições do ambiente e depende dos hospedeiros para suprir suas necessidades nutricionais. Uma delas é a necessidade de captar a molécula de heme (Fe-protoporfirina IX) que será utilizada como fator de crescimento. Os mecanismos envolvendo o metabolismo de heme são cruciais para a sobrevivência do T. cruzi pois o parasito não possui várias enzimas de biossíntese dessa porfirina e o heme livre pode apresentar citotoxicidade para célula. Na tentativa de perseguir o destino final do heme no parasito, nós estudamos essa via inexplorada no T. cruzi. Nessa tese, nós demonstramos que epimastigotas cultivados com heme, produziram os compostos, α-meso hidroxiheme, verdoheme e biliverdina (identificados por HPLC acoplado á espectrofotômetria). Além disso, nós observamos através de análise dos extratos de epimastigotas no espectrômetro de massas (LQT Orbitrap), espécies iônicas de m/z 583,4 e m/z 619,3. A fragmentação subsequente desses íons originaram espécies filhas típicas das moléculas de biliverdina e verdoheme, respectivamente. Nós observamos também, espécies iônicas de m/z 1397,4 e m/z 1135,4. A fragmentação dessas espécies produziram íons, sendo um deles com a mesma massa molecular de heme (m/z 616,3). Essa espécie iônica por sua vez, gerou fragmentos iônicos idênticos a uma molécula de heme, confirmando que esses intermediários são produtos da modificação da porfirina. Baseado nesses resultados, nós propomos um modelo onde o catabolismo de heme em T. cruzi, envolveria a conjugação da bis(glutationil)spermina, um derivado da tripanotiona presente em tripanossomatídeos, à porfirina (m/z 1137,4), seguido da remoção de dois resíduos de ácidos glutâmicos (m/z 1135,4). Embora o significado bioquímico e fisiológico da adição desse resíduo tiol na molécula de heme ainda é pouco compreendido, alguns trabalhos demonstram a abilidade desses compostos em ligar na porfirina, sem contar também, que esse heme conjugado poderia resultar em uma forma efetiva de prevenção de danos à membrana e a célula ocasionados pelo acúmulo de heme livre. Em conjunto, esses resultados fornecem novas abordagens do metabolismo de heme em T. cruzi, revelando possíveis alvos de intervenção quimioterápica futuros. Nossa proposta está direcionada para uma via ativa de catabolismo de heme que inclui a adição de grupos tiol (derivado da tripanotiona) à heme e a clivagem do anel porfirínico originando a molécula de biliverdina. / Trypanosoma cruzi, the causal agent of Chagas disease, has a complex life cycle and they must cope with diverse environmental conditions and depends on hosts for its nutritional needs. One of the nutritional characteristic is that they need a heme compound (Fe-protoporphyrin IX) as a growth factor. The mechanisms involved in these processes are crucial for their survival mainly because of trypanosomatids lack of the complete heme biosynthetic pathway and the cytotoxic activity of free heme. Following the fate of this porphyrin in the parasite we studied this missing pathway in T. cruzi. Here, we show that epimastigotes cultivated with heme yielded the compounds, α-meso hydroxyheme, verdoheme and biliverdin (as determined by HPLC with diode array detector). Furthermore, we observed ion species of m/z 583.4 and m/z 619.3 from epimastigotes extracts detected by direct infusion on LQT Orbitrap platform. A tipical biliverdin and verdoheme doughter-ion species were generated by m/z 583.4 and m/z 619.3 fragmentations, respectively. We also observed an ion species at m/z 1397.4 and m/z 1135. The subsequent fragmentation of this species produced a daughter-ions whose one with the same molecular mass as heme (m/z 616.4). This species, in turn, generated daughter species identical to an authentic heme, confirming that these intermediates were modified heme products. Based on these findings, we propose that heme catabolism in T. cruzi involves a additions of Bis(glutathionyl)spermine, a low molecular mass thiols occurring in trypanosomatids, to heme (m/z 1397.4), followed by removal of the glutamic residues (m/z 1135). Although the biochemical and physiological significance of the addition of thiol residues to heme molecule is underexplored, some works, already demonstrated their ability to bind heme and also this modified heme may resulting in the effective prevention of membrane damage and cytotoxicity by the heme accumulation. Taken together, these results offer new insights into heme metabolism in T. cruzi, revealing potential future therapeutic targets. We propose an active heme catabolism pathway that includes a trypanotione derivate additions and cleavage of the heme porphyring ring to biliverdin.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / As formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi proliferam e se diferenciam no interior de diferentes compartimentos do trato digestivo dos triatomíneos. Esses ambientes antagônicos, no que diz respeito à concentração de nutrientes, pH e status redox, constituem um desafio para o protozoário por conterem moléculas e fatores capazes de deflagrar diferentes sinalizações e respostas no parasito. Por isso, testamos a influência de produtos abundantes do metabolismo do vetor e de status redox distintos, frente aos processos de proliferação e diferenciação in vivo e in vitro. Como exemplo temos o heme e a hemozoína, subprodutos da digestão da hemoglobina, e o urato, rico na urina dos insetos. O heme é uma importante molécula em todos os seres vivos. Nosso grupo mostrou seu papel na proliferação in vitro de T. cruzi e que esse sinal é governado pela enzima redox-sensível CaMKII (Lara et al., 2007; Souza et al., 2009). Esse efeito parece depender de uma sinalização redox, onde o heme e não seus análigos induz a formação de EROs, modulando a atividade da CaMKII (Nogueira et al, 2011). Apesar de gerar espécies reativas de oxigênio (EROs) em formas epimastigotas, o heme não alterou a ultraestrutura desses parasitos mostrando uma adaptação a ambientes oxidantes. Além disso, a adição de FCCP inibiu a formação de EROs mitocondrial, diminuindo a proliferação dos parasitos. Em contrapartida, a AA aumentou drasticamente a produção de EROs mitocondrial levando à morte dos epimastigotas. Estes resultados confirmam a hipótese de regulação redox do crescimento de epimastigotas. A formação de β- hematina (hemozoína) constitui uma elegante estratégia para minimizar o efeito tóxico do heme nos insetos hematófagos. Contudo, a β-hematina não influenciou a proliferação ou a metaciclogênese in vitro. Já o urato, e outros antioxidantes clássicos como o GSH e o NAC prejudicaram a proliferação in vitro de epimastigotas. Estes efeitos foram parcialmente revertidos quando os antioxidantes foram incubados juntamente com o heme. Durante a metaciclogênese in vitro, o NAC e o urato induziram um aumento significativo das formas tripomastigotas e levaram a diminuição da porcentagem de formas epimastigotas. Em contrapartida, o heme e a β-hematina apresentaram o efeito oposto, diminuindo a porcentagem de formas tripomastigotas e aumentando a de epimastigotas. No intuito de confirmar a influencia do status redox na biologia do parasito in vivo, nós quantificamos a carga parasitária nas porções anterior e posterior e no reto do triatomíneo alimentado na presença ou na ausência de NAC e urato por qPCR. O tratamento com os antioxidantes aumentou a carga parasitária em todas as partes do intestino analisadas. Posteriormente, para diferenciar as formas evolutivas responsáveis pelo incremento da carga parasitária, foram realizadas contagens diferenciais nas mesmas porções do intestino do inseto vetor. Cinco dias após a infecção foi observado aumento significativo de formas tripomastigotas e diminuição de formas epimastigotas in vivo. Em conjunto, estes dados sugerem que, assim como a concentração de nutrientes e o pH, o status redox também pode influenciar a biologia do T. cruzi no interior do inseto vetor. Neste cenário, moléculas oxidantes agiriam a favor da proliferação, e em contraste, antioxidantes parecem favorecer a metaciclogênese. / Trypanosoma cruzi epimastigotes proliferate and differentiate inside different compartments of the triatomines gut. These environments are antagonic in terms of nutrient content, pH and redox status. All these factors represent a challenge to the protozoan due to the presence of molecules and factors which are able to induce different signals to the parasite. Thus, we tested the influence of abundant metabolism products of the vector, with distinct redox status, in the proliferation and metacyclogenesis in vitro and in vivo. These molecules are heme and hemozoin, both byproducts of hemoglobin digestion, and urate, present in the urine of insects. Heme is a ubiquitous molecule present in all living organisms. Our group studied its role in T. cruzi growth in vitro, showing that this signal is governed by the redox-sensitive enzyme CaMKII (Lara et al., 2007; Souza et al., 2009). Indeed, it seems to rely on a redox signaling pathway in which heme, but not its analogs, induces ROS formation, thus modulating CaMKII activity (Nogueira et al., 2011). Although it induces ROS in epimastigotes, the heme molecule had no deleterious effect upon the parasites ultrastructure, suggesting an adaptation to oxidative environments. In addition, FCCP inhibited mitochondrial ROS formation, then decreasing the parasite proliferation. On the other hand, AA drastically increased mitochondrial ROS production leading to cell death. These results corroborate the hypothesis of redox regulation of epimastigotes proliferation. Hemozoin (β- hematin) formation is an elegant strategy to minimize the toxic effect of heme in hematophagous insects. However, β-hematin had no influence upon the proliferation or metacyclogenesis in vitro. Also, urate, GSH and NAC impaired epimastigote proliferation. These effects were partially reversed when the antioxidants were incubated along with heme. During metacyclogenesis in vitro, NAC and urate induced a significant increment of trypomastigotes and decreased the percentage of epimastigotes. Heme and β-hematin presented the opposite effect diminishing the percentage of trypomastigotes and increasing the percentage of epimastigotes. To confirm the influence of the redox status in the parasite biology in vivo, we quantified the parasite loads in the anterior and posterior midguts and in the rectum of the triatomine vector fed with or without NAC and urate by qPCR. The treatment with the antioxidants increased the parasite loads in all midgut sections analyzed. Afterwards, in order to distinguish the evolutive forms responsible for the increment of parasite loads, we performed differential counting of the midgut sections. Five days post infection we observed an increment of trypomastigotes and a decrease of epimastigote forms in vivo. Taken together, these data suggests that, as well as nutrient content and pH, the redox status may also influence T. cruzi biology in the vector. In this scenario, oxidants act to turn on proliferation and in contrast, antioxidants seem to switch the cycle towards metacyclogenesis.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A transsialidase é uma glicoproteína de membrana pertencente a uma família de genes de cópia múltipla, envolvida no processo de invasão celular do Trypanosoma cruzi no hospedeiro vertebrado. Esta dissertação foi concebida com um amplo componente analítico que dependia de dados publicamente disponíveis, ou seja, as sequências oriundas do projeto genoma de T. cruzi e cDNAs de trans-sialidase depositadas no Genbank-dbEST. Este componente analítico necessitou ser complementado e ampliado com a obtenção experimental de novas sequências, a partir da metodologia baseada na transcrição reversa acoplada a PCR. Os fragmentos obtidos de cepas de T. cruzi Dm28c (T. cruzi I), Y (T. cruzi II), CL-Brener (T. cruzi II, cepa híbrida), INPA4167 (zimodema III), 3663 (zimodema III) e Colombiana (zimodema III) foram clonados, sequenciados e analisados composicionalmente. Essas sequências foram editadas e alinhadas usando-se o software CLUSTAL X. Em uma seção específica do Genbank, denominada dbEST, buscamos os cDNAs homólogos a trans-sialidase. Esta busca por similaridade foi realizada individualmente com os números de acesso referentes às seqüências supracitadas contra o dbEST utilizando o BLAST a fim de obtermos informações funcionais e evolutivas. Em seguida, desenvolvemos metodologias experimentais que nos permitiu avaliar segmentos da 5 UTR, tais como os sítios de trans-splicing adicionais ou múltiplos em TS e seus respectivos sinais (região rica em polipirimidina), variação composicional e tamanho da região das sequências entre diferentes linhagens de T. cruzi. O resultado dessa averiguação também nos mostrou a quantidade de cDNAs relacionados com a transsialidase no dbEST bem como a relação desses cDNAs com o mini-exon. As cepas do zimodema III apresentaram tamanho médio dos fragmentos de 312 bases, enquanto T. cruzi I e T. cruzi II apresentaram, respectivamente 209 e 218. Trans splicing adicional ou duplicações gênicas com mutações no sítio primário de trans splicing não parece ser um fenômeno exclusivo de algum grupo populacional, embora seja mais evidente em T. cruzi zimodema III.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A doença de Chagas é endêmica na América Latina sendo considerada uma doença negligenciada com grande impacto socioeconômico. A infecção é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi que é transmitido pela forma vetorial, entre outros mecanismos. O tratamento consiste basicamente no uso de dois fármacos, o benznidazol e o Nifurtimox que apresentam uma série de efeitos colaterais e atuam muito pouco nas formas amastigotas intracelulares o que faz com que o tratamento atual seja restrito e insatisfatório.Várias atividades farmacológicas foram atribuídas ao lapachol e a pterocarpanos, tais como atividade antitumoral e antiparasitária. Devido a esse potencial foi sintetizado uma molécula híbrida, a pterocarpanoquinona LQB-118, e algumas moléculas derivadas. A LQB-118 mostrou anteriormente atividade antitumoral e anti-Leishmania. O objetivo do presente trabalho foi investigar a atividade in vitro da LQB-118 e suas moléculas derivadas sobre o Trypanosoma cruzi clone Dm28c. Para avaliação inicial do efeito anti-parasitário das moléculas, amastigotas intracelulares, tripomastigotas metacíclicos e epimastigotas foram incubados com 20 M das LQBs 118, 168, 187, 182 e 236. A LQB-118 demonstrou atividade antiparasitária nas três formas evolutivas (90% na forma amastigota, 44% na forma tripomastigota e 70% na forma epimastigota) do parasito, enquanto as moléculas derivadas não mostraram atividade significativa. Sendo assim os estudos foram continuados com a molécula LQB-118. A ação da LQB-118 sobre as amastigotas intracelulares foi dose dependente, com redução do índice de infecção em 81% e 88% nas concentrações de 20 e 30 M respectivamente. Já sobre tripomastigotas, a LQB-118 foi menos ativa reduzindo a mobilidade dessas formas em até 45% a 30 M. Sobre a forma epimastigota a ação foi dose-dependente chegando a inibir 96% o crescimento dos parasitos a 20 M, com alterações da morfologia tais como arrendondamento do corpo celular e perda do flagelo. A dose capaz de inibir 50% foi de 4,2 M para amastigota intracelular e 38,1 M para tripomastigotas. Para macrófagos, a LC50 ficou em 40 M, uma concentração quase dez vezes maior que a IC50 para amastigotas. A capacidade das formas amastigotas intracelulares se diferenciarem em tripomatigotas e lisar os macrófagos foi avaliada após o tratamento com a LQB-118 por 72h. Observou-se um atraso do ciclo intracelular do parasito de modo dose-dependente, onde na concentração de 30 M o surgimento de tripomastigota foi no 9 dia enquanto nos controles foi no 5 dia de cultura. Para delinear o mecanismo de ação, foi avaliado o efeito direto sobre o parasito como a indução da fragmentação de DNA. A análise de indução da fragmentação do DNA feita pela marcação pelo TUNEL mostrou que o tratamento com a LQB-118 induziu seletivamente a fragmentação do núcleo das amastigotas enquanto o núcleo dos macrófagos se mantiveram íntegros. Macrófagos peritoneais pré-tratados com LQB-118 por 24 horas foram capazes de reduzir o número de amastigotas após 72h de cultivo na ausência da molécula, mas sem alteração na produção de óxido nítrico. Esses resultados mostram que a LQB-118 é ativa contra o T. cruzi, principalmente sobre a forma amastigota intracelular, que é a forma presente na fase crônica da infecção. O mecanismo de ação sugere que a LQB-118 é capaz de ser seletivamente tóxica para o parasito e também ativar os mecanismos microbicidas dos macrófagos de modo independente da produção de óxido nítrico. / Chagas disease is endemic in Latin America being considered a neglected disease with high socioeconomic impact. The infection is caused by the protozoan Trypanosoma cruzi, which is transmitted by the vector form, among other mechanisms. The treatment basically consists of using two drugs, benznidazole and nifurtimox which presenting several side effects and acts very little on intracellular amastigotes what makes the current treatment is restricted and unsatisfactory. Several pharmacological activities have been attributed to lapachol and pterocarpans, such as antitumor and antiparasitic activity. Because of this therapeutic potential an hybrid molecule was synthesized, a pterocarpanquinone LQB-118, and some derived molecules. The LQB-118 previously showed antitumor and anti-Leishmania activity. The objective of this study was to investigate the in vitro activity of LQB-118 and its derived molecules on Trypanosoma cruzi Dm28c clone. For initial evaluation of the antiparasitic effect of the molecules, intracellular amastigotes, epimastigotes and metacyclic trypomastigotes were incubated with 20 M of LQBs 118, 168, 187, 182 and 236. The LQB-118 showed antiparasitic activity on the three evolutionary forms (90% on amastigote form, 44% on trypomastigote form and 70% on epimastigote form) of the parasite, while derived molecules showed no significant activity. Thus, studies were continued with the molecule LQB-118. The action of LQB-118 on intracellular amastigotes was dose dependent, with reduction of infection index into 81 and 88% at concentrations of 20 and 30 M respectively. In trypomastigotes, LQB-118 was less active reducing the mobility of these forms up to 45% at 30 M. In epimastigote form, the action was dose dependent reaching 96% to inhibit the growth of parasites at 20 M, with morphological changes such as rounding of the cell body and loss of the flagellum. The dose able to inhibit 50% was 4,2 M to intracellular amastigote and 38,1 M to trypomastigote. To macrophages, LC50 was 40 M, a concentration about ten times higher than the IC50 to amastigotes.The ability of intracellular amastigotes differentiate on trypomastigotes and break macrophages was evaluated after the treatment with LQB-118 for 72 hours. There was a delay on intracellular cycle of the parasite in a dose dependent way, where in the concentration of 30 M the trypomastigote emergence was on the 9th day while in controls was on the 5th day of culture. To delineate the mechanism of action, it was evaluated the direct effect on the parasite such as the induction of DNA fragmentation. Analysis of the induction of DNA fragmentation by TUNEL labeling showed that the treatment with LQB-118 induced selectively fragmentation of amastigotess nuclei while macrophagess nuclei remained without fragmentation. Peritoneal macrophages pretreated with LQB-118 for 24 hours were able to reduce the number of amastigotes after 72 hours of culture in absence of the molecule, but without alteration in nitric oxide production. These results show that LQB-118 is active against T. cruzi, mainly on intracellular amastigote form, which is present in the chronic phase of infection. The mechanism of action suggests that LQB-118 can be selectively toxic to parasite and also activate the microbicidal mechanisms of macrophages independently of nitric oxide production.

A doença de Chagas, uma infecção parasitária amplamente distribuída na América Latina, é um problema grave de saúde pública com consequências devastadoras em termos de morbidade e mortalidade humana. As alternativas terapêuticas existentes são limitadas e insuficientes devido principalmente à baixa eficácia e elevada toxicidade. Visando o planejamento de novos candidatos a agentes antichagásicos, diversas vias bioquímicas e proteínas do parasita são alvos de estudos. A enzima cruzaína, uma cisteíno-protease envolvida em todos os estágios de desenvolvimento e diferenciação do Trypanosoma cruzi, foi selecionada como alvo molecular em nosso grupo para o presente trabalho de dissertação de mestrado. Duas séries de compostos foram avaliadas através de ensaios bioquímicos com a enzima alvo. A primeira série consiste de 14 derivados de chalconas e hidrazonas, sendo que 8 compostos apresentaram atividade inibitória frente a cruzaína, com valores superiores a 70%. Destes, destaca-se a hidrazona 19, que apresentou significativa potência in vitro, com valor de IC50 de 220 nM. A segunda série investigada, formada por 11 compostos selecionados previamente através de triagens virtuais, apresentou interessante perfil inibitório. Nove compostos apresentaram elevada potência, sendo que 7 exibiram valores de IC50 na faixa nanomolar, entre 646 nM (composto 32) e 11,3 nM (composto 24). Os resultados extremamente positivos alcançados neste trabalho demonstram a importância da avaliação experimental através de ensaios bioquímicos padronizados, que foi fundamental para a caracterização e a validação destas séries de inibidores. A diversidade química estudada é significativa e os melhores compostos serão muito úteis em etapas futuras de pesquisa de nosso grupo envolvendo os processos de descoberta e otimização de compostos líderes. Neste contexto, atenção especial será dada aos compostos 19, 28 e 34 que representam modelos extremamente atrativos em química medicinal e planejamento de fármacos. / Chagas\' disease, a parasitic infection widely distributed in Latin America, is a serious public health problem with devastating consequences in terms of human morbidity and mortality. The existing therapeutic alternatives are limited and insufficient, mainly due to low efficacy and high toxicity. Aiming at the design of new antichagasic agents, a variety of biochemical pathways and parasite proteins are currently being investigated as drug targets. The enzyme cruzain, a cysteine protease involved in all stages of development and differentiation of Trypanosoma cruzi, has been selected as molecular target in this dissertation work. Two series of compounds have been evaluated through biochemical assays with the target enzyme. The first series consists of 14 hydrazone and chalcone derivatives, where 8 compounds showed inhibitory activity against cruzain, with values greater than 70%. Of these, the hydrazone 19 showed significant in vitro potency with a value of 220 nM. The second series investigated, comprising 11 compounds previously selected by a virtual screening approach, showed interesting inhibitory profile. Nine compounds showed high potency, and 7 exhibited IC50 values in the nanomolar range from 646 nM (compound 32) to 11.3 nM (compound 24). The promising results achieved in this study demonstrate the importance of the experimental evaluation using standard biochemical assays, which was essential for the characterization and validation of these series of inhibitors. The chemical diversity explored is significant and the most potent compounds will be useful in future steps of our research group involving the processes of lead discovery and optimization. In this context, special attention will be given to compounds 19, 28 and 34 which represent extremely attractive models in medicinal chemistry and drug design.

A identificação de moléculas com potenciais ações terapêuticas e a compreensão dos mecanismos envolvidos na modulação da resposta imune frente à administração de substâncias farmacologicamente ativas em modelos experimentais infectados por Trypanosoma cruzi tem contribuído de maneira importante nas investigações de novas terapias para a doença de Chagas. Estudos prévios demonstraram as ações do zinco e da melatonina sobre a imunidade do hospedeiro, durante a fase aguda da infecção chagásica experimental, potencializando a resposta imune gerada contra o parasita. O presente estudo teve como objetivo avaliar o possível efeito imunomodulador da administração de zinco e melatonina em ratos Wistar machos durante a fase crônica da infecção por T. cruzi, utilizando os seguintes parâmetros: dosagens de citocinas IL-2, IL-4, IL-10, IFN-, e TNF-, produção de óxido nítrico, proliferação de esplenócitos, citometria de fluxo para análise fenotípica das subpopulações de células T CD3+CD4+ e CD3+CD8+, células dendríticas, células NK (CD161+) e NKT (CD3+CD161+), macrófagos, moléculas co-estimuladoras CD28, CD80 e CD86, RT1B, análise dos marcadores CD11a e CD25 e detecção do processo de apoptose celular. O efeito imuno-modulador do zinco e da melatonina durante a fase crônica da infecção chagásica pode ser comprovado através redução no percentual de macrófagos, células dendríticas, linfócitos TCD4+ e TCD8+, apoptose celular, das concentrações de óxido nítrico, IFN- e MCP-1. Adicionalmente, a terapia com zinco e melatonina durante a infecção experimental resultou em modificações importantes na resposta imunológica, como evidenciado pelo aumento no percentual de células T reguladoras, da proliferação celular e dos níveis das citocinas IL-2, IL-4 e IL-10. O desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, que possam modular a resposta inflamatória, contribuindo para prevenção dos danos teciduais observados na fase crônica da doença, são alvos importantes no tratamento da doença de Chagas. / The identification of molecules with potential therapeutic actions and the comprehension of the mechanisms involved in modulating the immune response by the administration of pharmacologically active substances in experimental models infected with Trypanosoma cruzi have contributed significantly in the investigation of new therapies for Chagas\' disease. Previous studies have demonstrated the actions of zinc and melatonin on host\'s immunity during the acute phase of experimental Chagas\' disease, enhancing the immune response generated against the parasite. The present study aimed to evaluate the possible immunomodulatory effect of zinc and melatonin administration in male Wistar rats during the chronic phase of T. cruzi infection, using the following parameters: measurement of IL-2, IL-4, IL-10, IFN- and TNF-, nitric oxide, proliferation of splenocytes, flow cytometry for phenotypic analysis of CD3+CD4+ and CD3+CD8+ T cells subpopulations, dendritic cells, NK cells (CD161+) and NK T (CD3+CD161+), macrophages, co-stimulatory molecules CD28, CD80 and CD86, RT1B, analysis of markers CD11a and CD25 and detection of the apoptosis process. The immunomodulator effect of zinc and melatonin during the chronic phase of Chagas\' disease was evaluated by a reduction of the percentage of macrophages, dendritic cells, CD4+ and CD8+ lymphocytes, cellular apoptosis, the concentrations of nitric oxide, IFN- and MCP-1. In addition, the treatment with zinc and melatonin during the experimental infection resulted in significant changes in the immune response, as evidenced by the increased percentage of regulatory T cells, cell proliferation and cytokine levels of IL- 2, IL-4 and IL-10. The development of new therapeutic strategies that can modulate the inflammatory response, contributing to prevention of tissue damage observed in the chronic phase, are important targets in the treatment of Chagas disease.