Gliomas apresentam um prognóstico precário apesar das múltiplas modalidades terapêuticas como ressecção neurocirúrgica, radioterapia e quimioterapia, possivelmente pelo seu alto nível de invasividade e resistência aos tratamentos. Estudos recentes demonstraram que o peptídeo liberador de gastrina (GRP), assim como seu receptor, possui efeitos importantes no desenvolvimento de muitos tumores, inclusive de gliomas. O receptor de GRP está super expresso em linhagens celulares de glioblastomas tendo sua função relacionada com a proliferação celular, estimulando o crescimento tumoral. No presente estudo, foi investigado o efeito do RC-3095, um antagonista seletivo do receptor de GRP, como mono terapia e em associação à temozolamida (TMZ), um agente citotóxico alquilante de DNA, em modelos experimentais de células de glioma da linhagem C6 de rato in vitro e in vivo. A proliferação celular foi reduzida tanto por RC-3095 quanto por TMZ, porém quando ambos os agentes foram administrados em associação, a redução da proliferação foi significativamente mais efetiva. Nos experimentos in vivo, o grupo controle apresentou os tumores maiores (52 ± 15.5 mm3), enquanto RC-3095 reduziu o tamanho tumoral, tendo um efeito mais efetivo na dose 0.3 mg/kg (21 ± 9.7 mm3). Porém, a combinação dos dois agents produziu a maior redução no tamanho tumoral (10 ± 7.5 mm3), assim como, apresentou índices histológicos menos agressivos. Nossos resultados demonstram que a combinação de RC-3095 e temozolamida produz uma maior redução tumoral em modelos experimentais de glioma de rato indicando que RC-3095 pode ser um forte candidato para associação à temozolamida potencializando os efeitos de agentes alquilantes de DNA no tratamento de gliomas multiformes. / Malignant gliomas have a dismal prognosis despite multi-modality treatments like neurosurgical resection, radiation therapy and chemotherapy, mainly due to their high level of invasion. Recent studies demonstrated that gastrin-releasing peptide (GRP) and its receptors play a role in the development of a variety of cancers including gliomas. The GRP receptor was shown to be over-expressed on glioblastoma cell lines and its function is related with cellular growth. In the present study, we investigated the effects of RC-3095, a selective antagonist of the GRP receptor, alone and in combination with temozolomide (TMZ), a DNA alkylating agent, in vitro and in vivo using experimental rat C6 glioma models. Cellular proliferation was reduced in all treatments (TMZ, RC-3095 and TMZ + RC-3095) with the administration of TMZ together with RC-3095 being the most effective. In in vivo experiments, the control group displayed the largest tumors (52 ± 15.5 mm3), whereas RC-3095 reduced the tumor size, with the most significant effect observed at the dose of 0.3mg/kg (21 ± 9.7 mm3). The combined therapy produced the largest reduction in tumor size (10 ± 7.5 mm3), greater than with either treatment alone. Ours results show that the combination of RC-3095 and TMZ have additive effects on the in vitro and in vivo glioma growth therefore making RC-3095 a candidate drug to potentiate the effects of the DNA alkylanting agent temozolomide in the treatment of malignant gliomas.

Orientador : Prof. Dr. Ciro Alberto de Oliveira Ribeiro / Coorientador : Prof. Dr. Anderson Joel Martino de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 05/07/2017 / Inclui referências : f. 98-107 / Resumo: O uso de antimônio (Sb) pelas diversas sociedades vem de tempos remotos. Seu mais antigo e mais comum uso é no tratamento da leishmaniose, no entanto seu uso como sinergista em retardantes de chamas e na catálise de polímeros plásticos vem crescendo enormemente nas últimas décadas. O potencial tóxico das formas pentavalentes, utilizadas no tratamento de doenças já foi extensivamente estudando, no entanto esta não é a forma biologicamente ativa, sendo convertida na forma trivalente pelos sistemas biológicos. Frente a isto torna-se essencial estudar os efeitos das formas trivalentes, considerando doses relevantes para a exposição humana. Desta forma, diversas doses de antimônio no seu estado de oxidação +3 (trióxido de antimônio - Sb2O3) foram testadas seguindo diversos protocolos. No capítulo 1, são relatados os efeitos do Sb2O3 sobre o sistema endócrino e reprodutivo de ratos Wistar, seguindo protocolos experimentais específicos para avaliar disfunção endócrinas propostos pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA-US). Neste caso nenhum efeito de disfunção endócrina (anti) estrogênica ou (anti) androgênica foram observados, no entanto danos histológicos em tireóide e testículos foram comuns frente a exposição ao Sb2O3. No capítulo 2 são relatados os efeitos desta substância sobre as condições oxido redutoras e danos em macromoléculas de fígado, rim, pulmão e coração. Também foram analisados danos histológicos em órgãos de biotransformação e excreção e possíveis danos neurológicos. Os resultados deste capítulo levam a conclusão de que o Sb2O3, mesmo em baixas doses pode alterar a homeostase especialmente hepática e renal, alterando enzimas e moléculas relacionadas ao balanço oxi-redutor bem como danificar macromoléculas essenciais à integridade celular. Desta forma conclui-se que, embora o Sb2O3 não tenha propriedades desreguladoras endócrinas, ele possui efeitos tóxicos sobre o organismo como um todo. Palavras chave: Desregulação endócrina, Estresse oxidativo, Antimônio, ratos Wistar. / Abstract: Antimony is a world widespread substance used a long time ago in human history. It most common use is in leishmaniosis treatment, but it use as a flame retardant and in plastic catalysis are increasing in last decades. Antimony exist as pentavalent and trivalet forms. The toxicology of pentavalent Sb, commonly used in disease treatment, are well studied. However, the pentavalent form is converted in the trivalent form by biological systems, and Sb+3 is more toxic than the Sb+5 oxidation state, turning necessary study the most toxic form in a dose relevant for human exposure. In the present thesis, Sb2O3, were used as a Sb+3 contaminant, considering diverse exposure protocols. In the first chapter, the effects of Sb2O3 under endocrine and reproductive systems were evaluated following EPA protocols proposed for endocrine disrupting contaminants. No (anti) estrogenic or (anti) androgenic effects of Sb were observed in all tested doses and protocols, but damages in thyroid and testis were common after Sb2O3 exposure. In the second chapter of this thesis, the effects of Sb under oxidative stress, as well histologic alterations and neurologic effects were considered. The present results show that antimony can alter the body homeostasis, especially renal and hepatic enzymes related to oxidative balance and cause damages to macromolecules. Considering all presented results, we conclude that Sb do not exert endocrine disrupting effects, but exert toxic effects, especially for liver and kidneys. Key - words: Endocrine disfunction, oxidative stress, antimony, Wistar rats.

Orientadora : Dra. Andréa Rodrigues Ávila / Coorientador : Prof. Dr. Alexandre Haruo Inoue / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 23/02/2017 / Inclui referências : f. 151-158 / Resumo: Trypanosoma cruzi é o protozoário causador da doença de Chagas, uma endemia da América Latina que afeta milhões de pessoas. Este parasita tem um ciclo de vida alternado entre hospedeiros vertebrados e invertebrados, e necessita se adaptar a mudanças em diferentes ambientes que encontra ao longo do ciclo de transmissão. O T. cruzi controla a expressão de genes a partir de eventos majoritariamente pós-transcricionais. Vias que controlam a estabilidade do mRNA ou a tradução de proteínas são bem conhecidas, enquanto que mecanismos moleculares de exportação de mRNA do núcleo para o citoplasma ainda não são bem compreendidos nem em tripanossomatídeos, nem em outros patógenos. Sabe-se, até o momento, que a maioria das proteínas envolvidas com o transporte de mRNA em outros eucariotos não está conservada em diversas espécies de parasitas. Exceto pela proteína Sub2 de T. cruzi (TcSub2), homóloga das proteínas de mamífero e levedura (UAP56/Sub2) e essencial para exportação de mRNA em tripanossomatídeos. Logo, para investigar os componentes desta via, nosso grupo tem investido em identificar proteínas exclusivas e essenciais para a exportação de mRNA em T. cruzi. Abordagens de proteômica, usando como alvo TcSub2, vem permitindo a identificação de fatores com função ainda desconhecida e/ou que são conservados apenas entre espécies de tripanossomatídeos, tornando-os alvos de interesse. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a interação de proteínas alvo com TcSub2 e seu papel na exportação de mRNA em T.cruzi. Duas proteínas não caracterizadas apresentaram motivos conservados e foram denominadas como TcFOP-like e TcAPI5-like. Interessantemente, estes motivos estão presentes em proteínas de outros organismos que estão envolvidas com a via de exportação de mRNA. Aqui, nós confirmamos que TcFOP-like e TcAPI5-like são proteínas nucleares e parecem interagir com TcSub2. Além disso, silenciamento e supereexpressão de TcFOP-like afeta o crescimento do parasita, e nós confirmamos sua interação com outros componentes da via de exportação de mRNA, tais como TcMex67 e TcHel45. Estas evidências suportam presença de components diveregentes na via de exportação de mRNA em Tripanossomatídeos. Palavras chaves: Trypanosoma cruzi. Exportação de mRNA. TcSub2.TcHel45 / Abstract: Trypanosoma cruzi is the protozoan causative of Chagas disease, an endemic disease in Latin America that affects millions of people. This parasite alternates between vertebrate and invertebrate hosts during his life cycle, and needs to adapt to the changes in different environments along the transmission cycle. T. cruzi controls the gene expression mostly by post-transcriptional events. Pathways that control mRNA stability or protein translation are well known, while the molecular mechanisms for mRNA export from nucleus to cytoplasm are still not well understood nether in trypanosomatids or other pathogens. So far, it's known that the most of the proteins that are involved in mRNA transport of other eukaryotes are not conserved in many species of parasites. One exception is T. cruzi Sub2 (TcSub2), a homologue of the proteins in mammalian and yeast (UAP56 / Sub2) and essential for mRNA export in tripanossomatids. Therefore, to investigate the components of this pathway, our group has invested in identifying unique and essential proteins for the export of mRNA in T. cruzi. Proteomic approaches, using TcSub2 as target, have allowed identification of factors with the unknown function and/or that are conserved only in species of trypanosomatids, turning into interesting targets. Then, the aim of this work was to evaluate the interaction of target proteins with TcSub2 and their role in the mRNA export pathway in T. cruzi. Two uncharacterized proteins presented conserved motifs and were named here as TcFOP-Like and TcAPI5-like. Interestingly, those motifs are present in proteins of other organisms which are involved in mRNA export pathway. Here, we confirmed that TcFOP-like and TcAPI5-like are nuclear proteins and seems to interact with TcSub2. Furthemore, knockdown and overexpression of TcFOP-like affect the growth of parasites and we confirmed its interaction with other components of the mRNA export pathway, such as TcMex67 and TcHel45. Those evidences supporte the presence of divergent components in the mRNA export pathway of Tripanossomatids. Keywords: Trypanosoma cruzi. Export of mRNA. TcSub2. TcHel45.

Orientadora : Profª. Drª. Lia Sumie Nakao / Orientadora : Profª. Drª. Marcia Helena Appel / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 2013 / Inclui referências / Área de concentração :Biologia / Resumo: Quiescina/sulfidril oxidase isoforma 1b (QSOX1b) é uma enzima secretada, e catalisadora da oxidação de proteínas nascentes e mal dobradas. Esta oxidação induz a formação de pontes dissulfeto, que são cruciais para a conformação e estabilidade de diversas proteínas. A literatura propõe que a oxidação de proteínas intra e extracelular, ou aquelas de superfície celular, acarreta em mudanças no estado redox destes microambientes, e também em alterações conformacionais das micro e macroestruturas proteicas. Baseado nisso, tivemos como objetivo analisar o papel de QSOX1b recombinante de camundongo (mQSOX1b) como possível oxidase da fibronectina (FN), uma glicoproteína dimérica de matriz extracelular (MEC). Através das determinações de peróxido de hidrogênio e de tióis em ensaios cinéticos com mQSOX1b e FN reduzida (redFN), in vitro, constatamos que redFN é oxidada pela enzima. A constante de Michaelis menten medida foi de aproximadamente 456 nM (com uréia) e 290 nM (sem uréia). redFN, per se, auto fibrila, produzindo multímeros solubilizados por deoxicolato (DOC), contudo, verificamos que mQSOX1b acelera a formação destes multímeros. Estas estruturas fibrilares possuem massa molecular maior que 800 kDa, e são desfeitas por agentes redutores, mas não são desfeitas por DOC (2%), indicando que são mantidas por pontes dissulfeto. Os multímeros não afetam a interação de redFN com gelatina, como indicado por imunoensaio. Coatings com multímeros de FN (nativa e reduzida) não alteraram a capacidade adesiva de Rasm (células musculares lisas de aorta de rato), HeLa (células de câncer cervical, Henrietta Lacks) ou 3t3 (Fibroblasto de camundongo), contudo, a proliferação foi aumentada quando Rasm e HeLa foram incubados sobre natFN junto a mQSOX1b. Ao analisar a superexpressão da mQSOX1b sobre o estado redox da MEC e superfície celular nas linhagens Hek293t (células de rim de embrião humano para transfecção) e HeLa, pudemos constatar a promoção do estado mais oxidado para estes ambientes. Sendo assim, propomos para QSOX1b funções biológicas sobre a formação e remodelamento de componentes da MEC, aqui demonstrado especificamente sobre FN. Sendo assim, a presença de QSOX1 pode estar associada com o controle do crescimento e sobrevivência celular, tanto em situações fisiológicas quanto patológicas. Palavras chaves: Quiescina/Sulfidril Oxidase 1b (QSOX1b); Matriz extracelular (MEC); Fibronectina (FN); oxidação; estado redox. / Abstract: Quiescin/Sulfhydryl Oxidase isoform 1b (QSOX1b) is a secreted enzyme, and catalyzes the oxidation of nascent and misfolded proteins. This oxidation leads to the formation of disulfide bonds which are critical to the conformation and stability of various proteins. The literature suggests that oxidation of intra-and extracellular proteins or those at cell surface leads to changes in the redox state of these microenvironments, as well as conformational changes in the protein micro and macrostructure. Based on that, we aimed to analyze the role of mouse recombinant QSOX1b (mQSOX1b) as a possible oxidase for fibronectin (FN), a dimeric glycoprotein of the extracellular matrix (ECM). In vitro, through enzyme kinetics assays and measurement of thiols in the presence of mQSOX1b and reduced FN (redFN), we found that redFN is oxidized by the enzyme. The KM values found were approximately 456 nM (urea) and 290 nM (without urea). FN multimers are also generated by auto fibrillation and can be solubilized by deoxycholate (DOC), however, we found that the QSOX1b accelerates the formation of these multimers. These fibrillar structures have molecular mass greater than 800 kDa, and are lost in the presence of reducing agents but not DOC (2%), indicating that multimers are maintained by disulfide bonds. The multimers forms no affect the gelatin-redFN interaction, indicated by ELISA. Coatings with multimers of FN (native and reduced FN) did not alter the adhesive capacity of Rasm, HeLa or 3T3, however, the proliferation was increased when Rasm and HeLa were incubated on natFN along mQSOX1b. Analyzing mQSOX1b overexpression influence on the ECM redox state and cell surface protein thiols at HEK293T and HeLa cells, we found more oxidized state for these environments. Therefore, we propose as biological functions to QSOX1b the formation and remodeling ECM components, here specifically FN. Thus, the presence of QSOX1 may be associated with cellular growth and survival control, probably in physiological and pathological conditions. Keywords: Quiescin/sulfhydryl oxidase 1b (QSOX1b), extracellular matrix (ECM), fibronectin (FN); oxidation; redox state.

Orientador : Dr. Samuel Goldenberg / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 2007 / Inclui bibliografia / O Trypanosoma cruzi é o agente causador da doença de Chagas, que continua sendo um importante problema de saúde pública na América Latina. Os estudos sobre o T. cruzi têm sido facilitados pela possibilidade de cultivo e diferenciação in vitro dos principais estágios evolutivos do parasita. Este trabalho aborda o estudo de aspectos morfológicos e moleculares da diferenciação in vitro de tripomastigotas metacíclicos para amastigotas (amastigogênese extracelular). Extensas mudanças morfológicas foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica durante a diferenciação, como brotamento, crescimento e liberação de uma estrutura muito semelhante à forma amastigota, com capacidade replicativa e positiva para a marcação com o anticorpo alfa-Ssp-4 específico para amastigotas. Análises por espectrometria de massas mostraram que o perfil lipídico total é alterado, com aumento na proporção de liso-lipídios durante a diferenciação, podendo estar correlacionado às alterações morfológicas observadas no processo de amastigogênese. Com o intuito de obter amostras enriquecidas de membrana plasmática, foi elaborada uma nova estratégia, baseada na interação biotina/avidina. Tal estratégia visou o estudo mais detalhado dos constituintes da membrana, visto que foi observada alteração em sua forma, sugerindo sua relevância para o processo de diferenciação. Foram também feitas análises do transcritoma de amastigotas extracelulares utilizando microarranjos de DNA, comparando-os com os demais estágios, principalmente tripomastigotas metacíclicos e amastigotas obtidos de cultura de células. Estas análises proporcionaram uma visão geral dos grupos de genes diferencialmente expressos entre tripomastigotas metacíclicos e amastigotas extracelulares, no qual se pode destacar como aumentados em amastigotas genes envolvidos na replicação, reparo e transcrição do DNA, e no processamento de RNA. Também foram detectados genes com o mesmo padrão de expressão em amastigotas extracelulares e amastigotas de cultura de célula, sugerindo a proximidade entre os dois tipos de formas replicativas intracelulares. Tais grupos gênicos podem ser agora melhor investigados, corroborando para a elucidação dos mecanismos de regulação de sua expressão, suas funções em cada estágio e sua importância durante a diferenciação. Os dados aqui apresentados abrem muitas perspectivas para a investigação da amastigogênese, um fenômeno ainda pouco conhecido, de vital importância para o T. cruzi e que pode conter novas informações para o desenvolvimento de terapias para doença de Chagas. / Trypanosoma cruzi is the causative agent of Chagas’ disease, which still represents an important public health problem in Latin America. Studies on T. cruzi have been rendered feasible by the possibility to reproduce under in vitro culture conditions the life-cycle of the parasite. This work is focused on the description of the morphological and molecular changes occurring in the course of the in vitro differentiation of metacyclic trypomastigotes to amastigotes (extracellular amastigogenesis). The morphological changes have been characterized by optical and electron microscopy investigation during differentiation, including budding, development and release of a structure resembling to amastigote forms. These extracellular amastigotes are able to replicate and react with an antibody against the Ssp-4 antigen, which is specific for amastigotes. Mass-spectrometry analyses have shown total lipid profile changes during amastigogenesis, with an increase in lyso-lipids ratios during differentiation; this could be related to morphological alterations observed in the course of the amastigogenesis process. In order to obtain plasma membrane enriched samples, a new strategy was elaborated based on biotin/avidin affinity purification. The strategy aims to identify plasma membrane and its components, since important morphological changes occur during amastigogenesis which are very likely relevant to differentiation process. Furthermore, the transcriptome analysis of extracellular amastigotes is described using DNA microarrays to compare metacyclic trypomastigotes and cell culture derived amastigotes. These analyses allowed a broad comparison between metacyclic trypomastigotes and extracellular amastigotes differentially expressed group of genes, such as those involved in replication, repairing and transcription of DNA, and processing of RNA, almost all of them more expressed in extracellular amastigotes. Genes presenting similar expression patterns have been also observed in extracellular and intracellular amastigotes, suggesting the similarity between these developmental forms. These genes are being investigated in order to get further insight into the mechanisms involved in their expression regulation and their relevance to the differentiation process. The data presented herewith pave the way to investigate the amastigogenesis process, an important step of T. cruzi life-cycle.

Orientador : Profª. Drª. Andrea Senff-Ribeiro / Coorientador : Profª. Drª. Olga Meiri Chaim / Coorientador : Prof. Dr. Silvio Sanches Veiga / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 17/02/2017 / Inclui referências : f. 102-115 / Área de concentração / Resumo: As aranhas do gênero Loxosceles (aranhas-marrons) são responsáveis pela maioria dos acidentes envolvendo animais peçonhentos em Curitiba e região metropolitana, sendo consideradas um problema de saúde pública. O veneno dessas aranhas tem sido amplamente estudado e diversos grupos de pesquisa têm investido na caracterização de suas toxinas. Entretanto, a literatura referente à hemolinfa dessas aranhas é bastante restrita: o único artigo existente foi publicado pelo nosso grupo em 2015. Baseado na premissa de que o conhecimento dos conteúdos celular, lipídico e protéico podem fornecer informações importantes sobre a toxinologia e sobre moléculas bioativas, o objetivo deste trabalho foi a caracterização bioquímica e celular da hemolinfa de L. intermedia, bem como analisar potenciais atividades biológicas da hemolinfa e suas moléculas. O perfil proteico da hemolinfa de L. intermedia em eletroforese (SDS-PAGE) uni e bidimensional revelou a presença de proteínas e peptídeos com massas variando de 20 a 200 kDa. As proteínas da hemolinfa apresentaram os resíduos de glicosilação: galactose ? (1,4) N-acetilglucosamina e alta manose. Por meio de espectrometria de massas foi verificado que os lipídios predominantes na hemolinfa são a fosfatidilcolina e a fosfatidiletanolamina. Quanto à fração celular da hemolinfa, quatro tipos de hemócitos foram identificados: os pró-hemócitos, os plasmatócitos, os adipohemócitos e os granulócitos. A atividade esfingomielinásica da toxina recombinante fosfolipase-D de L. intermedia (LiRecDT1) foi reduzida em 70% na presença da hemolinfa, contudo não foi encontrado um inibidor específico para essa enzima, sugerindo que essa redução tenha sido decorrente da dificuldade da toxina em encontrar seu substrato preferencial. O ensaio de imunodetecção indicou na hemolinfa a presença de uma proteína de aproximadamente 36 kDA com epítopo similar ao da toxina LiRecDT1, mas a hemolinfa não apresentou toxicidade para camundongos nas concentrações testadas. O cultivo primário dos hemócitos foi realizado em meio Sf-900-III SFM contendo 250 ?g/ml de gentamicina e 10% de soro (SFB). Verificou-se que a incubação dos hemócitos com veneno de L. intermedia e com a toxina loxoscélica recombinante LiRecDT1 não alterou as características morfológicas das células em microscopia optica, sugerindo ausência de processos de apoptose ou necrose. Dificuldades metodológicas não permitiram a caraterização dos hemócitos por microscopia eletrônica de transmissão. O estudo de proteômica (shotgun) não identificou inibidores de proteases ou de outras enzimas presentes no veneno; e grande parte das identificações foram relacionadas a proteínas estruturais e à hemocianina. Os experimentos de citometria de fluxo utilizando a sonda fluorescente Mitotracker permitiram a separação eficiente das populações de pró-hemócitos e plasmatócitos, contudo havia granulócitos nas duas amostras isoladas. Os ensaios de atividade antimicrobiana de peptídeos presentes na hemolinfa isolados por HPLC não evidenciou a inibição do crescimento dos microrganismos Candida albicans, Escherichia coli e Staphylococcus aureus. A hemolinfa é uma amostra biológica muito rica que deve continuar a ser investigada, contudo as dificuldades de estudá-la estão relacionadas com o baixo rendimento da coleta da amostra e a grande complexidade bioquímica do seu conteúdo (celular e proteica). Palavras-chaves: hemolinfa, L. intermedia, hemócitos, antimicrobiano, cultivo primário, inibidores, citometria. / Abstract: Loxosceles genus spiders (Brown spiders) are responsible for most of the accidents involving venomous animals in Curitiba and metropolitan region and for this reason they are considered a public health problem. The venom from these spiders has been widely studied and several research groups have been focused in the characterization of the toxins. However, the literature on the hemolymph from these spiders is rather restricted: the only article was published by our group in 2015. Based on the premise that knowledge of the cellular, lipidic and proteic contents can provide important information about toxinology and bioactive molecules, the aim of this work was biochemical and cellular characterization from L. intermedia hemolymph as well as to analyze potential biological activities present in this hemolymphand yours molecules. The protein from hemolpymph of L. intermedia hemolymph in one and two-dimensional SDS-PAGE revealed the presence of proteins and peptides with molecular mass varying from 20 to 200 kDa. The protein from hemolymph presented glycosylation: galactose ? (1,4) N-acetylglucosamine and high mannose. By means of mass spectrometry analysis was verified the lipidic predominance in the hemolymph are phosphatidylcholine and phosphatidylethanolamine. In relation to the hemolymph cellular fraction four types of hemocytes were identified: pro-hemocytes, plasmatocytes, adipohemocytes and granulocytes. The sphingomyelinase activity of L. intermedia recombinase phospholipase-D (LiRecDT1) was decreased 70% In the presence of hemolymph, however, no specific inhibitor to this enzyme was found, suggesting that this reduction was related to difficulty of the toxin to find your preferential substrate. The immunodetection assay indicated there are in the hemolymph a protein with nearly 36 kDa with epitope resembling LiRecDT1, but this protein showed no toxicity to mice at the concentrations tested. The primary culture of hemocytes was done in Sf-900-III SFM medium plus 250 ?g /ml gentamycin and 10% FBS. It was found that the incubation venom from L. intermedia and toxin LiRecDT1with hemocytes did not present morphological alterations in these cells analyzed by optical microscopy, indicated no apoptosis or necrosis. Methodological difficulties did not allow the hemocytes to be characterization by transmission electron microscopy. In proteomic (shotgun) analysis no protease inhibitors or other enzymes present in the venom; and the most of identification were related to structural proteins and hemocyanin. The experiments of flow citometry with MitoTracker probe labeling resulted in the efficient isolation of prohemocytes and plasmatocytes, however there was granulocytes in both of samples isolated. The antimicrobial activity assays of peptides present in hemolymph isolated by HPLC did no show isolated activity against Candida albicans, Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Hemolymph is a very rich biological sample that needs to be investigated more thoroughly, but the difficulties of studying it are related to the low amount of sample (cellular and protein). Key-words: Hemolymph, L. intermedia, hemocytes, antimicrobial, primary culture, inhibitors, cytometry.

Orientadora : Profª Drª Maria Cristina L. G. Santos / Co-orientador : Prof. Dr. Ricardo Lehtonen de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 24/09/2014 / Inclui referências / Área de concentração : Biologia celular e molecular / Resumo: O tendão tibial posterior (TTP) é particularmente vulnerável e sua insuficiência é reconhecida como a principal causa do pé plano adquirido do adulto. Alguns pacientes têm uma predisposição sem causa clinicamente reconhecida, sugerindo que as características individuais, incluindo fatores genéticos, desempenham um papel importante na tendinopatia. As metaloproteinases da matriz (MMP) são enzimas responsáveis por degradar e remodelar o colágeno, principal componente dos tendões. O objetivo do presente estudo foi investigar a associação do polimorfismo -77 (rs2252070) da MMP-13 isoladamente e em haplótipo com os polimorfismos -519 (rs1144393) e -1607 (rs1799750) da MMP-1 e -799 (rs11225395) da MMP-8 e a predisposição a disfunção do TTP. A amostra de 200 pacientes selecionados foi dividida em: grupo teste com 100 pacientes submetidos à procedimentos cirúrgicos e de diagnóstico histopatológico de lesão degenerativa do tendão tibial posterior e grupo controle com 100 pacientes com tendão do tibial posterior intacto e sem sinais de degeneração. O DNA dos voluntários foi obtido a partir de células epiteliais da mucosa bucal, por extração com acetato de amônio. A identificação dos genótipos foi realizada por PCR e RFLP. A análise estatística dos resultados foi realizada pelos testes de Mann-Whitney U (idade), Exato de Fisher (IMC), Regressão logística múltipla, Análise por combinação, Chi-quadrado (frequências alélicas e genotípicas) e SNPstats (haplótipos), todos com nível de significância de 5%. Houve uma diferença significativa nas frequências alélicas e genotípicas entre os grupos teste e controle para os polimorfismos -77 da MMP-13, -519 e -1607 da MMP-1 e -799 da MMP-8. Análise de haplótipo indicou diferença significativa entre os dois grupos estudados. De acordo com nossos resultados o polimorfismo -77 da MMP-13 isoladamente e em haplótipo com polimorfismos -519 e -1607 da MMP-1 e -799 da MMP-8 está associado à tendinopatia no tendão do tibial posterior. Palavras-chave: MMPs, MMP-1, MMP-8, MMP-13, Metaloproteinases, Polimorfismos em MMPs, Tendinopatia do Tibial Posterior. / Abstract: Posterior tibial tendon (PTT) is particularly vulnerable and its insufficiency is recognized as the main cause of adult acquired flatfoot. Some patients have a predisposition without clinically recognized cause, suggesting that individual characteristics, including genetic factors, play an important role in tendinopathy. The matrix metalloproteinases (MMP) are enzymes responsible for degrading and remodeling the collagen, the main compomente tendons The objective of the present study is to investigate the association of -77 (rs2252070) matrix metalloproteinase-13 (MMP-13) polymorphism and its haplotypes with -1607 (rs1799750), -519 (rs1144393) MMP-1 and -799 (rs11225395) MMP-8 and risk of PTT dysfunction. The sample of 200 selected patients was divided into test group: 100 patients undergoing surgical procedures and pathological diagnosis of degenerative lesions of the posterior tibial tendon, and control group: 100 patients with posterior tibial tendon intact and no signs of degeneration. The DNA of the volunteers was obtained from oral mucosa epithelial cells, by extraction with ammonium acetate. PCR and RFLP were used for analysis of genotypes. Statistical analysis of results was performed by Man Whitney U test (age), Fisher's Exact (IMC), multiple logistic regression, analysis by combining and Chi-squared (allelic and genotype frequency) and SNPstats (haplotype), test with significance level of 5%. There was a significant difference in the presence of the different alleles and genotypes between the control group and test group for the -77 MMP-13,-519 and -1607 MMP-1, -799 MMP-8, polymorphism. Global haplotype analysis indicated a significant difference between both groups. According to our results, -77 MMP-13polymorphism isolated and its haplotypes with -519, -1607 MMP-1 and -799 MMP-8 are associated to tendinopathy in posterior tibial tendon. Keywords: MMPs, MMP-1, MMP-8, MMP-13, metalloproteinases, Polymorphisms in MMPs, Posterior Tibial Tendinopathy.

Made available in DSpace on 2015-05-22T12:36:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000468512-Texto+Completo-0.pdf: 640053 bytes, checksum: f4131c44544f4d4546887f47ed4c8c6a (MD5) Previous issue date: 2015 / Iron is essential in the neonatal brain for normal neurological development and for establishment of the concentration of iron in the adult brain, as iron absorption is greatest during the neonatal period. It is believed that iron overload contributes to the development of neurodegeneration, the exacerbation of the normal apoptosis rates, largely due to its participation in the Fenton reaction and production of reactive oxygen species. Previous studies in our laboratory have shown that treatment with iron in the neonatal period worsens the memory, as well as an increase in oxidative stress parameters and levels of apoptotic proteins. Recently, we have also demonstrated that this treatment reduces synaptophysin levels (a synaptic marker) in the rats hippocampus. Mitochondria are involved in this process because they are considered the main intracellular source of superoxide anion and the main target of attack by free radicals. They are highly dynamic organelles that bind (fusion) and divide (fission) in response to environmental stimuli, developmental status and energy needs of the cells. Mitochondria are widely distributed in all neurons, but mitochondria subpopulations are enriched pre-synaptically in nerve terminals and post-synaptically in dendrites. In addition, they have been implicated in the pathogenesis of a wide variety of neurodegenerative diseases where synapses are known to be the main target. Sulforaphane is a natural compound that has been studied since the 1980s and considered to possess antioxidant and anti-inflammatory properties. This study aims to investigate the effects of treatment with Sulforaphane in adulthood on memory deficits and changes in markers of mitochondrial function, DNML1 and OPA1, and synaptic marker synaptophysin induced by neonatal iron treatment. Male Wistar rats received, orally, vehicle or carbonyl iron (30mg / kg) from the 12th to the 14th postnatal day. In order to evaluate the effects of acute Sulforaphane treatment on memory, rats were trained in the object recognition task and received one single intraperitoneal injection of Vehicle or Sulforaphane (0. 5 or 5 mk/kg) immediately after training. To evaluate the effects of Sulforaphane chronic treatment on memory, rats received vehicle or Sulforaphane (0. 5 or 5 mg / kg) for 14 days every other day, and were trained in the object recognition task 24 h after the last injection. The memory analysis was performed using the recognition index, expressed as the ratio between the amount of time spent in exploring the new object on the total time spent exploring both objects. DNML1, OPA1, and synaptophysin levels in the hippocampus were quantified by Western blotting. The quantification of protein was performed by measuring the density of the individual bands, normalized by β-actin density. Data were analyzed by comparing the averages for analysis of variance (ANOVA), with p <0. 05 considered statistically significant. Our results showed that acute treatment with Sulforaphane (0. 5 mg / kg) did not improve memory but at a dose of 5 mg / kg it was able to restore the memory deficits induced by iron. Chronic treatment with Sulforaphane, at both doses, also recovers the memory in rats treated with iron in the neonatal period. Sulforaphane at the dose of 5 mg/kg also recovers DNM1L mitochondrial alteration and synaptophysin in the hippocampus, confirming a possible neuroprotective role for this compound. / O ferro é essencial no cérebro neonatal para o desenvolvimento neurológico normal e para o estabelecimento da concentração de ferro no cérebro adulto, já que a absorção de ferro é máxima durante o período neonatal. Acredita-se que a sobrecarga de ferro contribua para o desenvolvimento da neurodegeneração, na exacerbação das taxas normais de apoptose, em grande parte devido à sua participação na reação de Fenton e produção de espécies reativas de oxigênio. Estudos prévios em nosso laboratório demonstraram que o tratamento com ferro no período neonatal piora a memória, bem como aumento em parâmetros de estresse oxidativo e em níveis de proteínas apoptóticas. Recentemente, também demonstramos que esse tratamento reduz os níveis de sinaptofisina (um marcador sináptico) em hipocampo de ratos. As mitocôndrias estão envolvidas neste processo por serem consideradas a fonte intracelular principal do ânion superóxido bem como o alvo principal de ataque de radicais livres. São organelas altamente dinâmicas que se unem (fusão) e se dividem (fissão) em resposta a estímulos ambientais, status de desenvolvimento, e as necessidades energéticas das células. As mitocôndrias são amplamente distribuídas por todos os neurônios, porém subpopulações de mitocôndrias são enriquecidas pré-sinapticamente nos terminais nervosos e pós-sinapticamente nos dendritos. Além disso, estas têm sido implicadas na patogênese de uma ampla variedade de doenças neurodegenerativas, onde sinapses são conhecidas por serem o alvo principal. O Sulforafano é um composto natural que vem sendo estudado desde a década de 1980 e considerado por possuir propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias.O presente trabalho visa investigar os efeitos do tratamento com Sulforafano na idade adulta sobre os déficits de memória e sobre alterações em marcadores da função mitocondrial, DNML1 e OPA1, e marcador sináptico sinaptofisina, induzidos pelo tratamento neonatal com ferro. Os ratos Wistar machos receberam, por via oral, veículo ou ferro carbonila (30mg/kg) do 12º ao 14º dia pós-natal. Na idade adulta, para a avaliação dos efeitos do tratamento agudo com Sulforafano sobre a memória, os animais foram treinados na tarefa de reconhecimento de objeto e receberam uma única injeção, por via intraperitoneal, de veículo ou Sulfarafano (0,5 ou 5 mg/kg) imediatamente após o treino. Para a avaliação dos efeitos do tratamento crônico com Sulforafano sobre a memória, os animais foram tratados com veículo ou Sulfarafano (0,5 ou 5 mg/kg) durante 14 dias, em dias intercalados e treinados na tarefa de reconhecimento de objeto 24 horas após a última injeção. A análise de memória foi realizada através do índice de reconhecimento, expresso pela razão entre a quantidade de tempo gasto na exploração do objeto novo sobre o tempo total gasto explorando ambos os objetos. Os níveis protéicos de DNML1, OPA1 e sinaptofisina no hipocampo foram quantificados através de Western blotting. A quantificação das proteínas foi realizada através da medida das densidades das bandas individuais, normalizadas pela densidade de β-actina. Os dados foram analisados através das comparações entre as médias por análise de variância de uma via (ANOVA), sendo o p<0,05 considerado estatisticamente significativo. Nossos resultados mostraram que o tratamento agudo com Sulforafano (0,5 mg / kg) não melhora a memória mas na dose de 5 mg/kg foi capaz de restaurar a memória e no tratamento crônico com Sulforafano, ambas as doses recuperam a memória em ratos tratados com ferro no período neonatal. O Sulforafano na dose de 5 mg/kg também recupera os danos mitocondriais causados na DNM1L e sinaptofisina no hipocampo, corroborando com um possível papel neuroprotetor para esse composto.

Made available in DSpace on 2015-05-22T12:36:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000469018-Texto+Completo-0.pdf: 1309740 bytes, checksum: 2aed89fbf06476e1b1522282c9325099 (MD5) Previous issue date: 2015 / The ethanol exposure during early embryonic development can cause morphological and behavioral changes even when ingested in low doses. Growth retardation, microcephaly and mental retardation are some of the features observed in children with FAS (fetal alcohol syndrome) whose mothers ingested ethanol during pregnancy. The mechanisms by which ethanol affects embryonic development and cause such changes have not been fully elucidated. The increase in the extracellular adenosine levels after chronic and acute exposure to ethanol indicates that the purinergic system has an important role in this situation. Adenosine is a neuromodulator that acts through the activation of metabotropic receptors type P1 (A1, A2A, A2B and A3) and can act as an endogenous neuroprotector. In the extracellular space, adenosine can be produced by sequential hydrolysis of adenosine triphosphate (ATP) held by ectonucleotidases, a cascade of a family of enzymes located on the cell surface, which the key process to hydrolyze to adenosine is performed by ecto-5'-nucleotidase. The use of zebrafish in toxicology studies and development offers a number of advantages. Its size and breeding allow the maintenance of a large quantity of fish in a relatively small space. The production of a large number of eggs and the development occurs rapidly, and progresses through well-defined steps. Recent studies have employed the zebrafish as a model for fetal alcohol syndrome and demonstrated that embryonic exposure to ethanol results in phenotypes comparable to those observed in other vertebrate models. The objective of this study was to evaluate the role of adenosine metabolism in the morphological and locomotor parameters of zebrafish larvae exposed to ethanol. The results showed that in addition to morphological damage already known, there is a change in the enzymatic activity of ecto-5'-nucleotidase in larvae of seven days, in both treatments, acute and chronic, independent of gene expression form, which in time was not changed. Pre-treatment with AOPCP, an inhibitor of ecto-5'- nucleotidase, was unable to prevent the morphological damage in a relevant way, although statistically there was a slight prevention. Pre-treatment with dipyridamole, an adenosine transport blocker further worsened the effects caused by ethanol. Considering the changes that occur in extracellular levels of adenosine after exposure to ethanol and the involvement of the purinergic system in early stages of development, our results suggest that there is a combined action of the enzyme ecto-5'-nucleotidase and nucleoside transporters in this rising of extracellular adenosine levels, with emphasis on the inhibition of nucleoside transporters. Additionally, we can infer that there is a correlation between elevated levels of adenosine and morphological defects after exposure to ethanol. These results suggest that the purinergic system is a target for the toxic effects induced by ethanol in the early stages of development. / A exposição ao etanol durante as fases iniciais de desenvolvimento embrionário pode causar alterações morfológicas e comportamentais, mesmo quando ingerido em baixas doses. Retardo no crescimento, microcefalia e retardo mental são algumas das características observadas em crianças portadoras da SAF (síndrome alcoólica fetal), cujas mães ingeriram etanol durante a gestação. Os mecanismos pelos quais o etanol afeta o desenvolvimento embrionário e causa tais alterações ainda não foram completamente desvendados. O aumento extracelular da adenosina após exposições crônicas e agudas ao etanol indica que o sistema purinérgico tem um importante papel nesses mecanismos. A adenosina é um neuromodulador que atua através da ativação de receptores metabotrópicos do tipo P1 (A1, A2A, A2B e A3) e pode agir como um neuroprotetor endógeno. No espaço extracelular, a adenosina pode ser produzida pela hidrólise sequencial da adenosina trifosfato (ATP) realizada pela cascata das ectonucleotidases, uma família de enzimas localizada na superfície celular, sendo o processo chave – hidrólise da adenosina monofosfato (AMP) à adenosina – realizada pela ecto-5’- nucleotidase. A utilização do peixe-zebra em estudos toxicológicos e de desenvolvimento oferece uma série de vantagens. Seu tamanho e a forma de criação permitem a manutenção de uma grande quantidade de peixes em um espaço relativamente pequeno. O cruzamento resulta em um grande número de ovos e o desenvolvimento ocorre rapidamente, e progride através de etapas bem definidas. Estudos recentes têm empregado o peixe-zebra como modelo para a síndrome alcoólica fetal e demonstrado que a exposição embrionária ao etanol resulta em fenótipos comparáveis com aqueles observados em outros modelos vertebrados. O objetivo deste estudo foi avaliar o papel do metabolismo da adenosina nos parâmetros morfológicos e locomotores de larvas de peixe-zebra expostas ao etanol. Os resultados obtidos demonstraram que além dos danos morfológicos já conhecidos, há alteração na atividade enzimática da ecto- 5’-nucleotidase em larvas de 7 dias, em ambos os tratamentos, agudo e crônico, de uma forma independente da expressão gênica, que por sua vez, não foi alterada. O tratamento prévio com AOPCP, um inibidor da ecto-5’-nucleotidase, não foi capaz de prevenir os danos morfológicos de forma relevante, embora estatisticamente verificou-se uma leve prevenção. O pré-tratamento com dipiridamol, um bloqueador do transporte de adenosina, piorou ainda mais os efeitos causados pelo etanol. Considerando as mudanças que ocorrem nos níveis extracelulares de adenosina após exposições ao etanol e o envolvimento do sistema purinérgico em estágios iniciais do desenvolvimento, nossos resultados sugerem que existe uma ação combinada da enzima ecto-5’-nucleotidase e dos transportadores de nucleosídeos nesta elevação dos níveis extarcelulares de adenosina, com ênfase na inibição dos transportadores de nucleosídeos. Adicionalmente, podemos inferir que há uma correlação entre a elevação dos níveis de adenosina e os defeitos morfológicos característicos da exposição ao etanol. Tais resultados sugerem que o sistema purinérgico é um alvo para os efeitos tóxicos induzidos pelo etanol nas fases iniciais do desenvolvimento.

Made available in DSpace on 2015-05-22T12:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000468720-Texto+Completo-0.pdf: 6747791 bytes, checksum: dc8f03c538738774e24f74700ad72365 (MD5) Previous issue date: 2015 / New animal models for neurodegenerative diseases study are necessary for the knowledge of molecular mechanisms and behavioral patterns involved on the progression of dementias as Alzheimer’s Disease (AD) as well as for new therapies development. We characterized four neurodegenerative approaches including: (1) ß-amyloid(1-42) peptide injection, one of the hallmark proteins of patients with AD. In this model, we observed that intra-ventricular brain injection of ß-amyloid soluble oligomers in 24hpf embryos caused an increase in tau phosphorylation followed by cognitive deficits at 5dpf, both results being reversed by Lithium treatment, a tau kinase (GSK-3ß) inhibitor. (2) The inhibition of exon 8 splicing of Presenilin-1, protein responsible for the Amyloid Precursor Protein (APP) cleavage, was achieved using Morpholino oligonucleotides. This approach caused a dysfunction of Presenilin-1, characteristic of patients with the familiar form of AD, that disturbed cognitive behavior and caused morphological phenotype similar to the ones observed by modifications of Notch pathway. We also developed two transgenic animals, (3) one overexpressing through a heat-shock promoter the ß-amyloid protein. These animals when exposed to a temperature of 37ºC activate the heat-shock protein expression and as a consequence amyloid-ß protein, one of the hallmark proteins of AD. The second transgenic animal (4) we knocked-out the Appb gene using TALEN as a genetic manipulation technic. This model will provide a better understanding of Appb function during animal development and AD progression. Those four animal models include features suggesting that, when used separately or in combination, can hereafter elucidate those pathways interactions and clarify the cellular and molecular mechanism associated with cognitive deficits during Alzheimer’s disease progression. With these models we were able to characterize zebrafish as a potential animal model, not just for understanding the role of those proteins over neurodegenerative process, but also on their normal functions in the system. Besides that, zebrafish have been used for a few years in pharmacological tests, and the development of animal models for Alzheimer’s disease as ours, make this animal a robust model for development of new treatments for this and other diseases. / Novos modelos para o estudo de doenças neurodegenerativas são necessários para a caracterização dos mecanismos moleculares e comportamentais envolvidos na progressão de demências como a Doença de Alzheimer (DA), além de serem importantes para a identificação de novos alvos com potencial terapêutico. Aqui caracterizamos quatro abordagens neurodegenerativas incluindo: (1) A injeção do peptídeo ß-amilóide(1-42), uma dos principais peptídeos alterados em pacientes com DA. Neste modelo observamos que a injeção de oligômeros solúveis de ß-amilóide no ventrículo cerebral de embriões de 24hpf causou um aumento na fosforilação da proteína tau em resíduos de estágios iniciais da DA acompanhados por déficit cognitivo aos 5dpf, ambos revertidos pelo tratamento com Lítio, inibidor da enzima GSK-3ß que fosforila tau. (2) Realizamos também a inibição do splicing do éxon 8 da proteína Presenilina-1, membro do complexo gama-secretase que é responsável pela clivagem da Proteína Precursora do Amilóide (APP), através do bloqueio com oligonucleotídeos Morfolinos. Esta abordagem causou uma alteração na funcionalidade da Presenilina-1, característica de pacientes com a forma familiar da DA, comprometendo a cognição dos animais e ocasionando alterações morfológicas similares às causadas pela modificação da via Notch. Também realizamos a produção de dois animais transgênicos, o primeiro (3), superexpressando a proteína ß-amilóide através de um promotor heat-shock. Estes animais quando expostos a uma temperatura de 37ºC ativam a expressão das proteínas heat-shock e por consequência a expressão da proteína ß-amilóide, que como dito anteriormente é uma das principais alterações em pacientes com a DA.O segundo (4), inibindo a expressão da APP através da técnica de manipulação genética utilizando TALEN. Este ultimo modelo irá fornecer informações importantes sobre a participação desta proteína durante desenvolvimento e a progressão da DA. Estes quatro modelos abrangem características que sugerem que, quando usados separadamente ou em combinação, poderão contribuir tanto na elucidação de mecanismos celulares e moleculares associados a déficits cognitivos quanto nas interações destas vias com a DA. A possibilidade de desenvolver modelos complementares com abordagens diversas em um mesmo organismo confirma o potencial do zebrafish não só para o entendimento da participação destas proteínas no processo neurodegenerativo mas também em suas funções normais no sistema nervoso.