Orientador: Luciane Alarcão Dias-Melicio / Resumo: Recentemente, a deficiência de vitamina D vem se tornando um problema de abrangência mundial em virtude de hábitos rotineiros da população, como o trabalho por períodos prolongados em ambientes fechados e diminuição da exposição solar. Trabalhos recentes demonstram que a vitamina D age não somente na homeostase do cálcio, mas também na regulação do sistema imune. Diante da multiplicidade de funções dessa vitamina, sua deficiência tem sido associada ao risco de desenvolvimento de uma série de doenças, entre elas doenças infecciosas como as causadas por S. aureus. As infecções por essa bactéria têm trazido expressiva preocupação para a população humana em decorrência do aumento da prevalência de cepas resistentes aos fármacos antibacterianos, dificultando, dessa maneira, o tratamento e contribuindo para a busca de métodos alternativos para combater esse tipo de infecção. Além disso, o S. aureus conta com um potente arsenal de fatores de virulência que contribuem para a evasão da resposta imune do hospedeiro. Nesse contexto, torna-se importante avaliar se a vitamina D pode modular os efeitos bactericidas de neutrófilos humanos através de mecanismos intra e extracelulares, favorecendo, portanto, o combate a infecções, especialmente aquelas causadas por microrganismos resistentes aos principais tratamentos. Dessa maneira, nós demonstramos que neutrófilos tratados com vitamina D e desafiados com duas cepas de S. aureus tiveram um aumento nas taxas de fagocitose e atividade bacteric... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the last years, vitamin D deficiency has become a worldwide problem due to routine population habits, such as prolonged work indoors and increased use of sunscreen/decreased sun exposure in attempt to avoid high rates of skin cancer. Recent studies demonstrated that vitamin D acts not only on calcium homeostasis, but also on the regulation and function of the immune system. Facing the countless functions of vitamin D, its deficiency has been associated with the risk of development of many diseases, including infectious diseases such as those caused by S. aureus. Infections caused by these bacteria have brought significant concern to the human population due to the increased prevalence of strains resistant to antibiotics, thus making it difficult to treat and contributing to the search for alternative methods to combat this type of infection. In addition, S. aureus have a variety of virulence factors, which confer the ability to evade host immune responses. In this context, it is important to evaluate whether vitamin D can modulate the bactericidal effects of human neutrophils through intra- and extracellular mechanisms, such as phagocytosis, bacterial killing and release of Neutrophil Extracellular Traps (NETs), thus contributing to the response against infections, especially those caused by microorganisms resistant to the main treatments. Thus, we demonstrated that neutrophils treated with Vitamin D and challenged with two strains of S. aureus had an increase in phagocyti... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Neste trabalho, foram empregadas duas resinas comerciais de caráter fortemente básico. Ambas tendo como base copolímeros de estireno e divinilbenzeno (DVB), sendo que a VPOC 1950 contém em sua composição grupos quaternários de amônio do tipo 1, que apresentam três grupos metila e a VPOC 1960 grupos quaternários de amônio do tipo 2, que apresentam um grupo etanoíla e dois grupos metila. As resinas comerciais citadas foram escolhidas por apresentarem grande capacidade de troca iônica, estabilidade e grupos funcionais de interesse para a impregnação com iodo. As resinas foram impregnadas com iodo por meio de três metodologias distintas, uma solução metanólica de iodo 0,08 mol/L com e sem iodeto de potássio 0,14 mol/L, e iodo 0,08 mol/L em heptano. As resinas foram caracterizadas por área específica, volume do poro, grau de inchamento, microscopia ótica, espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise elementar, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e determinação do iodo fixado por iodometria. A avaliação da atividade biocida foi realizada através do método da contagem em placas, utilizando-se uma cepa de Escherichia coli ATCC11775 em concentrações de 103 a 107 células/mL. Todas as resinas impregnadas mostraram atividade bactericida significante devido à presença de iodo correlacionada às características da resina, tais como: grupos funcionais, tamanho e formato dos poros. Para efeito de comparação, foram realizados ensaios bactericidas com as resinas de partida para comprovação ou não da ação bactericida ser atribuída somente ao iodo / In this study, we employed two commercial resins strongly basic character. Both based on copolymers of styrene and divinylbenzene (DVB), and the VPOC 1950 contains in its composition quaternary ammonium groups of the type 1 (has three methyl groups) and VPOC 1960 quaternary ammonium groups of the type 2 (where a group ethanol replaces one of the methyl groups). The aforementioned commercial resins were chosen because they have a high ion exchange capacity, stability and functional groups of interest for impregnation with iodine. The resins were impregnated with iodine by three different methodologies, a methanol solution of 0.08 mol/L iodine with and without 0.14 mol/L potassium iodide and 0.08 mol/L iodine in heptane. The resins were characterized by surface area, pore volume, degree of swelling, optical microscopy, infrared spectroscopy by Fourier transform (FTIR), elemental analysis, thermogravimetry, scanning electron microscopy and determination of iodine prescribed by iodometry. The biocidal activity evaluation was performed by the method of plate counting, using a strain of Escherichia coli ATCC11775 at concentrations 103-107 cells/ml. All resins impregnated showed significant bactericidal activity due to the presence of iodine correlated characteristics of the resin, such as functional groups, size and shape of the pores. For comparison, tests were performed with bactericidal resins departure for confirmation or not of bactericidal only be attributed to iodine

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The most worrying complication is the infection that can cause deformity in the region, amputation of body parts, and may progress to osteomyelitis and patient death. In this context, the bactericidal property of the bioactive glasses is being widely studied. The F18 is a new bioglass that was developed at Vitreous Materials Laboratory (LaMaV) and can be manipulated in different forms to be used as auxiliary agent in the medical treatment of infectious processes. The purpose of this study was to investigate the bactericidal activity of F18 in powder form for coating implants and in fibers form to be used in wound healing, on the bacteria Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa. In addition, it was proposed to compare the kinetic of bactericidal activity of F18 in powder, F18 in powder doped with silver (F18Ag), and the standard bioglass called 45S5, on S. aureus. The bactericidal activity of F18 was tested using an analysis method based on a standard JIS (Japanese Industrial Standard) Z2801: 2010, where the inoculum was in contact with the material for 24 hours and the reduction of viable cells was observed after this period. For the realization of kinetic tests the powder samples from different materials were placed in contact with the S. aureus suspension and an aliquot of these mixtures was plated in a culture media at different times. The direct count of colony on Petri dishes demonstrated the viable cells reduction. F18 both in powder form and in the form of fibers showed an extremely efficient bactericidal activity. The elimination of the microorganisms was close to 100%. The log of reduction of bacteria was between 5.9 ± 0.4 and 7.0 ± 0.2 log10 CFU ml-1, and the standard considers as a bactericide the material that shows a reduction of 2.0 logs or more. The bactericidal activity of F18Ag began after the first 30 minutes of contact with microorganisms and practically eliminated the bacterial colonies after one hour of contact. The bactericidal action of F18 started after six hours and eliminated viable cells after 24 hours. Both materials demonstrated bactericidal action similar to that presented by the standard 45S5. / Milhões de cirurgias para colocação de implantes e próteses são realizadas anualmente no mundo todo. Dentre estes procedimentos cirúrgicos, são observadas alguns tipos de falhas. A complicação mais preocupante é a infecção que pode causar deformidade corporal na região, amputação de partes do corpo, e pode evoluir para osteomielite e morte do paciente. Nesse contexto, a propriedade bactericida dos vidros bioativos está sendo amplamente estudada. O F18 é um novo biovidro desenvolvido no Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV) da Universidade Federal de São Carlos, e que apresenta possibilidade de manipulação em diferentes formatos, podendo ser utilizado como agente auxiliar no tratamento médico de processos infecciosos. Os objetivos do presente trabalho foram investigar a ação bactericida do F18 sob a forma de pó para ser utilizado em recobrimento de implantes, e sob a forma de manta composta por fibras de biovidro para utilização no auxílio de cicatrização de feridas. Os microrganismos utilizados nos testes foram Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa. Além disso, buscou-se comparar a cinética de atividade bactericida sobre S. aureus do F18 em pó, F18 em pó acrescido de prata (F18Ag), e o biovidro padrão no mercado atual, chamado de 45S5. A atividade bactericida do F18 foi testada, primeiramente, utilizando-se uma metodologia de análise baseada na norma JIS (Japanese Industrial Standard) Z2801:2010, onde o inóculo padrão permaneceu em contato com o material durante 24 horas. Para a realização dos ensaios cinéticos as amostras dos materiais em teste foram colocadas em contato com a suspensão bacteriana de S. aureus e uma alíquota das misturas foi plaqueada em diferentes tempos. A redução de células bacterianas viáveis foi observada por meio de contagem direta de colônias em placas de Petri. O F18 tanto na forma de pó quanto na forma de manta apresentou elevada atividade bactericida. A eliminação dos microrganismos foi próxima a 100%. A redução logarítmica das bactérias foi entre 5,9 ± 0,4 e 7,0 ± 0,2 log10 UFC ml-1, sendo que a norma utilizada considera como bactericida o material que apresenta redução a partir de 2,0 logs. Nos testes cinéticos observou-se que a atividade bactericida do F18Ag iniciou-se logo após os primeiros 30 minutos de contato com os microrganismos e as células viáveis foram eliminadas após uma hora. Nos ensaios cinéticos também observou-se que a ação bactericida do F18 iniciou-se após seis horas e eliminou as células viáveis em 24 horas. Ambos os materiais demonstraram ação bactericida similar àquela apresentada pelo padrão 45S5.

Neste trabalho, foram empregadas duas resinas comerciais de caráter fortemente básico. Ambas tendo como base copolímeros de estireno e divinilbenzeno (DVB), sendo que a VPOC 1950 contém em sua composição grupos quaternários de amônio do tipo 1, que apresentam três grupos metila e a VPOC 1960 grupos quaternários de amônio do tipo 2, que apresentam um grupo etanoíla e dois grupos metila. As resinas comerciais citadas foram escolhidas por apresentarem grande capacidade de troca iônica, estabilidade e grupos funcionais de interesse para a impregnação com iodo. As resinas foram impregnadas com iodo por meio de três metodologias distintas, uma solução metanólica de iodo 0,08 mol/L com e sem iodeto de potássio 0,14 mol/L, e iodo 0,08 mol/L em heptano. As resinas foram caracterizadas por área específica, volume do poro, grau de inchamento, microscopia ótica, espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise elementar, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e determinação do iodo fixado por iodometria. A avaliação da atividade biocida foi realizada através do método da contagem em placas, utilizando-se uma cepa de Escherichia coli ATCC11775 em concentrações de 103 a 107 células/mL. Todas as resinas impregnadas mostraram atividade bactericida significante devido à presença de iodo correlacionada às características da resina, tais como: grupos funcionais, tamanho e formato dos poros. Para efeito de comparação, foram realizados ensaios bactericidas com as resinas de partida para comprovação ou não da ação bactericida ser atribuída somente ao iodo / In this study, we employed two commercial resins strongly basic character. Both based on copolymers of styrene and divinylbenzene (DVB), and the VPOC 1950 contains in its composition quaternary ammonium groups of the type 1 (has three methyl groups) and VPOC 1960 quaternary ammonium groups of the type 2 (where a group ethanol replaces one of the methyl groups). The aforementioned commercial resins were chosen because they have a high ion exchange capacity, stability and functional groups of interest for impregnation with iodine. The resins were impregnated with iodine by three different methodologies, a methanol solution of 0.08 mol/L iodine with and without 0.14 mol/L potassium iodide and 0.08 mol/L iodine in heptane. The resins were characterized by surface area, pore volume, degree of swelling, optical microscopy, infrared spectroscopy by Fourier transform (FTIR), elemental analysis, thermogravimetry, scanning electron microscopy and determination of iodine prescribed by iodometry. The biocidal activity evaluation was performed by the method of plate counting, using a strain of Escherichia coli ATCC11775 at concentrations 103-107 cells/ml. All resins impregnated showed significant bactericidal activity due to the presence of iodine correlated characteristics of the resin, such as functional groups, size and shape of the pores. For comparison, tests were performed with bactericidal resins departure for confirmation or not of bactericidal only be attributed to iodine

As fosfolipases A2 (PLA2s, ou fosfatidil-acil hidrolases EC 3.1.1.4) catalisam especificamente a hidrólise das ligações ácido-éster na posição sn-2 de glicerofosfolipídios liberando, como produto da catálise, ácidos graxos e lisofosfolipídio. São encontradas em plantas, mamíferos e em veneno de animais vertebrados e invertebrados e estão envolvidas em uma ampla variedade de processos fisiológicos. A fosfolipase A2 secretada humana do grupo IIA (hsPLA2 gIIA) é uma proteína de fase aguda da resposta imunológica, pois sua expressão é induzida por endotoxinas e citocinas via processos autócrinos e/ou parácrinos durante processos inflamatórios de relevância clínica. A hsPLA2 gIIA mostra efeito bactericida contra infecção por Staphylococcus aureus, e tem marcada preferência por fosfolipídios aniônicos tais como fosfatidilglicerol (PG) encontrados em membranas bacterianas. Uma grande variedade de inibidores de PLA2 do grupo IIA foi descrita na literatura, incluindo substâncias polianiônicas que atuam contra os efeitos inflamatórios destas enzimas. Suramina é um derivado de naftiluréia polissulfonado que recentemente mostrou ligação com os resíduos catiônicos no sítio de reconhecimento interfacial de Bothropstoxina-I (BthTX-I), uma PLA2-Lys49 isolada do veneno de Bothrops jararacussu, inibindo a atividade miotóxica da proteína. Devido ao tipo de interação diferenciada da suramina com BthTX-I em relação aos inibidores competitivos de PLA2, nós avaliamos a especificidade de ligação da suramina na hsPLA2 gIIA como um modelo para estudar este novo tipo de inibidor de PLA2s. O efeito da suramina nas atividades biológicas e de membranas artificiais da hsPLA2 gIIA foi avaliado. A suramina aboliu tanto a atividade hidrolítica da hsPLA2 gIIA quanto a atividade de danificação de membranas artificiais Ca2+ independente. Embora a suramina não tenha inibido a atividade bactericida da hsPLA2 gIIA contra a linhagem Micrococcus luteus, a ativação de macrófagos foi abolida pela mesma de maneira dependente de hidrólise. Além disso, técnicas de simulação de dinâmica molecular, calorimetria de titulação isotérmica e mutagênese sítio dirigida foram utilizadas para mapear os sítios de ligação da suramina na proteína. A interação da suramina com a hsPLA2 gIIA resultou de interações eletrostáticas entre grupos sulfonados com cadeias laterais de aminoácidos da região do sítio ativo e dos resíduos em torno das posições 15 e 116 localizados, respectivamente, na N- e Cterminal. Portanto, estes resultados permitem sugerir que a suramina pode atuar como inibidor de sPLA2s / Suramin is a polysulphonated napthylurea used as an antiprotozoal drug that presents inhibitory activity against a broad range of enzymes. We have evaluated the effect of suramin against the artificial and biological activities of the secreted human group IIA phospholipase A2 (hsPLA2 gIIA), a protein involved in inflammatory processes. To map the suramin binding sites on the hsPLA2 gIIA, proteins with mutations in the active site region and in the protein surface that makes contact with the phospholipids membrane were expressed in E. coli and refolded from inclusion bodies. The activation of macrophage cell line RAW 264.7 by hsPLA2 gIIA was monitored by nitric oxide release, and bactericidal activity of the protein against Micrococcus luteus was evaluated by colony counting and by flow cytometry. The hydrolytic activity of the hsPLA2 gIIA against lipossomes composed of a mixture of dioleoylphosphatidylcholine/dioleoylphosphatidylglycerol (DOPC/DOPG) was inhibited by a concentration of 100 nM suramin. The activation of macrophages by hsPLA2 gIIA was abolished at protein/suramin molar ratios where the hydrolytic activity of the enzyme was inhibited. In contrast, both the bactericidal activity of hsPLA2 gIIA against Micrococcus luteus and permeabilization of the bacterial inner membrane were unaffected by suramin concentrations up to 50 M. The affinity of interaction of the suramin with hsPLA2 gIIA was evaluated by suramine fluorescence and the mutants K15A, K38A, R54A and K123A presented a reduced affinity. The binding of the suramin/hsPLA2 gIIA complex was investigated by molecular dynamics simulations, which indicated two conformations of the bound inhibitor, which involve cationic amino-acid side chains in the active-site region and residues around positions 15 and 116 located in the N- and C-termini respectively in the substrate recognition surface. These results were correlated with isothermal titration calorimetry data, which demonstrated 2.7 suramin-binding sites on the hsPLA2 gIIA. These results suggested that suramin represents a novel class of phospholipase A2 inhibitor

As fosfolipases A2 (PLA2s, E.C. 3.1.1.4) pertencem a uma superfamília de enzimas que realizam a clivagem de fosfolipídios da membrana celular em ácidos graxos e lisofosfolipídios, numa reação dependente de cálcio. As PLA2s apresentam um importante papel em várias funções celulares, incluindo manutenção dos fosfolipídios celulares, geração de prostaglandinas e leucotrienos, tradução de sinais, proliferação celular e contração muscular. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural e funcional de uma fosfolipase A2 ácida tóxica(BmooTX-I) isolada da peçonha da serpente Bothrops moojeni. A BmooTX-I foi purificada por uma combinação de cromatografias em resinas de troca iônica (DEAE-Sephacel), exclusão molecular (Sephadex G-75) e interação hidrofóbica (Phenyl-Sepharose CL-4B). A confirmação do grau de pureza foi realizada através de análise por espectrometria de massa MALDI TOF da BmooTX-I reduzida (monômero, 13.802,66 Da) e não reduzida (dímero, 27.506,38 Da), da focalização isoelétrica (pI 4,2) e de SDS-PAGE. A região N-terminal da enzima apresentou alta homologia com outras PLA2s Asp49 de peçonhas de serpentes. A BmooTX-I apresentou também elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, induzir a liberação de PGI2 por HUVECs e apresentar efeito citotóxico sobre células tumorais, bactérias e fungos. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila (BPB) neutralizou a atividade enzimática e de inibição da agregação plaquetária. A determinação da miotoxicidade foi realizada através da dosagem dos níveis de CK no plasma de camundongos previamente injetados com a toxina. A análise histopatológica das fibras musculares demonstrou a presença de infiltrado inflamatório e líquido intercelular, ambos confirmados pela análise ultra-estrutural. O presente trabalho deverá contribuir para a elucidação e determinação da composição bioquímica dos venenos animais, já que as fosfolipases A2 ácidas tóxicas possuem mecanismos de ação ainda não totalmente esclarecidos. / Phospholipases A2 (PLA2s, EC 3.1.1.4) belong to a superfamily of enzymes that perform the cleavage of phospholipids of cell membranes in fatty acids and lysophospholipids in a calcium dependent reaction. PLA2s have an important role in several cellular functions, including maintenance of cellular phospholipids, the generation of prostaglandins and leukotrienes, translation signals, cell proliferation and muscle contraction. This study aimed at the structural and functional characterization of an acidic and toxic phospholipase A¬2 (BmooTX-I) isolated from Bothrops moojeni snake venom. BmooTX-I was purified by a combination of chromatographic steps on resins of ion exchange (DEAE Sephacel), molecular exclusion (Sephadex G-75) and hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose CL-4B). The confirmation of the purity degree was analyzed by MALDI TOF mass spectrometry of reduced BmooTX-I (monomer, 13,802.66 Da) and not reduced (dimer, 27,506.38 Da), by isoelectric focusing (pI 4.2) and by SDS-PAGE. The N-terminal region of the enzyme showed high homology with other Asp49 PLA2s of snake venoms. BmooTX-I also presented high phospholipase activity and induced moderate edema in vivo. Furthermore, this enzyme was capable of inhibiting platelet aggregation and plasma coagulation, inducing the release of PGI2 by HUVECs, also showing cytotoxic effects on tumor cells, bacteria and fungi. Treatment of the enzyme with the p-bromophenacyl bromide (BPB) neutralized the enzymatic activity and the inhibition of platelet aggregation. The determination of myotoxicity was accomplished through the determination of the CK levels in plasma of mice previously injected with the toxin. The histopathological analysis of muscle fibers showed the presence of inflammatory infiltration and intercellular fluid, both confirmed by ultrastructural analysis. This work contributes to the elucidation and determination of the biochemical composition of animal venoms, since the mechanisms of action of toxic acidic phospholipases A2 are not yet fully understood.

Cellulose nanofibrils (CNFs) are nanoscale fibers of high aspect ratio that can be isolated from a wide variety of cellulosic sources, including wood and bacterial cellulose. With high strength despite of their low density, CNFs are a promising renewable building block for the preparation of nanostructured materials and composites. To fabricate CNF-based materials with improved inherent rheological and mechanical properties and additional new functionalities, it is essential to tailor the surface properties of individual CNFs. The surface structures control the interactions between CNFs and ultimately dictate the structure and macroscale properties of the bulk material. In this thesis we have demonstrated different approaches, ranging from non-covalent adsorption and covalent chemical modification to modification of cellulose biosynthesis, to tailor the structure and surface functionalities of CNFs for the fabrication of advanced materials. These materials possess enhanced properties such as water-redispersibility, water absorbency, dye adsorption capacity, antibacterial activity, and mechanical properties. In Paper I, CNFs were modified via the irreversible adsorption of carboxymethyl cellulose (CMC). The adsorption of small amounts of CMC onto the surface of CNFs prevented agglomeration and co-crystallization of the nanofibrils upon drying, and allowed the recovery of rheological and mechanical properties after redispersion of dried CNF samples. In Paper II, CNFs bearing permanent cationic charges were prepared through quaternization of wood pulp fibers followed by mechanical disintegration. The activation of the hydroxyl groups on pulp fibers by alkaline treatment was optimized prior to quaternization. This optimization resulted in individual CNFs with uniform width and tunable cationic charge densities. These cationic CNFs demonstrated ultrahigh water absorbency and high adsorption capacity for anionic dyes. In Paper III, via a similar approach as in Paper II, CNFs bearing polyethylene glycol (PEG) were prepared by covalently grafting PEG to carboxylated pulp fibers prior to mechanical disintegration. CNFs with a high surface chain density of PEG and a uniform width were oriented to produce macroscopic ribbons simply by mechanical stretching of the CNF hydrogel network before drying. The uniform grafted thin monolayer of PEG on the surface of individual CNFs prevented the agglomeration of CNFs and facilitated their alignment upon mechanical stretching, thus resulted in ribbons with ultrahigh tensile strength and modulus. These optically transparent ribbons also demonstrated interesting biaxial light scattering behavior. In Paper IV, bacterial cellulose (BC) was modified by the addition of chitin nanocrystals (ChNCs) into the growing culture medium of the bacteria Acetobacter aceti which secretes cellulose in the form of entangled nanofibers. This led to the in situ incorporation of ChNCs into the BC nanofibers network and resulted in BC/ChNC nanocomposites exhibiting bactericidal activity. Further, blending of BC nanofibers with ChNCs produced nanocomposite films with relatively lower tensile strength and modulus compared to the in situ cultivated ones. The bactericidal activity increased significantly with increasing amount of ChNCs for nanocomposites prepared by direct mixing of BC nanofibers and ChNCs. In Paper V, CNFs were isolated from suspension-cultured wild-type (WT) and cellulose-binding module (CBM) transformed tobacco BY-2 (Nicotiana tabacum L. cv bright yellow) cells. Results from strong sulfuric acid hydrolysis indicated that CNFs from transgenic cells overexpressing CBM consisted of longer cellulose nanocrystals compared to CNFs from WT cells. Nanopapers prepared from CNFs of transgenic cells demonstrated significantly enhanced toughness compared to CNFs of WT cells. / <p>QC 20141103</p> / CARBOMAT

Thesis (Ph. D.) -- University of Texas Southwestern Medical Center at Dallas, 2006. / Embargoed. Vita. Bibliography: 194-220.

As fosfolipases A2 (PLA2s, E.C. 3.1.1.4) pertencem a uma superfamília de enzimas que realizam a clivagem de fosfolipídios da membrana celular em ácidos graxos e lisofosfolipídios, numa reação dependente de cálcio. As PLA2s apresentam um importante papel em várias funções celulares, incluindo manutenção dos fosfolipídios celulares, geração de prostaglandinas e leucotrienos, tradução de sinais, proliferação celular e contração muscular. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização estrutural e funcional de uma fosfolipase A2 ácida tóxica(BmooTX-I) isolada da peçonha da serpente Bothrops moojeni. A BmooTX-I foi purificada por uma combinação de cromatografias em resinas de troca iônica (DEAE-Sephacel), exclusão molecular (Sephadex G-75) e interação hidrofóbica (Phenyl-Sepharose CL-4B). A confirmação do grau de pureza foi realizada através de análise por espectrometria de massa MALDI TOF da BmooTX-I reduzida (monômero, 13.802,66 Da) e não reduzida (dímero, 27.506,38 Da), da focalização isoelétrica (pI 4,2) e de SDS-PAGE. A região N-terminal da enzima apresentou alta homologia com outras PLA2s Asp49 de peçonhas de serpentes. A BmooTX-I apresentou também elevada atividade fosfolipásica e induziu edema moderado in vivo. Além disso, foi capaz de inibir a agregação plaquetária e a coagulação do plasma, induzir a liberação de PGI2 por HUVECs e apresentar efeito citotóxico sobre células tumorais, bactérias e fungos. O tratamento da enzima com o reagente brometo de p-bromofenacila (BPB) neutralizou a atividade enzimática e de inibição da agregação plaquetária. A determinação da miotoxicidade foi realizada através da dosagem dos níveis de CK no plasma de camundongos previamente injetados com a toxina. A análise histopatológica das fibras musculares demonstrou a presença de infiltrado inflamatório e líquido intercelular, ambos confirmados pela análise ultra-estrutural. O presente trabalho deverá contribuir para a elucidação e determinação da composição bioquímica dos venenos animais, já que as fosfolipases A2 ácidas tóxicas possuem mecanismos de ação ainda não totalmente esclarecidos. / Phospholipases A2 (PLA2s, EC 3.1.1.4) belong to a superfamily of enzymes that perform the cleavage of phospholipids of cell membranes in fatty acids and lysophospholipids in a calcium dependent reaction. PLA2s have an important role in several cellular functions, including maintenance of cellular phospholipids, the generation of prostaglandins and leukotrienes, translation signals, cell proliferation and muscle contraction. This study aimed at the structural and functional characterization of an acidic and toxic phospholipase A¬2 (BmooTX-I) isolated from Bothrops moojeni snake venom. BmooTX-I was purified by a combination of chromatographic steps on resins of ion exchange (DEAE Sephacel), molecular exclusion (Sephadex G-75) and hydrophobic interaction (Phenyl Sepharose CL-4B). The confirmation of the purity degree was analyzed by MALDI TOF mass spectrometry of reduced BmooTX-I (monomer, 13,802.66 Da) and not reduced (dimer, 27,506.38 Da), by isoelectric focusing (pI 4.2) and by SDS-PAGE. The N-terminal region of the enzyme showed high homology with other Asp49 PLA2s of snake venoms. BmooTX-I also presented high phospholipase activity and induced moderate edema in vivo. Furthermore, this enzyme was capable of inhibiting platelet aggregation and plasma coagulation, inducing the release of PGI2 by HUVECs, also showing cytotoxic effects on tumor cells, bacteria and fungi. Treatment of the enzyme with the p-bromophenacyl bromide (BPB) neutralized the enzymatic activity and the inhibition of platelet aggregation. The determination of myotoxicity was accomplished through the determination of the CK levels in plasma of mice previously injected with the toxin. The histopathological analysis of muscle fibers showed the presence of inflammatory infiltration and intercellular fluid, both confirmed by ultrastructural analysis. This work contributes to the elucidation and determination of the biochemical composition of animal venoms, since the mechanisms of action of toxic acidic phospholipases A2 are not yet fully understood.

Dans un contexte d'usage raisonné des antibiotiques lié au développement des résistances bactériennes, il est pertinent de chercher à optimiser les profils d'exposition plasmatique qui conduiraient à la meilleure efficacité de l'antibiotique sur les bactéries pathogènes. La charge bactérienne n'est pas stationnaire tout au long du développement d'une infection, mais elle augmente spontanément ou diminue avec un traitement antibactérien efficace. L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'influence de la variation de la charge bactérienne sur l'efficacité des antibiotiques et du système immunitaire.Au cours d'un premier travail, nous avons montré que dans les conditions de réalisation de tests de sensibilité in vitro (détermination de CMI), une dégradation de certains antibiotiques se produisait, d'amplitude variable selon les molécules testées. Cette dégradation peut être responsable d'une augmentation des valeurs de CMI et de CMB. Les variations observées étaient cependant inférieures à une dilution au demi dans une gamme de concentrations. Cette dégradation ne devrait pas avoir d'impact significatif sur les résultats des tests de sensibilité aux antibiotiques concernés, excepté dans des cas particuliers comme des pathogènes à croissance très lente. Dans un deuxième travail, nous avons étudié in vitro chez E. coli et S. aureus l'effet de la taille de l'inoculum bactérien sur l'activité bactéricide de 2 céphalosporines, la céphalexine et le cefprozil. Nous avons observé une diminution de l'activité bactéricide des 2 céphalosporines avec l'augmentation de la taille de l'inoculum chez E. coli et S. aureus. Nous avons également montré une efficacité et une puissance moins importante des 2 céphalosporines sur S. aureus par rapport à E coli.Dans un troisième temps, nous avons développé un système incluant les trois composantes suivantes : une bactérie - S. aureus -, des cellules du système immunitaire - des macrophages murins issus de la moelle osseuse - et un antibiotique -la céphalexine-. Dans ce système, nous avons fait varier la taille de l'inoculum bactérien de départ ainsi les concentrations en antibiotique. Une augmentation de la phagocytose bactérienne et de la mortalité des macrophages ont été observées avec l'augmentation de la charge bactérienne. L'activité bactéricide des macrophages était saturable et en présence d'une charge bactérienne trop importante, une partie des macrophages sont devenus un réservoir de S. aureus phagocytés. En présence de la céphalexine, qui a une distribution exclusivement extracellulaire, les quantités de bactéries extracellulaires, " candidates " à la phagocytose, ont diminué. Ainsi, en présence de céphalexine et pour les charges bactériennes initiales les plus faibles, les capacités de survie et de bactéricidie des macrophages ont été préservées. Cette action n'a cependant plus été visible en présence de gros inocula bactériens pour lesquels l'action limitée de la céphalexine n'a pas permis de prévenir la saturation des macrophages et ses conséquences. Le modèle à trois composantes que nous avons développé constitue une première étape dans le développement de modèles in vitro qui associent des éléments de l'immunité innée aux modèles pharmacologiques classiques bactéries/antibiotiques, avec l'objectif d'optimiser l'évaluation préclinique de molécules antibactériennes. / As one of the current pre-eminent public health concerns is to reasonably use antibiotics in order to limit antibacterial resistance development, it appears relevant to determine the plasmatic exposition profile that would lead to the best efficiency of the antibiotic on pathogenic bacteria. The bacterial load is not stationary during an infection but it increases or decreases with an effective antibiotic treatment. The aim of this thesis was to evaluate the influence of variation of the bacterial load on antibiotic and immune system activity.First, we showed that during antibacterial sensibility tests, such as standard MIC determination, some antibiotics underwent abiotic degradation during incubation, with a magnitude depending on the drug tested. This degradation can increase MIC and MBC values. However, the observed discrepancy (less than one twofold dilution) suggests that this would only be clinically significant in special cases such as slow-growing bacteria.Then, we studied, with E. coli and S. aureus, the in vitro effect of the bacterial inoculum size on bactericidal activity of 2 cephalosporins, cephalexin and cefprozil. We observed a decrease of bactericidal activity of both cephalosporins with an increase of the initial inocula of E. coli and S. aureus. A decreased efficacy and potency of the 2 cephalosporins against S. aureus compared to E. coli was also found. Finally, we developed an in vitro 3-components model including a bacterium -S. aureus-, cells of the immune system -murine bone-marrow-derived macrophages- and an antibiotic -cephalexin-. Within this system, we tested several initial bacterial inoculum sizes and different antibiotic concentrations. Increased bacterial phagocytosis and macrophage mortality were observed with increasing bacterial inocula. Bactericidal activity of macrophages was saturable and faced to a large bacterial inoculum, some macrophages became a reservoir for living S. aureus. With cephalexin, which is an extracellular antibiotic, extracellular bacteria diminished over time implying a diminution of the bacteria to be phagocytosed by macrophages. Thus, macrophages bactericidal and survival abilities were preserved with cephalexin and small bacterial inocula. This effect of the antibiotic was no longer visible with highest bacterial inocula for which limited action of cephalexin did not allow to prevent macrophages bursting. The tripartite model we developed is a first step toward innovative in vitro models combining elements of innate immunity with classical bacteria/antibiotics pharmacological models, with the objective of optimising preclinical evaluation of antibacterial drugs.