L’objectif de ma thèse était d’identifier, comme agents antinociceptifs potentiels, des toxines de venins originales par leur séquence et/ou leur provenance. Dans cette optique, un criblage à haut débit de deux banques de venins a été réalisé par des méthodes électrophysiologiques de "patch-clamp" automatique, sur des lignées cellulaires exprimant le sous-type neuronal hNaV1.7 de canaux sodium (versus celles exprimant le sous-type cardiaque hNaV1.5), une cible antidouleur validée génétiquement et fortement exprimée au niveau des neurones sensoriels primaires des ganglions de la racine dorsale, premier support de la transmission du message nociceptif.Le criblage de la première banque de venins (appartenant à Smartox Biotechnology) a permis l’identification et la caractérisation, par des approches structurales et fonctionnelles multi-échelles (de la cellule in vitro à l’organisme in vivo), de 2 peptides de venins d’araignées ayant des propriétés potentiellement antinociceptives : (1) la cyriotoxine-1a du venin de Cyriopagopus schioedtei, dont les propriétés fonctionnelles sont proches de celles des peptides appartenant à la famille 1 des toxines d’araignées inhibant les canaux sodium, et (2) la poecitoxine-1a du venin de Poecilotheria subfusca, qui présente une meilleure affinité pour le sous-type hCaV1.2 de canaux calcium que pour le sous-type hNaV1.7. Nous avons également mené une étude de "structure-activité" afin d’améliorer le profil de sélectivité de la phlotoxine-1 d’une araignée Phlogiellus, connue pour son activité antinocieptive. Finalement, nous avons mis en évidence une interaction directe entre l’huwentoxine-IV, déjà connue comme agent antinociceptif potentiel, et le sous-type neuronal NaV1.6, responsable d’effets neuromusculaires indésirables. Le criblage de la deuxième banque de venins (appartenant à SANOFI) a permis d’identifier des hits intéressants provenant de venins d’araignées et de scorpions non étudiés jusqu’à présent et ayant une séquence originale présentant peu d’homologie avec les séquences déjà connues. / The aim of my thesis was to identify original venom toxins, by their sequence and/or origin, as potential antinociceptive agents. In this context, a high-throughput screening of two venom libraries was performed, by automated patch-clamp electrophysiology, on cell lines expressing the hNaV1.7 neuronal subtype of sodium channels (versus those expressing the hNaV1.5 cardiac subtype), a genetically-validated and strongly expressed pain target in the primary sensory neurons of dorsal root ganglia, the first support of nociceptive message transmission.The screening of the first venom library (belonging to Smartox Biotechnology) allowed the identification and characterization, by structural and multiscale functional approaches (from the cell in vitro to the organism in vivo), of 2 peptides from spider venoms having potential antinociceptive properties : (1) cyriotoxin-1a from Cyriopagopus schioedtei venom, whose functional properties are close to those of peptides belonging to family 1 of spider toxins inhibiting sodium channels, and (2) poecitoxin-1a from Poecilotheria subfusca venom, which has a better affinity for the hCaV1.2 subtype of calcium channels than for the hNaV1.7 subtype. We also conducted a "structure-activity" study to improve the selectivity profile of phlotoxin-1 from a Phlogiellus spider, known for its antinociceptive activity. Finally, we evidenced a direct interaction between huwentoxin-IV, already known as a potential antinociceptive agent, and the NaV1.6 neuronal subtype which is the main cause of undesirable neuromuscular effects. The screening of the second venom library (belonging to SANOFI) allowed to identify interesting hits from spider and scorpion venoms, not studied until now, having an original sequence with little homology with already known sequences.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-25Bitstream added on 2014-06-13T20:26:46Z : No. of bitstreams: 1 fox_egp_dr_rcla.pdf: 11908045 bytes, checksum: 51950c150a0c19f5015ed7839fd628c3 (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / A formiga lava-pés Solenopsis saevissima Smith está entre os insetos que mais causam acidentes no Brasil, e é uma espécie pouco estudada. A presente série de investigações tenta suprir um pouco da necessidade de estudos com esta importante espécie no Brasil. Primeiramente são relatados detalhes da biologia de S. saevissima em comparação com outras espécies de formigas lava-pés: pela primeira vez é mostrada uma lista de artrópodes associados a estes formigueiros no Brasil, incluindo uma série de novos táxons, dos quais um é aqui descrito; as larvas desta espécie são descritas e comparadas com o que se sabe sobre as larvas de outras lava-pés, sendo visto que as semelhanças encontradas são extensas demais para permitir a utilização de caracteres larvais para filogenia e taxonomia em nível de espécie. Ainda na morfologia, são apresentados resultados de análise ultraestrutural do aparato de veneno por meio de microscopia ótica e eletrônica, onde é mostrado que as diferentes regiões do órgão apresentam especializações para a produção de cada um dos compostos do veneno. A composição do veneno desta espécie foi analisada pela primeira vez, onde verificou-se que acima de 90% do veneno de S. saevissima é composto de isômeros cis e tras de um mesmo alcalóide piperidinico oleoso, sendo o restante uma solução aquosa de toxinas protéicas, incluindo neurotoxinas, fosfolipases, e alérgenos. De uma forma geral, o veneno de S. saevissima tem uma diversidade menor de compostos que o de Solenopsis invicta, podendo figurar entre os motivos que explicam porque a espécie S. invicta é uma espécie invasora e S. saevissima não. São apresentados pela primeira vez evidências químicas da existência de espécies crítpticas dentro de S. saevissima. Tomados em conjunto, os resultados suprem um pouco da carência de estudos com as formigas lava-pés... / The fire ant Solenopsis saevissima Smith is one of the insects most frequently involved in accidents in Brazil, yet being a poorly studied species. The series of studies presented here aimed at filling some of this gap in knowledge about this common and important ant species. Some aspects of the field biology of S. saevissima are shown in comparison with other fire ants: a unique list of associated arthropods collected from field inspections in Southern Brazil is given, which includes several new taxa, one of which is herein described for the first time. The larvae of S. saevissima are described for the first time and compared with larvae from close species, culminating with the demonstration that larval characters within this group cannot be feasibly employed in species-level phylogenetic and taxonomic analyses. In terms of internal anatomy, a detailed ultrastructural description of the venom apparatus of S. saevissima is given, wherein special emphasis was given to the particular organisation of each region of the apparatus, suggesting there are specialised areas for the production of each venom compound. The venom of this species was subject of biochemical analyses for the first time, generally illustrating that the venom of S. saevissima is >90% made of a simple mixture of cis- and trasundecil- pyperidinic alkaloids, being the remainder an aqueous solution of toxic proteins, comprising neurotoxins, and traces of phospholipases and allergens. The venom of S. saevissima proved being less diverse in toxins than the venom of Solenopsis invicta, possibly explaining why S. invicta is a successful invasive species while S. saevissima apparently is not. Moreover, herein is included the first record of intraspecific variation in the nature of venom alkaloids, providing biochemical evidence for the existence of cryptic species in S. saevissima. Taken together, the obtained... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Odair Correa Bueno / Banca: Ednildo de Alcantara Machado / Banca: Ana Yoshi Harada / Banca: Jacenir Reis dos Santos Mallet / Banca: Neusa de Lima Nogueira / Resumo: A formiga lava-pés Solenopsis saevissima Smith está entre os insetos que mais causam acidentes no Brasil, e é uma espécie pouco estudada. A presente série de investigações tenta suprir um pouco da necessidade de estudos com esta importante espécie no Brasil. Primeiramente são relatados detalhes da biologia de S. saevissima em comparação com outras espécies de formigas lava-pés: pela primeira vez é mostrada uma lista de artrópodes associados a estes formigueiros no Brasil, incluindo uma série de novos táxons, dos quais um é aqui descrito; as larvas desta espécie são descritas e comparadas com o que se sabe sobre as larvas de outras lava-pés, sendo visto que as semelhanças encontradas são extensas demais para permitir a utilização de caracteres larvais para filogenia e taxonomia em nível de espécie. Ainda na morfologia, são apresentados resultados de análise ultraestrutural do aparato de veneno por meio de microscopia ótica e eletrônica, onde é mostrado que as diferentes regiões do órgão apresentam especializações para a produção de cada um dos compostos do veneno. A composição do veneno desta espécie foi analisada pela primeira vez, onde verificou-se que acima de 90% do veneno de S. saevissima é composto de isômeros cis e tras de um mesmo alcalóide piperidinico oleoso, sendo o restante uma solução aquosa de toxinas protéicas, incluindo neurotoxinas, fosfolipases, e alérgenos. De uma forma geral, o veneno de S. saevissima tem uma diversidade menor de compostos que o de Solenopsis invicta, podendo figurar entre os motivos que explicam porque a espécie S. invicta é uma espécie invasora e S. saevissima não. São apresentados pela primeira vez evidências químicas da existência de espécies crítpticas dentro de S. saevissima. Tomados em conjunto, os resultados suprem um pouco da carência de estudos com as formigas lava-pés... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fire ant Solenopsis saevissima Smith is one of the insects most frequently involved in accidents in Brazil, yet being a poorly studied species. The series of studies presented here aimed at filling some of this gap in knowledge about this common and important ant species. Some aspects of the field biology of S. saevissima are shown in comparison with other fire ants: a unique list of associated arthropods collected from field inspections in Southern Brazil is given, which includes several new taxa, one of which is herein described for the first time. The larvae of S. saevissima are described for the first time and compared with larvae from close species, culminating with the demonstration that larval characters within this group cannot be feasibly employed in species-level phylogenetic and taxonomic analyses. In terms of internal anatomy, a detailed ultrastructural description of the venom apparatus of S. saevissima is given, wherein special emphasis was given to the particular organisation of each region of the apparatus, suggesting there are specialised areas for the production of each venom compound. The venom of this species was subject of biochemical analyses for the first time, generally illustrating that the venom of S. saevissima is >90% made of a simple mixture of cis- and trasundecil- pyperidinic alkaloids, being the remainder an aqueous solution of toxic proteins, comprising neurotoxins, and traces of phospholipases and allergens. The venom of S. saevissima proved being less diverse in toxins than the venom of Solenopsis invicta, possibly explaining why S. invicta is a successful invasive species while S. saevissima apparently is not. Moreover, herein is included the first record of intraspecific variation in the nature of venom alkaloids, providing biochemical evidence for the existence of cryptic species in S. saevissima. Taken together, the obtained... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor