Orientador: Nelson E. Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T05:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Azevedo_MarceloMantovaniMartiniano_D.pdf: 5866189 bytes, checksum: 0aa431a83a079eb97dbe140e5e49ca79 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho investigamos sistemas poliméricos transportando a violaceína, composto de interesse farmacológico, mais especificamente antitumoral, obtido a partir da biossíntese da Chromobacterium violaceum. Entretanto, trata-se de um composto insolúvel em meio aquoso e como conseqüência apresenta toxicidade e baixa biodisponibilidade, justificando seu encapsulamento. As microesferas (PCL) foram preparadas segundo princípios conhecidos de obtenção e estabilização de sistemas coloidais, pelo método de emulsão e evaporação de solvente e as nanoesferas (PLGA) foram obtidas pelo método de "nanoprecipitação" (separação de fases). Os sistemas foram caracterizadas quanto às propriedades físico-químicas por microscopias ótica, eletrônica de varredura, eletrônica de transmissão, fluorescência, varredura a laser confocal e distribuição de tamanho, potencial zeta e tensão interfacial. As nanoesferas contendo violaceína promoveram citotoxicidade, diferenciação celular e apoptose em linhagem leucêmica promielocítica humana HL60 e fibroblastos V-79. A violaceína está incorporada duas formas: isolada e auto-associada, distribuída por toda a partícula e fluoresce apenas em solução diluída e quando dispersa na matriz polimérica. O sistema nanoparticulado é citotóxico para HL60, induz apoptose (constatado nas medidas de potencial transmembrana) e diferenciação celular. A inibição do intumescimento mitocondrial evidenciou um efeito selante conferido pelo Pluronic à membrana de mitocôndrias, sugerindo um direcionamento a um alvo específico da célula. / Abstract: In this work we investigate polymeric systems transporting violacein, substance of pharmacological interest, more specifically antitumoral, obtained from the biosynthesis of Chromobacterium violaceum. However, violacein is an insoluble compound in water and as a consequence introduces toxicity and low bioavailability, justifying the entrappment. Microspheres (PCL) were obtained according to well-known principles of obtainment and stabilization of colloidal systems, by the solvent evaporation method and nanospheres (PLGA) were obtained by "nanoprecipitation method" (phase separation). These systems were characterized regarding the physical-chemistry properties by optical, fluorescence and laser confocal microscopies, scanning electronic microscopy, transmission electronic microscopy, diameter distribution, zeta potencial and interfacial tension. Violacein entrapped in nanospheres promoted citotoxicity, cellular differentiation and apoptosis in leukaemia promyelocytic human HL60 cell line and fibroblasts V-79. Violacein in PCL microspheres is present in two forms: isolated and auto-associated, distributed along the particle and there is emission in diluted solution and when dispersed in the polymeric matrix The nanoparticulated system is cytotoxic for HL60, induces apoptosis (verified by transmembrane potential measures) and induces cellular differentiation. Inhibition of the mitochondrial swelling occurrence is caused by Pluronic membrane sealing capability to mitochondrial membrane, suggesting the direction to a specific target of the cell. / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Quimica

Orientador: Fabio Trindade Maranhão Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-12T06:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_StefanieCostaPinto_M.pdf: 23177514 bytes, checksum: 4171205441f1112d18413fd5eed95ac3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A violaceína é um pigmento violeta extraído da bactéria Gram-negativa Chromobacterium violaceum. Diversos trabalhos atribuíram à violaceína diferentes atividades biológicas tais como bactericida, antiviral, fungicida e antitumoral. Os efeitos da violaceína também foram observados contra protozoários patogênicos, como Leishmania sp e Trypanossoma sp. Neste trabalho, avaliamos a atividade antimalárica da violaceína in vitro e in vivo contra Plasmodium humano e murino, respectivamente. Neste sentido, a violaceína se mostrou tão eficiente quanto o quinino em eliminar P. falciparum (3D7), mas três vezes menos eficiente que a cloroquina. Além disso, não encontramos diferença na sua atividade contra formas jovens e maduras, mostrando uma atuação similar nos diferentes estágios de desenvolvimento do parasita. Os experimentos in vivo utilizando camundongos infectados com PcchAS tratados por 11 dias consecutivos (0-10) revelaram uma potente atividade desta droga, inibindo o desenvolvimento parasitário em até 86% no pico da parasitemia. Também foi encontrado 60% de inibição quando o tratamento iniciou-se 5 dias após o estabelecimento da infecção. Quando administrada em animais infectados com uma cepa murina letal (PcchAJ), a violaceína protegeu 80% dos animais, em contraste à 100% de mortalidade dos animais não tratados. A comparação do ED50 demonstrou que a violaceína é tão eficiente quanto o artesunato e 2 vezes mais ativa que a cloroquina, sob as mesmas condições de tratamento. Finalmente, animais naive tratados com a violaceína durante 11 dias consecutivos não mostraram alterações na densidade de glóbulos vermelhos e no peso. Também não foi observado nenhum dano morfológico nos cortes histológicos. Coletivamente, estes resultados demonstram claramente o potencial antimalárico da violaceína e abre perspectivas para o entendimento dos mecanismos envolvidos na inibição parasitária por este composto. / Abstract: Violacein is a violet pigment extracted from the bacteria Gram-negative Chromobacterium violaceum. Growing bodies of evidences have implicated violacein as an antimicrobial, antifungal, antitumoral, and a moderate trypanocidal and leishmanial activity has also been observed. Herein, we evaluated the anti-malarial activity of violacein against murine and human-derived Plasmodium. Indeed, violacein showed to be efficient in killing P. falciparum (3D7 strain) as much as quinine, but 3 fold less pronounced than chloroquine. Moreover, this anti-Plasmodial activity detected was direct against both young and mature stages of this human parasite. In vivo experiments in P. c. chabaudi AS (PcchAS) infected mice treated during 10 consecutive days after infection (0-10) revealed a powerful activity of this drug, by inhibiting parasite burden up to 86%. Also, 60% of inhibition was noticed when violacein was administrated 5 days after infection establishment. When administrated in mice infected with a lethal strain of murine-derived Plasmodium (PcchAJ) violacein protected 80% of these mice, in contrast to 100% of mortality reported to the non-treated animals. ED50 comparisons demonstrated that violacein was efficient as much as artesunate and twice more active than chloroquine. Finally, naïve mice inject with violacein during 10 consecutive days did not display alterations on red blood cell density; weight and neither morphological damages were noticed in spleen and liver histological sections. Collectively, these data clearly demonstrated the anti-malarial effect of violacein and open perspectives to understating the mechanisms involved in killing this parasite by this compound. / Mestrado / Imunologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Marcelo Brocchi, Bruna de Araújo Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T10:37:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cauz_AnaCarolinaGuimaraes_M.pdf: 1573090 bytes, checksum: 8314a114e9f012cb6d3d58c18c5877f1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Isolados de Staphylococcus aureus correspondem a importantes patógenos para humanos e outros mamíferos, frequentemente associados a doenças em tecidos moles, tanto em infecções localizadas quanto sistêmicas. Tais infecções por S. aureus são geralmente de difícil tratamento devido à ocorrência de resistência antimicrobiana. Atualmente, linhagens de S. aureus resistentes à meticilina (MRSA) são isoladas em infecções e uma das últimas drogas de escolha para tratar essas doenças é a vancomicina, um anitbiótico glicopeptídeo. Entretanto, o isolamento de S. aureus com hetero-resistência e resistência intermediária à vancomicina (VISA e HVISA) tem sido descrito em diversos países. Dessa forma, a descoberta e caracterização de novas drogas para tratar infecções por S. aureus é uma necessidade urgente. Neste trabalho, há a descrição da atividade antimicrobiana da violaceína, uma molécula isolada de algumas espécies de bactérias ambientais, para linhagens VISA e hetero-VISA (HVISA) que se apresentaram resistentes a 24 antibióticos diferentes, o que indica um fenótipo de multirresistência (MRD). Os dados indicam uma atividade antimicrobiana expressiva da violaceína, sendo este efeito também observado através da realização de ensaios de efeito pós-antibiótico e curvas de tempo-morte. O efeito antimicrobiano da violaceína para linhagens de S. aureus resistentes a 24 antibióticos pertencentes a diferentes classes indicam um mecanismo distinto de ação da violaceína. Estes resultados sugerem a violaceína como uma droga em potencial para tratar infecções por S. aureus MRD, incluindo linhagens VISA e HVISA / Abstract: Staphylococcus aureus is an important pathogen to human and other mammals frequently associated with soft tissues, causing local and systemic infections. S. aureus infections are generally difficult to treat due to antimicrobial resistance. Nowadays, methicilin-resistant S. aureus (MRSA) strains are commonly isolated from infections and one of the last options to treat these diseases is vancomycin, a glycopeptide antibiotic. However, the isolation of vancomycin-intermediate or vancomycin-resistant S. aureus (VISA and VRSA strains) has been reported in different countries. Therefore, identification of new drugs to treat S. aureus infections is an urgent need. In this work, we described the antimicrobial activity of violacein, a molecule isolated from some groups of environmental bacteria, to VISA and hetero-VISA (HVISA) strains that are resistant to 24 different antimicrobials which indicates a multi-drug resistance (MDR) phenotype. Results reported here show a significant antibacterial activity of violacein. This effect was also observed in post antibiotic assays and in time-kill curves. The antibacterial effect of violacein to S. aureus strains resistant to a panel of 24 antimicrobial agents of different classes suggests a diverse antibacterial mechanism for violacein. These results suggest violacein as a potential drug to treat MDR S. aureus infections including VISA and HVISA strains / Mestrado / Microbiologia / Mestra em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Márcia Miguel Castro Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MunizFilho_RaimundoClecioDantas_D.pdf: 4450185 bytes, checksum: 93734fb6cdec46f7ac2161a230dd978c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A aplicação de métodos de resolução de curvas multivariada (MCR-ALS e PARAFAC) a dados de espectroscopia de fluorescência multicomprimento de onda, absorção molecular e cromatografia líquida de ultra eficiência com detecção por espectrometria de massas foi avaliada como um nova e complementar metodologia para se obter informação inicial sobre a biossíntese de produtos naturais. Para demonstrar o poder dessa proposta, a biossíntese da violaceína pela Chromobacterium violaceum foi usada como exemplo. A violaceína é um metabólito secundário que exibe amplo espectro de atividade biológica e o entendimento de sua rota biossintética pode ser de grande interesse para o planejamento de fármacos. Para tanto, uma cultura da C. violaceum foi cultivada em biorreator, onde, a cada duas horas, alíquotas do meio de cultura eram coletadas para subsequentes análises. Na primeira parte deste trabalho, as matrizes de emissão-excitação das amostras revelaram o comportamento dinâmico de fluoróforos envolvidos na biossíntese. O método de análise de fatores paralelos (PARAFAC) foi aplicado para resolver os perfis de fluorescência, onde seis espectros puros de emissão e excitação foram obtidos e suas relações com a biossíntese da violaceína estabelecidas. Na segunda parte, o método de resolução de curvas multivariada por quadrados mínimos alternados (MCR-ALS) foi utilizado para extrair informações simultâneas dos dados gerados por UV-VIS, fluorescência e UPLC-MS das amostras coletadas durante a biossíntese. Cinco compostos foram resolvidos e informações espectrais e temporais dessas espécies foram obtidas. Compostos com massas moleculares de 453, 465 e 479 u, até então não reportados na literatura como intermediários dessa biossíntese, foram identificados. Por fim, a metodologia baseada na aplicação de métodos de resolução de curvas MCR-ALS e PARAFAC provou ser uma poderosa ferramenta para investigar a biossíntese de produtos naturais / Abstract:The application of Multivariate Curve Resolution methods (MCR-ALS and PARAFAC) into multi-wavelength fluorescence spectroscopy, molecular absorption and ultra-performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry data was evaluated as a new and complementary approach for the initial analysis of the biosynthesis of fluorescent natural products. To demonstrate the usefulness of this methodology, violacein biosynthesis by Chromobacterium violaceum was used as an example. Violacein is a secondary metabolite that exhibits a broad spectrum of biological activities and the understanding of its biosynthetic pathway can be of great interest for drug design. Therefore, a culture of C. violaceum was grown in a bioreactor from which aliquots were collected every two hours for subsequent analysis. In the first part of this work, the excitation¿emission matrices of the samples have revealed the dynamic behavior of the fluorophores involved in this biosynthesis. The parallel factor analysis (PARAFAC) method was applied to resolve the fluorescence profiles where six pure emission and excitation spectra were obtained and their relationship with violacein biosynthesis established. In the second part, the multivariate curve resolution procedure based on alternating least squares optimization (MCR-ALS) was used for extracting information from fused data (UV-VIS absorption, fluorescence and ultra-performance liquid chromatography with mass spectrometry) gathered during the violacein biosynthesis. Five chemical components were resolved from which spectral and temporal information were obtained. Compounds with molecular masses 453, 465 and 479 u, until now unreported as intermediate of this biosynthesis, were identified. Finally, the methodology based on the application of curve resolution methods PARAFAC and MCR-ALS has proven to be a unique and powerful tool to achieve a deeper insight of the biosynthesis of natural products / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientador: Marcelo Brocchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T01:01:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MartinsJunior_Dorival_M.pdf: 1174036 bytes, checksum: 073886b15ce1e9305f7c5b8fc5eb8f81 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Uma vez que violaceína - um composto com atividade antibiótica, aniparasitária e antitumoral - apresenta baixa solubilidade em água, nanopartículas poliméricas contendo esse composto podem aumentar a sua solubilidade em água e potencializar sua atividade biológica. Logo, o objetivo desse trabalho foi a obtenção e caracterização de nanopartículas poliméricas biocompatíveis de poli-D,L-(lactídeo-co-glicolídeo) 50:50 encapsulando violaceína para posterior avaliação de sua atividade antibacteriana in vitro e in vivo. As nanopartículas foram preparadas pelo método de nanoprecipitação e caracterizadas em termos físico-químicos (distribuição de tamanho e potencial Zeta), taxas de recuperação de polímero, eficiência de encapsulamento e cinética de liberação in vitro. Posteriormente, sua atividade antibacteriana foi testada frente a linhagens de Staphylococcus aureus (incluindo linhagens meticilina-resistentes e resistentes intermediárias a vancomicina) por ensaios de determinação de concentrações mínimas inibitórias, curvas de tempo morte e ensaios de interação com outros antibióticos. Por fim, avaliações da atividade antibacteriana in vivo foram realizadas contra uma linhagem de Staphylococcus aureus resistente a meticilina em modelo murino imunocomprometido (C3H Nude) e imunocompetente (Balb/C). A metodologia otimizada resultou em nanopartículas com diâmetro entre 116 e 139 nm, bem como carga superficial negativa. A eficiência de encapsulamento variou entre 84 e 90% e a taxa de recuperação do polímero foi de 93%. Pelos ensaios de cinética de liberação in vitro, observou-se que a violaceína encapsulada apresenta perfil de liberação sustentada até 160 h de análise nas condições experimentais analisadas. O sistema obtido apresentou atividade antibacteriana frente a cepas de Staphylococcus aureus e atividade não significativa frente à linhagens de enterobactérias Gram-negativas. O sistema apresentou atividade pelo menos duas vezes maior que a violaceína livre in vitro e in vivo. Por fim, foi observada uma interação aditiva entre o sistema e antibióticos ß-lactâmios e interação sinérgica quando combinado com inibidores de síntese proteíca. / Abstract: Since violacein - an antibiotic, antiviral and antiparasitic compound - exhibits poor solubility in water, polymeric nanoparticles containing this compound could improve its solubility in water and biological activities. Therefore, the aim of this work was the preparation and characterization of biodegradable and biocompatible poly-D,L-(lactide-co-glycolide) 50:50 nanoparticles loading violacein to further evaluation of their antibiotic activity in vitro and in vivo. The nanoparticles were prepared by nanoprecipitation method and characterized in terms of average diameter and Zeta potential, drug loading and polymer recovery, in vitro release kinetics, in vitro and in vivo antibacterial activity against Staphyloccocus aureus strains. Nanoparticles with diameter between 116 and 139 nm and negative-charged outer surface were obtained. Drug loading efficiency and polymer recovery were 87% and 93%, respectively. In vitro release kinetics assays showed that violacein loaded in these nanoparticles has sustained release profile until 5 days of analysis. The system exhibited antibacterial activity in vitro and in vivo against Staphylococcus aureus methicilin-resistant (MRSA) strains and no significant activity against Gram-negative Enterobacteriaceae. Nanoparticles-loaded violacein was at least two times more efficient as antibiotic compound than free violacein both in vitro and in vivo. Also, this system presented additive interactions when combined with ß-lactam antibiotics and strong synergic interactions when combined with protein synthesis inhibitors. / Mestrado / Genetica de Microorganismos / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Marcelo Brocchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Micas_AndreFernandoDitondo_M.pdf: 1496595 bytes, checksum: c51897315ae5950ced334700741f31cf (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A violaceína é um composto indol, de intensa cor violeta que é produzido por Chromobacterium violaceum, uma bactéria ubíqua de zonas tropicais e subtropicais. Esta molécula apresenta inúmeras propriedades antimicrobianas, tais como agente antimicótico, antiviral e atividade contra certos protistas. Observações importantes apontam para uma atividade bactericida considerável, tornando premente um estudo mais aprofundado a cerca desta propriedade. No presente trabalho sondou-se a sensibilidade a este composto para algumas bactérias de interesse médico e um fitopatógeno, sua cinética de inibição do crescimento bacteriano, assim como se obtiveram importantes pistas sobre o mecanismo de ação. Foi encontrada atividade inibitória considerável para Staphylococcus aureus e Staphylococcus epidermidis, com uma maior inibição durante a fase estacionária, assim como para Xanthomonas axonopodis p.v passifloraceae. Através de micrografias eletrônicas pôde-se constatar profundas alterações na parede celular em S. aureus, indicando esta estrutura como sítio de atuação da violaceína, assim como através de espectrometria de massa (MALDI-TOF) a identificação de proteínas diferencialmente expressas por S. aureus na presença ou ausência de violaceína, indicando uma grande perturbação no metabolismo bacteriano, com inibição a alguns fatores de patogenicidade e também inibição da síntese protéica / Abstract: Violacein is a deeply violet indol compound produced by Chromobacterium violaceum, an ubique tropical and subtropical bacterium. This molecule presents many antimicrobial properties, like antimycotic, antiviral and activity against some protists. Important reports pointed to a considerable bactericide activity, which brings an extremely necessary quest. This work evaluated the resistance of many clinical bacteria, the violacein kinetic of bacterial growth inhibition and some cues about the mechanism of action of this molecule. It was obtained significant inhibition activity against Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis and Xanthomonas axonopodis p.v passifloraceae. From transmission electron micrographs it was observed profound disturbs on S. aureus cell wall, which indicates this structure as violacein site of action. By using mass spectrometry (MALDI-TOF) of proteins differently expressed from bidimensional gel electrophoresis of S. aureus treated and not-treated with violacein, it was found a strong metabolic disturb, with inhibition of some pathogenical factors and inhibition of proteic synthesis / Mestrado / Microbiologia / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Fabio Trindade Maranhão Costa, Stefanie Costa Pinto Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NaranjoPrado_IsabelCristina_M.pdf: 2482256 bytes, checksum: 0074002c6c9825a945839bdec23357f3 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A malária é responsável por cerca de 300 milhões de casos de infecção e 1 milhão de mortes por ano. No Brasil, em 2012, foram registrados cerca de 1500 casos sendo a malária vivax responsável por 85% destes. Ainda, é frequentemente reportada falha terapêutica aos antimaláricos convencionais (como cloroquina e mefloquina) em infecções por P. falciparum, principalmente, mas também por P. vivax. Sendo assim, terapias combinadas com artemisinina e seus derivados (ACT) são atualmente recomendadas. No entanto, resistência aos derivados da artemisinina já é evidente e a busca por novos compostos com atividade antimalárica é urgente. A violaceína, pigmento violeta extraído de bactérias Gram negativas, demostrou apresentar elevada atividade antimalárica in vitro e in vivo em trabalho anterior de nosso grupo. Neste sentido, este projeto tem como objetivo aprofundar a investigação a respeito da atividade antimalárica da violaceína avaliando seu papel em isolados amazônicos de P. falciparum adaptados recentemente em cultura, e em P. vivax após imediata coleta de sangue de pacientes infectados. Além disso, investigamos o potencial da violaceína como terapia combinada junto ao artesunato no tratamento de parasitas murinos resistentes a este e a outros antimaláricos como a cloroquina. Inicialmente foram testadas dois diferentes tipos de violaceína in vitro contra P. falciparum 3D7: uma comercial extraída de Janthinobacterium lividum (vJl- IC50: 227 nM) e outra extraída de Chromobacterium violaceum (vCv- IC50: 390 nM). Apesar de não termos encontrado uma diferença na atividade antimalárica entre as duas violaceínas, a extraída de C. violaceum teve uma baixa toxicidade em eritrócitos (<400 nM) em células de hepatoma humano (<800 nM). Devido a esta baixa toxicidade, somente vCv foi avaliada quanto sua atividade antimalárica. Demonstramos que vCv apresentou IC50 similar ao encontrado para P. falciparum 3D7 (IC50 média= 419,8 nM) em 7 isolados de campo de P. falciparum. Ainda, em ensaios in vivo, utilizando cepas murinas de P. chabaudi, vCv conseguiu diminuir significativamente (P<0,05) a parasitemia no dia pico da infeção em cepas resistentes à cloroquina (30CQ) e a artesunato e mefloquina (ATNMF1). Adicionalmente, nos testes realizados em P. vivax a vCv parece evitar o amadurecimento parasitário nos quatro isolados testados. Coletivamente, podemos concluir que a vCv apresentou um efeito antimalárico em cepas de P. falciparum e pode ser especialmente útil quando usada em combinação com artesunato no tratamento de camundongos infectados com cepas resistentes. Finalmente, ensaios adicionais de amadurecimento com isolados de P. vivax necessitam ser conduzidos para a comprovação do efeito da vCv nesta espécie / Abstract: Malaria is responsible for about 300 million infections and one million deaths per year. In Brazil in 2012, about 1500 cases were reported and malaria vivax accounts for 85% of these. Still, it is frequently reported treatment failure with conventional antimalarials (as chloroquine and mefloquine) mainly in infections with P. falciparum but also by P. vivax parasite. Because of that combination therapies with artemisinin and its derivatives (ACT) are now currently recommended. In a previous work, our group demonstrated that violacein was able to inhibit the in vitro growth of laboratory strains of P. falciparum and also to strongly control the parasitemia of mice infected with P. chabaudi. This project aims to investigate further the antimalarial activity of violacein evaluating its activity in Amazonian isolates of P. falciparum recently adapted in culture, and in P. vivax isolates immediately after collecting blood from infected patients. Furthermore, we investigate the potential of violacein as combination therapy with artesunate in the treatment of murine strains which are resistant in different levels to artesunate, mefloquine and chloroquine. The antimalarial activity of violacein were initially investigated in vitro against P. falciparum 3D7 using two different types of violacein, one comercial, extracted from Janthinobacterium lividum (vJl-IC50: 227 nM), and another extracted from Chromobacterium violaceum (vCv-IC50: 390 nM) by our collaborators. In spite of no difference in the antimalarial activity between the two violaceins, the one extracted from C. violaceum had the lowest toxicity in erythrocytes (<400 nM) and in human hepatoma cells (<800 nM). Because of this, the antimalarial activity only of vCv was evaluated against 7 field isolates of P. falciparum showing a similar IC50 to that found for P. falciparum 3D7 (IC50= 419.8 nM). The antimalarial activity was also evaluated in murine strains of P. chabaudi showing a significant (P < 0.05) parasitemia decrease in the peak day in the two clones of P. chabaudi tested, one resistant to chloroquine (30CQ) and another resistant to artesunate and mefloquine (ATNMF1). Additionally, in P. vivax vCv was capable to reduce the parasite maturation in the four isolates tested. Therefore we can conclude that the vCv has an antimalarial effect on field isolates of P. falciparum and can be especially useful when used in combination with artesunate in the treatment of mice infected with resistant strains. Moreover, more assays should be conducted using blood infected with P. vivax to corroborate its effect in inhibiting the maturation of trophozoites / Mestrado / Imunologia / Mestra em Genética e Biologia Molecular

Orientador: Fabio Trindade Maranhão Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_StefanieCostaPinto_D.pdf: 63660430 bytes, checksum: 46ba12508eba9cd5aeed590ca748d9cd (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho de tese está dividido em dois capítulos. Abaixo descreveremos brevemente os achados de cada um deles. O primeiro capítulo entitulado Desenvolvimento de Drogas Experimentais trata da atividade antimalárica de um composto natural, a violaceína e suas formulações geradas com o auxílio da nanotecnologia. Neste sentido, a violaceína foi eficiente em eliminar in vitro formas sanguíneas de P. falciparum 3D7 e P. falciparum S20, sendo este último isolado resistente à cloroquina. Quando testada in vitro em isolados frescos de P. vivax, a violaceína não foi capaz de inibir o desenvolvimento parasitário. No entanto, acreditamos que novos ensaios são necessários para confirmar este dado, uma vez que o IC50 (concentração inibitória 50%) observado para cloroquina apresentou-se estranhamente elevado. Os experimentos in vivo utilizando camundongos infectados com Plasmodium chabaudi chabaudi AS revelaram uma potente atividade desta droga, inclusive quando o tratamento foi iniciado após o estabelecimento de infecção patente nos animais. Quando administrada em animais infectados com uma cepa murina letal (Plasmodium chabaudi chabaudi AJ), a violaceína protegeu 80% dos animais. Como a violaceína é um composto insolúvel em água, novas formulações com essa molécula foram feitas visando sua solubilidade e também potencializar sua atividade antimalárica. Neste sentido, tanto a violaceína encapsulada com co-polímero de ácido láctico e ácido glicólico quanto as formulações de violaceína com três diferentes nanotubos de carbono também foram capazes de inibir o crescimento parasitário in vitro contra P. falciparum, no entanto esta atividade não foi potencializada. Em síntese, este capítulo nos mostra que a violaceína apresenta capacidade de inibir o crescimento parasitário de Plasmodium sp., no entanto as suas formulações não foram capazes de potencializar a atividade antimalárica. O segundo capítulo entitulado Imunopatogênese na malária vivax trata da capacidade adesiva de eritrócitos infectados por P. vivax (Pv-EI) a diferentes receptores endoteliais e da capacidade deste parasita em formar rosetas. Uma vez que há uma baixa proporção de formas maduras principalmente esquizontes na circulação periférica de pacientes infectados por P. vivax, estabelecemos uma técnica de cultivo in vitro para obtenção destas formas maduras e investigamos a capacidade adesiva destas formas do parasita. Neste sentido, observamos que Pv- EI pós-amadurecimento apresentam maior capacidade adesiva em HLEC (células endoteliais de pulmão humano) que parasitas do mesmo isolado antes do amadurecimento. Quando avaliado os receptores envolvidos antes e após o amadurecimento, ensaios com células transfectadas ou uso de inibidores específicos, revelou a participação de ICAM-1 (molécula de adesão intercelular 1) e CD36 (cluster de diferenciação 36) na citoadesão deste parasita enquanto a participação de CSA (Condroitin Sulfato A) permanece a ser elucidada. Ao passo que ICAM-1 parece estar envolvida na citoadesão de todos os estágios do parasitas, o CD36 parece ser estritamente envolvido na citoadesão de formas maduras, essencialmente esquizontes. Além disso, a citoadesão de Pv-EI em HLEC foi potencializada na presença de soro do próprio paciente, sugerindo a existência no soro dos infectados de mediadores adesivos. Quando investigada a formação de rosetas por Pv-EI verificamos que a porcentagem de rosetas foi maior nas formas amadurecidas e também foi potencializada na presença de soro autólogo. Os dados aqui apresentados abrem perspectivas para novos estudos visando compreender o fenômeno patológico envolvido na malária vivax grave, incluindo a participação de mediadores plasmáticos e a identificação dos receptores celulares e dos ligantes parasitários envolvidos / Abstract: This thesis was divided into two chapters, and below we briefly describe the findings of each one. The first chapter entitled Experimental Drug Development investigates the antimalarial activity of a natural compound, violacein, and its formulations developed by nanotechnology. Violacein effectly killed in vitro blood stages of P. falciparum 3D7 and P. falciparum S20, a chloroquine resistant strain. When tested in vitro against P. vivax fresh isolates, violacein did not inhibit parasite development. However, further experiments are needed to confirm this finding, as chloroquine IC50 (inhibition concentratios 50%) was strangely high. The in vivo experiments using mice infected with Plasmodium chabaudi chabaudi AS revealed a potent activity of this drug, even when treatment was initiated after the establishment of patent infection in animals. When administered to lethal strain (Plasmodium chabaudi chabaudi AJ) infected mice, violacein protected 80% of animals. As violacein is insoluble in water, new formulations were developed to enhance its solubility and also its antimalarial activity. However, violacein encapsulated with PLGA (poly(lactic-co-glycolic acid)) and violacein formulations with three different carbon nanotubes did not enhanced violacein activity in vitro against P. falciparum. In summary, this chapter shows that violacein has the capacity to inhibit Plasmodium sp. growth; still their formulations were not able to potentiate violacein antimalarial activity. The second chapter entitled Immunopathogenesis of vivax malaria investigates the adhesive capacity of P. vivax infected erythrocytes (Pv-IE) in different endothelial cell receptors and the ability of this parasite to form rosettes. Since there are a low proportion of mature forms, especially schizonts, in peripheral circulation of malaria vivax patients, we established an in vitro technique to obtain these mature forms and investigate their adhesive capacity in endothelial cells. Here we showed that post-maturation Pv-IE presented more adhesive capacity in HLEC (human lung endothelial cells) than the same isolate before maturation. The search for receptors involved in cytoadhesion before and after maturation, using transfected cells or specific inhibitors, showed that ICAM-1 (intracellular adhesion molecule 1) and CD36 (cluster of differentiation 36) were involved in Pv-IE cytoadhesion whereas CSA (chondroitin sulfate A) involvement remains to be elucidated. While ICAM-1 seems to be involved in all stages of Pv-IE cytoadhesion, CD36 seems to be strictly involved in mature forms cytoadhesion, essentially schizonts. Furthermore, Pv-IE cytoadhesion in HLEC was enhanced in patient's serum presence, suggesting the existence of adhesive mediators in Pv-IE infected serum. Rosette formation by Pv- IE was also higher in mature forms and rosette formation was enhanced in autologous serum presence. These data collectively open new perspectives to study the pathological phenomenon involved in severe vivax malaria, including the involvement of plasma mediators and identification of cell receptors and parasite ligands involved in Pv-IE cytoadhesion / Doutorado / Imunologia / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Carmen Verissima Ferreira, Hiroshi Aoyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:30:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavagis_AlexandreDonizetiMartins_D.pdf: 4238254 bytes, checksum: af81f06637a0dca49e3ab3fabe00d10d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O objetivo central deste trabalho foi avaliar a modulação de MAPKs em células de leucemia humana induzidas a apoptose e diferenciação. No capítulo 1, estudou-se o efeito da tetrahidroxiquinona (THQ), uma molécula que pode participar de um ciclo redox formando radicais semiquinona e, conseqüentemente, espécies reativas de oxigênio (EROs). A citotoxicidade da THQ, mediada pela formação de EROs, foi revertida por tratamento das células com glutationa e N-acetil-L-cisteína. A produção de EROs ocorreu concomitan-temente com a apoptose das células HL60 através da via mitocondrial e com redução na atividade de várias moléculas anti-apoptóticas da via de sobrevivência celular, inclusive da proteína quinase B (PKB). A transfecção das células HL60 com a PKB levou à diminuição da citotoxicidade dependente de EROs gerada pela THQ. No capítulo 2, demonstrou-se que a análise de um arranjo simultâneo de 1176 substratos com seqüências de consenso de diferentes quinases permitiu identi-ficar a via de sinalização das MAPKs como principal alvo da violaceína, um pigmento com propriedades antitumorais in vitro produzido pela Chromobacterium violaceum do rio Amazonas e que induz diferenciação de células HL60 em monócitos e granulócitos. Os resultados também indicaram que a análise do quinoma empregando arranjos metabólicos é uma ferramenta promissora na elucidação do modo de ação de fármacos em nível molecular. O capítulo 3 corresponde a um artigo de revisão em português sobre a riboflavi-na, componente do complexo vitamínico B2 que participa de importantes eventos bioquímicos, como reações redox envolvendo transferência de um ou dois elétrons, e também agindo como fotossensibilizador. Este artigo mostra que o comportamento peculiar e multifuncional da riboflavina permite que ela atue como nucleófilo ou eletrófilo e também descreve a associação deste composto com diferentes doenças como o câncer e doenças cardiovasculares / Abstract: The principal aim of this work was to assess the MAPKs family status in human leukaemia cells induced to undergo apoptosis and differentiation. In chapter one, the effect of tetrahydroxyquinone (THQ), a highly redox active molecule which can participate of a redox cycle with semiquinone radicals leading to the formation of reactive oxygen species (ROS), was investigated in HL60 cells. THQ caused substantial ROS formation followed by cytotoxicity that was sensitive to glutathione and N-acetyl-L-cysteine. Furthermore, ROS production coincided with HL60 cell apoptosis through the mitochondrial pathway and was followed by reduced activity of various anti-apoptotic survival molecules, including the protein kinase B pathway. Importantly, transfection of protein kinase B into HL60 cells leading to an artificial increase in protein kinase B activity inhibited ROS-dependent cytotoxicity. In chapter two, peptide arrays of 1176 different kinase consensus substrates unambiguously identified the MAP kinase pathway as a major target for violacein, the anti-leukemic purple-colored pigment produced by Chromobacterium violaceum from the Amazon River that stimulates HL60 cells to differentiate into monocytes and granulocytes. The results also indicate that kinome profiling using metabolic arrays is a promising and suitable tool for studying the molecular mechanisms of drug action. Chapter three is a review article in Portuguese about riboflavin, a component of the vitamin B2 complex, that has important roles in biochemistry, especially in redox reactions due to its ability to participate in both one- and two-electron transfers as well as acting as photosensitizer. This article describes the peculiar and multifunctional behavior of riboflavin which allows it to take part in several biochemical pathways both as nucleophile and electrophile. Moreover, the association of this vitamin with different diseases, including cancer and cardiovascular diseases, is also discussed. / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular