No interesse de reduzir os efeitos adversos relacionados às vacinas veterinárias e induzir tipos específicos de resposta imune, levou-se o desenvolvimento de numerosos novos adjuvantes. Recentemente, houve o descobrimento de um peptídeo intracelular funcional obtido através do estímulo celular com INF- γ, denominado EL28, tendo como principais características a hidrossolubilidade e a biodegradebilidade e, porém, no momento carece de ensaios de imunoestimulação associados com vacinas com potencial de mercado \"in vivo\". Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo verificar a atividade imunoestimulante do EL28, associado ao vírus rábico inativado (VRI). Realizou-se a produção do antígeno VRI, e prepararam-se formulações vacinais: VRI associado ao EL28, VRI associado com Al(OH)3 e VRI sem presença de adjuvante, para imunização de camundongos Balb/c e avaliação da resposta imune humoral. A produção de anticorpos IgG totais, IgG1 e IgG2a foram determinados pelo ensaio de ELISA indireto. E os anticorpos neutralizantes para o vírus rábico foram quantificados através do método RIFFT. Os resultados do ELISA indireto foram expressos como Dose Imunoenzimática 50% (DI50) e mostraram que não houve aumento na produção de anticorpos na resposta imune humoral (IgG totais) entre a vacina associada ao EL28 (DI50= 3,0 X 10-3µL) e a vacina sem adjuvante (DI50=2,0 X 10-3µL). As IgG2a e IgG1 estão relacionados ao perfil da resposta Th1 e Th2 respectivamente, e mostraram diferença significativa em relação ao título da IgG1 entre a vacina associada ao EL28 (DI50= 5,9x10-4µL) e a vacina sem adjuvante (DI50=5,2x10-4µL), enquanto para os títulos de IgG2a não houve diferença significativa entre essas vacinas. O perfil da resposta Th foi obtido através da razão entre IgG2a e IgG1, o qual demonstrou que em todas as imunizações, com e sem adjuvantes, tiveram resposta predominante do tipo Th2. O método de RIFFT mostrou um aumento na potência de anticorpos neutralizantes na vacina associada ao EL28 em relação à imunização dos animais sem nenhum adjuvante. Portanto, esses resultados demonstram aumento da especificidade na resposta imunológica da vacina associada ao EL28. Sendo assim, pelos resultados apresentados, a vacina de raiva associada ao EL28 possivelmente teria uma maior eficiência e segurança. / In the interest of reducing the adverse effects related to veterinary vaccines and inducing specific types of immune response, numerous new adjuvants have been developed. Recently, a functional intracellular peptide obtained through cellular stimulus with the INF-γ, named EL28, it have as main characteristics the water solubility and the biodegradability, but at the moment it lacks immunostimulation assays associated with potencial market vaccine \"in vivo\". In this sense, the present study aimed to verify the immunostimulatory activity of EL28, associated with inactivated rabies virus (IRV). It carried out the production of IRV antigen, and prepared vaccine formulations: IRV with EL28, IRV with Al(OH)3 and IRV without the presence of adjuvant, for immunization of Balb/c mice and evaluation of the humoral immune response. The production of total IgG antibodies, IgG1 and IgG2a were determined by the indirect ELISA assay. And neutralizing antibodies to rabies virus were quantified using the RIFFT method. Indirect ELISA results were expressed as 50% Immunoenzymatic Dose (ID50) and showed no increase in antibody humoral immune response (IgG total) between the EL28 associated vaccine (ID50 = 3.0 X 10-3µL) and the vaccine without adjuvant (ID50 = 2.0 X 10-3µL). The IgG2a and IgG1 are related to the profile of Th1 and Th2 respectively, and showed a significant difference in relation to the IgG1 titer between the EL28 associated vaccine (ID50 = 5,9x10-4µL) and the non-adjuvant vaccine (ID50 = 5,2x10-4µL), while for IgG2a titers there was no significant difference between these vaccines. The Th response profile was obtained by the ratio of IgG2a and IgG1, which showed that in all immunizations with and without adjuvant, were predominantly Th2 response. The RIFFT method showed an increase of the potency of neutralizing antibodies in the vaccine with EL28 in relation to the immunization of the animals without any adjuvant. Therefore, these results demonstrate increased specificity in the immune response associated with EL28 vaccine. Therefore, from the results presented, the rabies vaccine associated with EL28 would possibly have a greater efficiency and safety.

Orientador: Jane Megid / Banca: Hélio Langoni / Banca: Avelino Albas / Resumo: Morcegos vêm recebendo crescente importância em Saúde Pública, pois são os principais reservatórios para a raiva em diversas partes do mundo. Pouco se conhece a respeito da distribuição do vírus rábico em tecidos e órgãos não nervosos. O objetivo deste estudo foi avaliar a distribuição do vírus rábico em órgãos e tecidos de quirópteros naturalmente infectados de diferentes hábitos alimentares, e avaliar a existência de alguma possível correlação com a filogenia das amostras. Foram utilizados 26 morcegos previamente diagnosticados positivos para raiva pelos métodos padrão, sendo coletado cérebro, glândulas salivares, pulmão, coração, fígado, baço, estômago, intestinos, rins, bexiga, gordura interescapular e fezes. As amostras foram submetidas à extração do material genético e submetidas à reação de RT-PCR com iniciadores específicos para o gene N. As amostras que resultaram negativas na primeira reação foram submetidas a uma segunda amplificação (hemi-nested PCR). Os produtos amplificados foram submetidos ao sequenciamento genético e as sequências alinhadas com sequências homólogas obtidas do GenBank para construção da árvore filogenética. Os resultados demonstraram uma ampla distribuição do vírus em órgãos e tecidos dos morcegos, não sendo possível correlacionar com a espécie e tão pouco com a linhagem viral encontrada. O maior percentual de positividade foi encontrado em cérebro e glândula salivar e a técnica de heminested PCR demonstrou ter maior sensibilidade na detecção do vírus rábico nas amostras estudadas. Na análise filogenética observou-se o agrupamento das amostras de acordo com as espécies, confirmando a existência de linhagens gênero específicas / Abstract: Bats have been assigned an increasing importance in Public Health as these are the main rabies reservoirs in many parts of the world. Little is known about the distribution of rabies virus in non-nervous tissues and organs. The aim of this study was to evaluate the distribution of rabies virus in organs and tissues of naturally infected bats with different feeding habits, and evaluate the existence of any possible correlation with the phylogeny of the samples. 26 bats previously diagnosed as positive for rabies by standard methods were used; the brain, salivary glands, lung, heart, liver, spleen, stomach, intestine, kidneys, urinary bladder, interscapular fat and feces were collected. The genetic material were extracted and submited to RT-PCR reaction with specific primers for the N gene. The samples that were negative in the first reaction underwent a second amplification (hemi-nested PCR). The amplified products were subjected to genetic sequencing and the sequences aligned with homologous sequences obtained from GenBank for phylogenetic tree construction. The results showed a wide distribution of virus in organs and tissues of bats, it was not possible to correlate the viral distribuition with the species nor with the viral strain found. The highest percentage of positivity was found in brain and salivary glands and the technique of heminested PCR demonstrated to have a greater sensitivity for detection of rabies virus in the studied samples. The phylogenetic analysis showed the clustering of samples according to the species, confirming the existence of genus specific lineages / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A raiva é uma enfermidade infectocontagiosa causada por um Lyssavirus, que acomete os mamíferos, inclusive o homem, está presente em todos os continentes com exceção da Antártida. Os cães ainda são considerados os principais responsáveis pela manutenção e transmissão da raiva para o homem. Porém, nos últimos anos os morcegos hematófagos e não hematófagos têm ganhado destaque como potenciais transmissores de raiva para animais e humanos nas Américas. Em 2010, o Brasil registrou três casos de raiva humana, sendo um causado por agressão de morcego. Recentemente, várias epidemias de raiva humana transmitida por morcegos hematófagos foram relatados na região Amazônica. No estado de Roraima até a presente data não há registro de casos de raiva humana. O presente estudo teve o objetivo de detectar a presença e circulação do vírus rábico em quirópteros no estado de Roraima, bem como identificar as espécies de morcegos envolvidas na pesquisa. A técnica Transcriptase Reversa seguida da reação em Cadeia pela Polimerase foi utilizada para a detecção do vírus rábico, utilizando tecido cerebral de morcegos que foram coletados pelas equipes de vigilância epidemiológica e ambiental, da Secretaria de Saúde e Agência de Defesa Sanitária de Roraima. Os morcegos foram identificados utilizando chaves dicotômicas disponíveis para morcegos do Brasil e de outros países sul americanos. No total foram analisadas 94 amostras de morcegos, as quais apresentaram resultados negativos para raiva pela técnica da RT-PCR, no entanto, não é possível afirmar que o vírus rábico não circule em Roraima. Por outro lado, o presente estudo identificou 19 espécies de morcegos distribuídas em seis famílias, sendo uma família (Vespertilionidae) e cinco espécies de quirópteros (Diaemus youngi, Noctilio albiventris, Myotis nigricans, Eptesicus diminutus e Cynomops planirostris) ainda sem relato de ocorrência para Roraima. Morcegos hematófagos foram identificados em cinco municípios. Ressaltando que este trabalho foi um passo inicial e que novos estudos precisam ser desenvolvidos, aprimorando as estratégias de coletas a fim de monitorar a presença do vírus da raiva no Estado. / Rabies is an infectious disease that affects mammals, including human beings. Present on all continents except Antarctica. It is caused by a Lyssavirus. Dogs are considered responsible for the maintenance and transmission of rabies to humans. But in recent years the bats have become a potential source of transmitting rabies to animals and human beings in the Americas. In 2010, Brazil recorded three cases of human rabies. One of them was caused by an attack of bat. Recently, several outbreaks of human rabies transmitted by vampire bats were reported in the Amazon region, so far, in the state of Roraima there is no record of cases of human rabies. This study is aimed to detect the presence and circulation of rabies virus in bats in the state of Roraima, as well as to identify the species involved, it includes, also, the necessity of strengthen the network of epidemiological and environmental surveillance of rabies. The technique followed by reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) was used for virus research involving brain tissue of bats that were collected by teams of environmental and epidemiological surveillance, belonging to the Department of Health and the health protection agency of Roraima. Species of Bats were identified using dichotomous keys available for bats in Brazil and other Latin American countries. In total of 94 bat samples were analysed. The samples tested were negative for rabies. It can not be said, however, that the rabies virus does not circulate in Roraima. This research identified 19 species of bats distributed in six family. On the other hand, the research points to a richness and abundance of species of bats. This study identified one family (Vespertilionidae) and five species of bats (Diaemus youngi, Noctilio albiventris, Myotis nigricans, Eptesicus diminutus e Cynomops planirostris) not yet reported to the State. Vampire bats were identified in five municipalities. Considering the epidemiological and environmental importance of bats for ecosystems, this study is contributing to the increase of knowledge about both environmental surveillance of rabies and diversity of bats.

Células HEK293T e Huh7 foram adaptadas em meios livres de soro fetal bovino (SFM). Parâmetros metabólicos e de crescimento foram avaliados, além da expressão gênica heteróloga, utilizando um sistema de expressão que produz pseudo-partículas (ppHCV), derivadas do vírus da Leucemia Murina (MLV) e da Hepatite C (HCV). A adaptação foi realizada através de diluição sequencial para SFM. A linhagem HEK293T foi adaptada em dois SFM: Hybridoma-SFM e CHO-S-SFMII, a linhagem Huh7 foi adaptada nos quatro SFM escolhidos. O consumo de substratos para cada linhagem foi diferente entre os SFM, apesar de o crescimento celular ter sido semelhante. Para a análise da expressão gênica, três vetores foram co-transfectados em células HEK293T. Foi observado que para a produção de ppHCV, o tempo de coleta foi de 48 horas. O método de co-transfecção por lipofectamina produziu mais cópias de vírus, sendo que quantificações de 5,30x103 cópias RNA/μL foram encontradas para vírus produzidos em células adaptadas no meio Hybridoma-SFM através de qRT-PCR. Estas ppHCV foram usadas para infectar células Huh7, células infectadas produziram cerca de 10 ng de proteína recombinante/106 células. / HEK 293-T and Huh7 cells were adapted in serum free mediu (SFM). Metabolic and growth parameters were assessed, as well as heterologous gene expression, using an expression system that produces pseudo-particles (ppHCV), derived from the murine leukemia virus (MLV), and Hepatitis C (HCV). The adaptation was performed by sequential dilution in SFM. The HEK- 293T line was adapted in two SFM: Hybridoma-SFM and CHO-S-SFMII, the Huh7 line was adapted in four chosen SFM. The consumption of substrates were different for each line in SFM, while cell growth was similar. For the analysis of gene expression, three vectors were co-transfected into HEK-293T cells. It was observed that for the production of ppHCV, the collection time was 48 hours. The method of co-transfection with lipofectamine produced more copies of the virus into the cells, 5,30 x103 RNA copies/μL were found to virus produced in the cells adapted in Hybridoma- SFM, by qRT-PCR. These ppHCV were used to infect Huh 7, infected cells produced around 10 ng recombinant protein /106 cells.

O estudo de prevalência do vírus rábico foi realizado em uma amostra de morcegos capturados na Mata Atlântica da região sudeste do Brasil. Os morcegos são um dos principais reservatórios silvestres do vírus rábico. No Brasil existem aproximadamente 144 espécies de morcegos, e pouco se sabe sobre a circulação do vírus rábicos nessas espécies. Foram realizadas estimativas – com duas metodologias de isolamento - para detectar a presença do vírus rábico na população estudada. Os resultados foram obtidos pelo cruzamento entre a variável infectividade (presença de vírus rábico) e as variáveis epidemiológicas (espécies de morcegos, sexo, idade, local de captura ). Observou-se que o método de isolamento que utiliza as células McCoy isolou com maior facilidade vírus de morcegos insetívoros, além de apresentar maior capacidade de detectar a infecção na fase latente (subclínica). Já as células N2A foram mais eficientes na detecção do vírus rábico em morcegos hematófagos D. rotundus. As duas metodologias utilizadas apresentaram maior proporção de isolamento do vírus rábico em morcegos insetívoros, nectarívoros e fitófagos. Tais resultados sugerem que os morcegos insetívoros desempenham importante papel na manutenção do vírus no reservatório cuja população foi estudada. Também foi possível constatar que a circulação do vírus ocorre inter e intra-espécies, mas estudos especificamente desenhados para avaliar esse aspecto devem ser implementados. / The prevalence study of the rabies virus was carried out in a sample of bats captured in the Brazilian southeastern São Paulo. Bats are one of the main wild reservoirs of the rabies virus. Brazil holds 144 species of bats and little is know about the circulation of such virus in these species. Two metodologies were used for the estimates of the presence of the rabies virus in the captured in the Parque Estadual Intervales. The results were obtained crossing the variable (presence of rabies virus) with epidemiological variables (bat species, sex, age, site of capture). The McCoy cell line method proved isolating more easily the virus of insectivorous bats besides presenting more capability of detection of infection in the latent phase (sub-clinic phase). On the other hand the N2A cell line were more efficient in detecting the rabies virus in D. rotundus hematophagous bats. It was also observed that for both cells the insectivorous, nectarivorous and phytophagous bats presented higher rabies virus isolation proportion. These results suggest that insectivorous bats play in important role in the maintence of the virus in this reservoir. Although could also be observed that the circulation of the virus occurs intra and inter species, but studies specially designed to asses this issue must be re-evaluated.

A glicoproteína do vírus rábico (RVGP) é o antígeno capaz de induzir a formação de anticorpos neutralizantes e a resposta imune protetora contra a infecção pelo vírus rábico. Estudamos as cinéticas de expressão da RVGP e de seu RNA mensageiro (RVGPmRNA) em dois sistemas distintos de expressão recombinante: células de Drosophila melanogaster (S2) e células BHK-21 infectadas com vírus Semliki Forest Virus (SFV). Para isso, fizemos um trabalho de padronização do tratamento de amostras de cultivos celulares, adequando-as a um teste de ELISA para dosagem da RVGP e estabelecemos um método de RT-PCR quantitativa (qRT-PCR) para a dosagem do RVGPmRNA. Desenvolvemos também um novo método de titulação de partículas SFV por qRT-PCR, aplicável a praticamente qualquer construção de SFV recombinante. Em ensaios preliminares, as preparações de RVGP recombinante utilizadas para a imunização de camundongos foram capazes de induzir a formação de anticorpos neutralizantes e de conferir um bom grau de proteção ao teste de desafio intracerebral com vírus rábico. / The rabies virus glycoprotein is the major antigen able to induce a neutralizing antibody response and survival after challenge against rabies virus infection. We have studied the kinetic expression of RVGP and its messenger RNA (RVGPmRNA) in two different recombinant expression systems: stably transfected Drosophila melanogaster cells (rS2) and BHK-21 cells infected with Semliki Forest Virus carrying RVGP genetic information (SFV-RVGP). We have done a work of standardization of the cell culture samples treatment prior to RVGP quantification by ELISA, and we have developed and standardized a quantitative RT-PCR (qRT-PCR) to quantify the RVGPmRNA. We have also developed a new method of SFV particles titration by qRT-PCR, which is applicable to other constructions of recombinant SFV. We utilized the RVGP expressed by rS2 and SFV-RVGP systems on preliminary in vivo assays. The RVGP samples used to mice immunization were able to induce neutralizing antibodies and to lead to a nice level of protection against the intracerabral rabies virus challenge.

O sistema de expressão gênica derivado do Semliki Forest Vírus (SFV) vem sendo muito utilizado nos últimos tempos para expressão em grandes quantidades de inúmeras proteínas, quando comparado com outros sistemas. O objetivo desse estudo foi otimizar a capacidade desse vetor viral de expressar proteínas em diferentes linhagens celulares de mamíferos, utilizando como alvo, a glicoproteína do vírus rábico (RVGP). Foram avaliadas formas de obtenção do vetor SFV recombinante, através de diferentes métodos de transfecção, como eletroporação e lipofecção, utilizando um lipossomo comercial chamado Transmessenger (Qiagen, Valencia, CA., U.S.A.). Foi estabelecido, um método rápido e preciso de quantificação das partículas virais, através da técnica de qPCR, para padronizar a relação entre a quantidade de vírus recombinante a ser utilizada em um processo de infecção, visando aumentar os níveis de produção da proteína heteróloga. Diferentes proporções entre vírus e células foram utilizadas em cinco linhagens distintas: BHK-21, Huh-7, VERO, L929 e HEK-293T; sendo avaliados dois tempos de coleta da RVGP após a infecção (24 e 48 h). A proteína gerada foi avaliada através de diferentes métodos como Western Blot, Dot blot e imunofluorescência indireta (IFI), sendo a quantificação da proteína realizada através de ensaio imunoenzimático (ELISA). Esse trabalho contribui para o desenvolvimento de abordagens que utilizam o SFV como vetor de expressão, indicando as melhores metodologias e linhagens celulares, que podem ser utilizadas para aplicação na produção das mais variadas proteínas. / The expression system based on Semliki Forest virus (SFV) is a system which has been widely used in recent times for expression of many proteins in large quantities as compared with other systems. The aim of this study was to optimize the capacity of this vector to express viral proteins in different mammalian cell lines, using as target, the rabies virus glycoprotein (RVGP). We assessed two different methods of transfection to obtain recombinant SFV vector, such as electroporation and liposome commercial Transmessenger (Qiagen, Valencia, CA., U.S.A.). It was established also a fast and accurate quantification of viral particles by qPCR technique, to improve the relation between the amount of recombinant virus to be used in a process of infection, to increase production levels of the heterologous protein. Different proportions between viruses and cells were used in five distinct lineages: BHK-21, Huh-7, Vero, L929 and HEK-293T; being evaluated two sampling times after infection of RVGP (24 e 48 h). The protein was assessed by various methods such as Western blot, Dot blot and indirect immunofluorescence (IIF), and the protein quantification performed by enzyme immunoassay (ELISA). This work contributes to the development of approaches to using the SFV expression vector indicating the best methods and cell lines that can be used for application in the production of various proteins.

O estudo de prevalência do vírus rábico foi realizado em uma amostra de morcegos capturados na Mata Atlântica da região sudeste do Brasil. Os morcegos são um dos principais reservatórios silvestres do vírus rábico. No Brasil existem aproximadamente 144 espécies de morcegos, e pouco se sabe sobre a circulação do vírus rábicos nessas espécies. Foram realizadas estimativas – com duas metodologias de isolamento - para detectar a presença do vírus rábico na população estudada. Os resultados foram obtidos pelo cruzamento entre a variável infectividade (presença de vírus rábico) e as variáveis epidemiológicas (espécies de morcegos, sexo, idade, local de captura ). Observou-se que o método de isolamento que utiliza as células McCoy isolou com maior facilidade vírus de morcegos insetívoros, além de apresentar maior capacidade de detectar a infecção na fase latente (subclínica). Já as células N2A foram mais eficientes na detecção do vírus rábico em morcegos hematófagos D. rotundus. As duas metodologias utilizadas apresentaram maior proporção de isolamento do vírus rábico em morcegos insetívoros, nectarívoros e fitófagos. Tais resultados sugerem que os morcegos insetívoros desempenham importante papel na manutenção do vírus no reservatório cuja população foi estudada. Também foi possível constatar que a circulação do vírus ocorre inter e intra-espécies, mas estudos especificamente desenhados para avaliar esse aspecto devem ser implementados. / The prevalence study of the rabies virus was carried out in a sample of bats captured in the Brazilian southeastern São Paulo. Bats are one of the main wild reservoirs of the rabies virus. Brazil holds 144 species of bats and little is know about the circulation of such virus in these species. Two metodologies were used for the estimates of the presence of the rabies virus in the captured in the Parque Estadual Intervales. The results were obtained crossing the variable (presence of rabies virus) with epidemiological variables (bat species, sex, age, site of capture). The McCoy cell line method proved isolating more easily the virus of insectivorous bats besides presenting more capability of detection of infection in the latent phase (sub-clinic phase). On the other hand the N2A cell line were more efficient in detecting the rabies virus in D. rotundus hematophagous bats. It was also observed that for both cells the insectivorous, nectarivorous and phytophagous bats presented higher rabies virus isolation proportion. These results suggest that insectivorous bats play in important role in the maintence of the virus in this reservoir. Although could also be observed that the circulation of the virus occurs intra and inter species, but studies specially designed to asses this issue must be re-evaluated.

O interesse em células de inseto para a produção de proteínas complexas se deve a sua maior facilidade de cultivo e ao padrão equivalente de glicosilação quando comparado aos sistemas com células de mamíferos. O objetivo deste trabalho foi identificar fatores que limitam ou inibem a produção da glicoproteína do vírus rábico (GPV) expressa na membrana citoplasmática de células de Drosophila melanogaster transfectadas, quando cultivadas em biorreator de bancada agitado e bubble-free, operado em modo descontínuo. Avaliaram-se as influências de oxigênio dissolvido (5 < pO2 <80%), da glicose (1 < GLC0 < 15g/L) e da glutamina (0.6 < GLN0 < 7g/L). Essas variáveis afetaram de forma diferenciada o crescimento celular (produção de células e velocidades específicas-µX), o metabolismo celular (fatores de conversão - YX/GLC, YX/GLN, YLAC/GLC, YALA/GLC, YNH4/GLN, YALA/GLN), assim como a expressão da proteína recombinante (concentração, teor celular e produtividade). O aumento do pO2 reduziu em 9 vezes o crescimento celular mas aumentou o teor celular de GPV em 1,4 vezes. Baixos valores de GLC0 e GLN0, claramente, limitaram o crescimento, de modo que incrementos na concentração desses substratos, até valores intermediários, aumentaram µX,MAX em 3 vezes e 2,5 vezes, respectivamente, e a produção de células em 11 vezes e 3 vezes, respectivamente. O teor celular de GPV máximo não foi afetado pela GLC, mas aumentou em 100% para valores de GLN0 igual ou superiores a 3,5 g/L. As concentrações de lactato produzidas foram consideradas baixas (inferiores a 0,8 g/L) para exercer qualquer efeito de inibição sobre o crescimento ou a expressão da proteína. Por sua vez, as concentrações de amônio parecem inibir tanto a produção de GPV (NH4+~50mg/L) quanto o crescimento celular (NH4+~80mg/L). A condição de cultivo com de 30% de pO2, 10 g/L de GLC0 e 3,5 g/L de GLN0 resultou nos maiores valores de produtividade (9,1 µg/L.h) e de concentração de GPV (1,2 mg/L). O metabolismo de GLC e GLN apresentou grande interdependência, com alterações em GLC0 afetando o metabolismo de GLN e vice-versa. Assim, em condições de excesso de GLC0, as células apresentaram um metabolismo mais ineficiente com reduções nos fatores YX/GLC (2,3 vezes) e YX/GLN (4,6 vezes) e maior geração de subprodutos, caracterizada por incrementos nos valores de YALA/GLC (51%), YLAC/GLC (11%) e YNH4/GLN (15%). O metabolismo da GLN apresentou resposta característica de substrato em excesso para toda a faixa de valores ensaiada, com redução de 25 vezes no valor de YX/GLN e inesperadamente também uma redução na geração de subprodutos de 7 vezes para YNH4/GLN e 12 vezes para YALA/GLN. O efeito sobre o metabolismo da GLC foi mais acentuado para valores mais elevados de GLN0, com redução de 3,6 vezes para YX/GLC e incrementos de 70% para YALA/GLC e para YLAC/GLC. Os resultados sugerem ainda que a célula utiliza duas vias para metabolizar a glutamina: glutaminólise, em condição de limitação em GLC; ou glutamato sintase - NADH-GOGAT, em condição de excesso em GLC. A célula demonstrou também capacidade de sintetizar GLN, a partir de amônio ou outros aminoácidos, quando atingiu concentrações abaixo de 50 mg/L. / The interest in using insect cells to produce complex proteins is due to its ease of cultivation and its glycosylation pattern equivalent to that of mammalian cells systems. The objective of this work was to identify the limiting or inhibiting factors for the production of a rabies virus glycoprotein (RVGP), expressed in the cytoplasmatic membrane of a transfected Drosophila melanogaster S2 cells, when cultivated in a bench stirred bubble-free bioreactor, in batch mode. The influence of dissolved oxygen (5 < pO2 < 80%), of initial glucose concentration (1 < GLC0 < 15 g/L) and of initial glutamine concentration (0.6 < GLN0 < 7 g/L) was evaluated. These variables affected in a different way cell growth (cell production and specific growth rate - µX), cell metabolism (yield factors - YX/GLC, YX/GLN, YLAC/GLC, YALA/GLC, YNH4/GLN and YALA/GLN), as well as the recombinant protein expression (RVGP concentration, RVGP cell content and RVGP productivity). pO2 increase reduced 9 times cell growth, but increased 1.4 times RVGP cell content. Low initial glucose and glutamine concentrations clearly limited the cell growth, in such a way that raising these substrates concentrations up to intermediate values, increased µX,MAX 3 times and 2.5 times, respectively, and increased cell production 11 times and 3 times, respectively. The maximum RVGP cell content was not affected by GLC0, but improved 100% when GLN0 was 3.5 g/L or higher. The concentrations of produced lactate were considered low (below 0.8 g/L) to cause any inhibition effect on growth or protein expression. On the other hand, ammonium concentrations seem to inhibit RVGP production (NH4+~50 mg/L), as well as cell growth (NH4+~80 mg/L). Maximum productivity values (9.1 µg/L.h) and RVGP concentration (1.2 mg/L) were attained for 30% pO2, 10 g/L of GLC0 and 3.5 g/L of GLN0 run. The metabolism of GLC and GLN showed a great interdependence, with GLC0 changes affecting the GLN metabolism, and viceversa. Thus, in glucose excess condition, cell metabolism was less efficient. This implied in reduction of yield factors - YX/GLC (2.3 times) e YX/GLN (4.6 times) - and in higher by-products generation, characterized by augmentation in YALA/GLC (51%), YLAC/GLC (11%) and YNH4/GLN (15%). The glutamine metabolism showed a substrate excess response pattern to the whole range of concentration studied, with reduction of YX/GLN (25 times) and, unexpectedly, a reduction of by-products liberation - YNH4/GLN (7 times) and YALA/GLN (12 times). The effect on glucose metabolism was more intense when the glutamine concentration was higher, showing a 3.6 times diminution YX/GLC and a 70% augmentation for YALA/GLC and YLAC/GLC. The results suggest that cells metabolize glutamine through two different pathways glutaminolysis, under glucose limitation, or glutamate synthase - NADH-GOGAT, under glucose excess. The cell, proved also to be able to synthesize glutamine from ammonium or other amino acids, when it reached concentrations below 50 mg/L.

O sistema de expressão gênica derivado do Semliki Forest Vírus (SFV) vem sendo muito utilizado nos últimos tempos para expressão em grandes quantidades de inúmeras proteínas, quando comparado com outros sistemas. O objetivo desse estudo foi otimizar a capacidade desse vetor viral de expressar proteínas em diferentes linhagens celulares de mamíferos, utilizando como alvo, a glicoproteína do vírus rábico (RVGP). Foram avaliadas formas de obtenção do vetor SFV recombinante, através de diferentes métodos de transfecção, como eletroporação e lipofecção, utilizando um lipossomo comercial chamado Transmessenger (Qiagen, Valencia, CA., U.S.A.). Foi estabelecido, um método rápido e preciso de quantificação das partículas virais, através da técnica de qPCR, para padronizar a relação entre a quantidade de vírus recombinante a ser utilizada em um processo de infecção, visando aumentar os níveis de produção da proteína heteróloga. Diferentes proporções entre vírus e células foram utilizadas em cinco linhagens distintas: BHK-21, Huh-7, VERO, L929 e HEK-293T; sendo avaliados dois tempos de coleta da RVGP após a infecção (24 e 48 h). A proteína gerada foi avaliada através de diferentes métodos como Western Blot, Dot blot e imunofluorescência indireta (IFI), sendo a quantificação da proteína realizada através de ensaio imunoenzimático (ELISA). Esse trabalho contribui para o desenvolvimento de abordagens que utilizam o SFV como vetor de expressão, indicando as melhores metodologias e linhagens celulares, que podem ser utilizadas para aplicação na produção das mais variadas proteínas. / The expression system based on Semliki Forest virus (SFV) is a system which has been widely used in recent times for expression of many proteins in large quantities as compared with other systems. The aim of this study was to optimize the capacity of this vector to express viral proteins in different mammalian cell lines, using as target, the rabies virus glycoprotein (RVGP). We assessed two different methods of transfection to obtain recombinant SFV vector, such as electroporation and liposome commercial Transmessenger (Qiagen, Valencia, CA., U.S.A.). It was established also a fast and accurate quantification of viral particles by qPCR technique, to improve the relation between the amount of recombinant virus to be used in a process of infection, to increase production levels of the heterologous protein. Different proportions between viruses and cells were used in five distinct lineages: BHK-21, Huh-7, Vero, L929 and HEK-293T; being evaluated two sampling times after infection of RVGP (24 e 48 h). The protein was assessed by various methods such as Western blot, Dot blot and indirect immunofluorescence (IIF), and the protein quantification performed by enzyme immunoassay (ELISA). This work contributes to the development of approaches to using the SFV expression vector indicating the best methods and cell lines that can be used for application in the production of various proteins.