O veneno do peixe peçonhento Thalassophryne nattereri induz a formação de uma resposta imune protetora de longa duração caracterizada por células B produtoras de anticorpos de memória (Bmem) e de longa vida (ASC antibody secreting cells). A partir de uma combinação de abordagens in vivo e in vitro investigamos a participação dos linfócitos T de memória e moléculas sinalizadoras CD4 e CD28 sobre a diferenciação e manutenção das ASC e analisamos a relação hierárquica entre os 2 tipos de células B de memória. Demonstramos que as ASC requerem mediante a sua localização (tecido inflamado, baço ou medula óssea) ou a expressão de B220 a integração de diferentes sinais cognatos (BCR, linfócitos TcM e TeM e a sinalização CD4 ou CD28) ou solúveis (IL-17A e IL-23) para a sobrevivência e a amplificação da produção de anticorpos de memória. / Thalassophryne nattereri fish venom induces the formation of a protective immune response characterized by memory B cells (Bmem) and the long-lived antibody-secreting cells (ASC). From a combined in vivo and in vitro approaches, we investigated the participation of memory T lymphocytes and CD4 or CD28 signaling molecules on the differentiation and maintenance of ASC survival and analyzed the hierarchical relationship between the two types of memory B cells. We demonstrated that ASC require dependent by localization (inflamed tissue, spleen or bone marrow) or B220 expression the integration of different cognate signals (BCR, TcM and TeM lymphocytes, CD4 or CD28 signaling) or soluble (IL-17A and IL-23) to survival and amplification of the memory antibodies production.

As serpentes do gênero Crotalus contribuem com 7,7% dos acidentes ofídicos anuais no Brasil e apresentam a letalidade mais elevada. O veneno crotálico apresenta como componente majoritário a crotoxina, formada pelas sub-unidades fosfolipase A2 (PLA2) e crotapotina, responsável pelos efeitos neurotóxicos e miotóxicos observados nas vítimas de acidente. Nós resolvemos investigar novas estratégias de imunização no sentido de direcionar a produção de anticorpos contra as frações de maior toxicidade do veneno. Utilizamos cavalos como animais soroprodutores, divididos em três grupos experimentais, Animais foram imunizados com veneno de C. d. terrificus, crotoxina, ou PLA2. Os plasmas obtidos foram analisados por testes padrões contra diferentes antígenos crotálicos e comparados com antivenenos produzidos pelo Instituto Butantan. Os resultados obtidos mostram o reconhecimento cruzado do veneno das diferentes Crotalus por todos os antivenenos utilizados, e uma maior especificidade dos plasmas produzidos contra crotoxina e PLA2 pelos componentes de maior toxicidade. / The serpents from Crotalus genus contribute with 7.7% of the annual ophidic accidents in Brazil, and have the highest lethality. The crotalic venom shows crotoxin, formed by the sub-units phospholipase A2 (PLA2) and crotapotin, as a major component and responsible for the neurotoxic and myotoxic effects shown by the snakebite victims. We decided to investigate new immunizations strategies focusing in orientating the immune response against the most toxic fractions of the venom. We used horses as serum producers, divided in three groups. Animals were immunized with either C. d. terrificus venom, crotoxin or PLA2. The plasmas obtained were analyzed by standart immunochemical tests against different crotalic antigens and compared with antivenoms produced by Instituto Butantan. The results show cross-recognition of all Crotalus venoms by the antivenoms, and a higher specificity from the plasmas produced against crotoxin and PLA2 for the most toxic components.

Evidências clínicas e experimentais têm sugerido a existência de diferenças na sensação de dor e na resposta a fármacos analgésicos entre machos e fêmeas. A crotalfina (CRF), um peptídeo inicialmente isolado e caracterizado no veneno de serpentes Crotalus durissus terrificus, apresenta efeito antinociceptivo, quando avaliado em diferentes modelos experimentais de dor aguda e crônica. O efeito deste peptídeo é de longa duração e mediado pela ativação de receptores opióides periféricos do tipo <font face=\"Symbol\">k e <font face=\"Symbol\">d. Contudo, os estudos com a crotalfina foram sempre realizados utilizando roedores machos. Assim, o presente projeto de pesquisa teve por objetivo avaliar a diferença na sensibilidade dolorosa e no efeito antinociceptivo da crotalfina, entre ratos machos e fêmeas. Os resultados mostraram que fêmeas apresentam menor limiar nociceptivo e maior sensibilidade à dor. A crotalfina apresentou maior potência antinociceptiva em fêmeas. A diferença na sensibilidade dolorosa e na resposta a analgésicos pode ser decorrente da presença de hormônios esteroidais gonadais. / Several clinical and experimental evidence have suggested the existence of sex differences in pain sensation and in the analgesic effect of opioid drugs in human and rodents. Crotalphine (CRP), a peptide first characterized in the venom of the South American rattlesnake Crotalus durissus terrificus, displays potent and long-lasting opioid (peripheral <font face=\"Symbol\">k and <font face=\"Symbol\">d opioid receptors) analgesic activity in experimental models of acute and chronic pain. Due to its potent and long-lasting analgesic effect, pre-clinical trials with the synthetic peptide and analogues are now in progress. However, the experimental studies with CRP have always been developed in male animals. This study aims to evaluate the differences in pain sensation and in the analgesic response to CRP between male and female Wistar rats. Sex differences could be observed between male and female rats in relation to pain threshold. However, despite displaying opioid activity, the new analgesic peptide CRP is more effective in females than males. These differences could be related with sex hormones.

O envenenamento por aranhas Loxosceles pode resultar dois tipos de manifestações clínicas: o loxoscelismo cutâneo e o sistêmico. Hemólise, agregação plaquetária, inflamação persistente, falência renal e morte podem ser observados em pacientes com manifestações sistêmicas. Apesar da pouca incidência de vítimas com falência renal, esta é a principal causa de óbito, ocorrendo principalmente em crianças. O principal fator do veneno da aranha Loxosceles, responsável pelas manifestações locais e sistêmicas, é a esfingomielinase D. O presente estudo teve como objetivo investigar a ação tóxica do veneno de L. intermedia e das SMases D sobre células renais humanas, o possível envolvimento de metaloproteases endógenas e do sistema complemento neste processo. Os resultados obtidos mostram que tanto o veneno, como a SMase D, foram capazes de provocar morte celular, a qual foi relacionada a ativação de metaloproteases de matriz extracelular, MMP-2 e MMP-9 e, ainda, por ação lítica do complemento, após clivagem do MCP, por ação de metaloproteases da família das adamlisinas. A remoção de MCP permitiu ativação do Complemento, como determinado pelo aumento da deposição de C3 e C4 e da morte celular. Também foi observado um aumento na deposição do fator H e da properdina, mas não de C4bp após a tratamento das células com veneno/ SMase D. Diminuição na expressão das moléculas de superfície MHC-I, <font face=\"Symbol\">b2 microglobulina, EPCR e EGFR foi observada e está relacionada com a ativação de metaloproteases da família das adamlisinas. A expressão de outros reguladores do complemento, como DAF e CD59, não foi afetada pelo tratamento. Em conjunto, tais resultados mostram que o veneno e a SMase D induzem aumento na expressão/ativação de metaloproteases endógenas, operantes nos eventos de morte celular por apoptose e necrose, os quais podem ter um papel relevante para os danos renais presentes no loxoscelismo sistêmico humano. / Envenomation by Loxosceles spider can result two forms of clinical manifestations: cutaneous and systemic loxoscelism. Haemolysis, platelet aggregation, inflammation persistent, renal failure and death can be observed in patients with systemic manifestations. Despite the low incidence of renal failure victims, this is the main cause of death, occurring mainly in children. The sphingomyelinase D is the main factor in Loxosceles spider venom responsible for local and systemic manifestations This study aimed to investigate the toxicity of the L. intermedia venom and SMase D on human kidney cells and the possible involvement of endogenous metalloproteinases and complement this process. Results showed that venom and SMase D were able to cause cell death, which was related to activation of extracellular matrix metalloproteases, MMP-2 and MMP-9 and also by lytic action of complement, after MCP cleavage by the action of the family of metalloproteases adamlisins. The removal of MCP, by action of the venom/ SMase D, allowes activation of complement, as determined by increases deposition of C3 and C4 and cell death. There was also an increases in deposition of properdin and factor H, but not C4bp, after treatment of cells with venom/ SMase D. decreased expression of surface molecules MHC-I, <font face=\"Symbol\">b2 microglobulin, EPCR and EGFR was observed after incubation of the renal cells with venom or SMase D and is related to activation of metalloproteinases family adamlisins. The expression of others complement regulators such as DAF and CD59 was not affected by treatment. Together, theses results show that the venom and SMase D induce increased expression/ activation of endogenous metalloproteases, operating in the event of cell death by apoptosis and necrosis, which may have an important role for the kidney injury loxoscelism in the human system.

Atividades peptidásicas têm sido relacionadas à artrite reumatoide (AR). Os mecanismos de ação do tratamento usual, o metotrexato (MTX), e de terapias alternativos da AR, como a acupuntura com veneno de abelhas (BV), não são completamente compreendidos. Para contribuir com o conhecimento da AR, o presente estudo avaliou parâmetros consagrados para AR e atividades de aminopeptidases básica (APB), neutra (APN) e dipeptidil peptidase 4 (DPP4), e da endopeptidase prolil oligopeptidase (POP) em amostras de animais controle e submetidos à indução de artrite por colágeno (CIA) com ou sem tratamento sistêmico com BV e/ou MTX, e em animais resistentes, bem como efeitos diretos do BV ou do MTX sobre as atividades de aminopeptidases sob estudo. Em conclusão: atividades aminopeptidásicas estão envolvidas na CIA e podem ser potencialmente úteis na avaliação diagnóstica e prognóstica da AR; os tratamentos com BV e/ou MTX são capazes de amenizar ou normalizar essas alterações nas aminopeptidases; o BV não tem efeito analgésico, mas é capaz de diminuir o TNF-<font face=\"Symbol\">a; o BV pode conter algum inibidor da APN, enquanto o MTX parece agir como um inibidor não seletivo de APB, APN e DPP4. / Peptidase activities have been related to rheumatoid arthritis (RA). The mechanisms of action of the usual treatment, methotrexate (MTX), and alternative therapies for RA, such as bee venom (BV) acupuncture, are not completely known. To contribute to the understanding of RA, this study evaluated parameters of RA and activities of basic (APB), neutral (APN) and dipeptidyl peptidase 4 (DPP4) aminopeptidases, and oligopeptidase prolyl endopeptidase (POP) in samples from rats with collagen-induced arthritis (CIA) and in control rats with or without systemic treatment with BV and /or MTX and in resistant animals, as well as the direct effects of BV or MTX on the aminopeptidase activities under study. In conclusion: aminopeptidase activities are involved in CIA and may be potentially useful in the diagnostic and prognostic evaluation of RA; treatment with BV and / or MTX are able to reduce or normalize these aminopeptidase alterations; BV has no analgesic effect, but it is able to decrease TNF-<font face=\"Symbol\">a; BV may contain some inhibitor of APN, while the MTX seems to act as a nonselective inhibitor of APB, APN and DPP4.

Nesta tese, foi apresentado um estudo sistemático para o desenvolvimento de uma nova formulação do veneno de abelha (BV) encapsulado em microesferas (MS) de PLGA para VIT. Estudou-se a estabilidade das proteínas do BV durante o processo de microencapsulação. Houve uma correlação entre as diferentes soluções salinas e as alterações na solubilidade e nas conformações estruturais do BV. Foram preparadas formulações BV-MS-PLGA estáveis com atividade biológica preservada. As MS tiveram eficiência de encapsulação entre 49-75% e perfis trifásicos de liberação do BV. Houve mudanças estruturais no BV liberado, mas seu reconhecimento imunológico foi mantido. Ensaios ex vivo e in vivo mostraram que as formulações evitaram as reações inflamatórias causadas pelo contato direto do BV com o organismo, aumentando a fagocitose das partículas com BV, o entregando diretamente ao meio intracelular. As formulações BV-MS-PLGAs estimularam a produção de anticorpos anti-BV equivalentes à VIT tradicional com a redução do número de injeções necessárias para se produzir o mesmo efeito imunológico. Portanto, as MS-PLGA contendo BV são seguras e eficazmente superiores à VIT tradicional. / In this thesis, it was presented a systematic study to develop a new formulation of bee venom (BV) encapsulated within PLGA-MS for VIT. It was studied the stability of BV proteins during the microencapsulation process. There was a correlation between the different salt solutions and changes in the solubility and structural conformations of BV. It was prepared stable BV-PLGA-MS formulations with preserved biological activity. The MS showed encapsulation efficiencies between 49-75%, and a triphasic release profiles of BV. Although structural changes were observed in the released BV, its immunological recognition was maintained. Ex vivo and in vivo assays showed that formulations avoided the inflammatory reactions caused by direct contact of BV and organism leading to increases in phagocytosis rate of particles containing BV, providing its delivery directly to the intracellular environment. These formulations could stimulate the production of anti-BV antibodies comparable to traditional VIT with reduced number of injections needed to produce the same immunological effect. Therefore, PLGA-MS containing BV are safe and effectively superior to the VIT traditional.

A Nattectina é uma toxina isolada do veneno de Thalassophryne nattereri que possui homologia com lectinas tipo C. Este estudo consistiu em avaliar a ação da Nattectina sobre as funções de macrófagos e a influência de citocinas Th1/Th2 nessa ativação. Nossos resultados mostram que a Nattectina induziu o aumento da expressão de moléculas coestimuladoras dependente da sinalização MAPK p38 e PI3K em macrófagos derivados da medula óssea, e também um aumento na capacidade endocítica e expressão de MHC de classe II dependentes da sinalização ERK1/2 e da ligação da Nattectina ao carboidrato. Verificamos ainda que alterações induzida pela Nattectina nos macrófagos são consistentes com a ativação clássica M1 dependente de IL-12 e IFN-<font face=\"Symbol\">g, e regulada negativamente por IL-4, IL-10 e IL-13. Por fim, verificamos uma ação coadjuvante da IL-4 com IFN-<font face=\"Symbol\">g na mobilização de SPMs (Small Peritoneal Macrophages) para cavidade peritoneal e na ativação de macrófagos. Dessa forma, a Nattectina pode ser considerada um importante agente imunomodulador capaz de modular as funções de macrófagos. / Nattectin is a toxin isolated from Thalassophryne nattereri fish venom that has homology with C-type lectin. This study was carried out to evaluate the action of Nattectin on macrophage functions and the influence of Th1/Th2 cytokines in this activation. Our results show that Nattectin induced the increased expression of costimulatory molecules dependent on MAPK p38 and PI3K signaling in bone marrow-derived macrophages, and also an increase in endocytic capacity and MHC class II expression dependent on ERK1/2 signaling and binding of Nattectin to carbohydrate. We also found that modifications induced by Nattectin in macrophages are consistent with classical (M1) activation of macrophages dependent on IL-12 and IFN-<font face=\"Symbol\">g cytokines, and negatively regulated by IL-4, IL-10 and IL-13. Finally, it was demonstrated an adjuvant role of IL-4 with IFN-<font face=\"Symbol\">g in mobilization of SPMs (Small Peritoneal Macrophages) to peritoneal cavity and also in macrophage activation. Thus, Nattectin can be considered an important immunomodulatory agent able to modulate macrophage functions.

Crotamina é um peptídeo de baixo peso molecular composto de 42 resíduos de aminoácidos. A presença de nove resíduos de lisina e três pontes dissulfeto confere a crotamina compactibilidade elevada, estabilidade, carga positiva líquida, apresentando similaridade estrutural com defensina, um peptídeo antimicrobiano do epitélio humano. Crotamina até 10,0 mM é inócua para células normais (e.g., fibroblastos humanos e células-tronco embrionárias de murinos), mas letal para células tumorigênicas CHO-K1. Aqui, nós demonstramos que 1 mg crotamina (0,2 mM) foi citotóxica para céluas B16-F10, Mia Paca-2 e SK-Mel-28 células in vitro, como se provou pelos ensaios de MTT, coloração com Hoechst 33342 e Iodeto de Propídio. Adicionalmente, nós avaliamos o efeito citotóxico da crotamina sobre a invasão do melanoma cutâneo primário produzido pela implantação de células B16-F10 em camundongos C57BL/6J. O efeito da crotamina em melanoma cutâneo foi estudado em dois grupos de camundongos (tratados com crotamina e não tratados), sendo cada grupo composto por 35 camundongos. Cada animal do grupo, tratado com crotamina, recebeu diariamente 1,0 mg/100 mL de crotamina (2 mM) , enquanto aqueles não tratados receberam apenas placebo. O tratamento com crotamina durou 21 dias. O atraso da implantação do tumor e redução da mortalidade foi observado para o grupo tratado com crotamina quando comparados ao grupo controle não-tratados. O peso médio d o tumor no grupo não tratado foi 4,60 g, enquanto nos tratados com crotamina foi de apenas de 0,27 g, quando detectados. O cálculo de sobrevida estimado de Kaplan Meier indicou que o grupo tratado com crotamina apresentou diferenças significativas, número de sobreviventes (n = 28/35), em comparação ao grupo não tratado (n = 7/35). Os dados de nossa pesquisa demonstram que a crotamina possui in vitro e in vivo uma atividade citotóxica específica e seletiva contra tipos de tumores de crescimento rápido e agressivo. / Crotamine is a low molecular weight peptide composed of 42 amino acid residues. The presence of nine lysine residues and three disulfide bonds confers to crotamine high compactness, stability, net positive charge, and overall structural similarity to b-defensin 2, an antimicrobial peptide from the human epithelia. Crotamine, up to 10.0 mM, is innocuous to normal cells (e.g., human fibroblasts and murine embryonic stem cells), but lethal for tumorigenic CHO-K1 cells. Herein, we demonstrated that 1 mg of crotamine (0,2 mM) was cytotoxic for B16-F10, Mic PaCa-2 and SK-Mel-28 cells in vitro, as proved by MTT assay, Hoechst 33342 and Propidium iodide staining. Additionally, we evaluate the cytotoxic effect of crotamine on primary invasion of cutaneous melanoma produced by injection of B16-F10 cells into C57Bl/6J mice. The effect of crotamine on cutaneous melanoma was studied on two groups of mice (crotamine-treated and non-treated), each composed by 35 mice. Each animal in crotamine-treated group received daily 1 mg/100 mL of crotamine (2 mM), while those non-treated received placebo. Crotamine treatment lasted for 21 days. The delay of tumor implantation and reduction of death was observed for crotamine-treated group when compared to control non-treated group. Average weight of tumor in non-treated group was 4.60 g, while in crotamine-treated, was only about 0.27 g, if detectable. The Kaplan Meier estimator indicated that crotamine-treated group present significant survival number (n=28/35) in comparison with non-treated group (n=7/35). Data from our research demonstrate that crotamine possesses in vitro and in vivo specific and selective cytotoxic activity against aggressive and fast growing types of tumor.

As fosfolipases A2 secretadas, particularmente do grupo II são abundantes nos venenos de serpentes, incluindo o gênero Bothrops e estão envolvidas em diversos processos fisiológicos e fisiopatológicos, como inflamação e dor, incluindo artrite. Contudo, não está totalmente caracterizado o papel da FLA2 para a gênese e manutenção dos quadros de inflamação articular. Nosso objetivo foi padronizar um novo modelo de artrite, utilizando sFLA2 do grupo IIA (miotoxina II) isolada do veneno da serpente Bothrops asper e avaliar a mediação química envolvida no processo nociceptivo deste quadro. Os resultados indicaram aumento de permeabilidade vascular, infiltrado celular e hiperalgesia. A hiperalgesia é um processo multimediado com a participação de prostanóides, sendo sua produção decorrente da ativação de FLA2 endógenas. Estes dados sugerem que esta FLA2 pode se tornar uma ferramenta científica importante para o entendimento dos mecanismos fisiopatológicos envolvidos nos processos de inflamação articular. / Secretory phospholipases A2 are abundant in different animal tissues and particularly group II are found in venom snakes and are proteins involved in many physiological and pathophysiological processes, like inflammation and pain, components of arthritis. However, the involvement of PLA2 in the genesis and maintenance of articular inflammation is not well characterized. Our aim is to characterize the articular inflammatory response induced by Lys 49-PLA2 (IIA group) isolated from B. asper snake venom. It was analyzed the nociceptive process involved, developing a new experimental model of articular inflammation. Our results indicated that sPLA2 induces increase in the vascular permeability, cell migration and hyperalgesia. Hyperalgesia is a multimediated process and prostanoids are involved in the nociceptive process, being its production dependent of the endogenous PLA2 activation. These data indicate that this PLA2 could be an important scientific tool for the understanding of the pathophysiological mechanisms involved in articular inflammation processes.

Análise proteômica das glândulas de veneno e acessória durante o ciclo de produção de veneno e a influência da inervação noradrenérgica na síntese de proteínas foi verificada. Nossos dados mostram que a síntese de proteínas envolvidas no processo de síntese e secreção de proteínas está aumentada nos estágios ativados da glândula de veneno e que a estimulação da inervação noradrenérgica regula a síntese de algumas proteínas importantes para estes processos. Mostramos pela primeira vez, a presença de várias toxinas no estágio quiescente da glândula e que a produção e secreção de toxinas ocorrem de maneira não sincronizada. Na glândula acessória verificamos uma modulação na síntese de algumas proteínas da glândula após a extração de veneno. Mostramos também a presença de várias toxinas e de inibidores de enzimas do veneno nesta glândula. A composição proteômica das glândulas do aparelho glandular de veneno de serpente contribuirá para um melhor conhecimento dos mecanismos de produção e secreção de veneno e para os estudos das toxinas e suas diversidades. / Proteomic analysis of venom gland and accessory gland during venom production cycle and the influence of noradrenergic innervation on protein synthesis of venom gland were verified. Our data show that the synthesis of proteins involved in the process of synthesis and secretion of proteins is increased in activated stages of venom gland and the sympathetic outflow regulates the synthesis of some proteins that is important to this process. For the first time we showed that many toxins are present in quiescent stage of venom gland and the production and secretion of toxins is not synchronized. Regarding the accessory gland, we verify that the syntheses of some protein of gland were regulated after venom extraction. We also showed the presence of some toxins of the venom and enzyme inhibitors in this gland. The proteomic composition of snake venom gland apparatus will contribute to better understand the mechanisms involved in venom gland activation and consequently, venom production. These data will also contribute to the studies on snake toxins and their diversities.