Este estudo teve por objetivos: a) caracterizar o influxo de leucócitos (LC) induzido pelo veneno de Bothrops moojeni (VBm); b) avaliar o papel dos mastócitos (MC) e da histamina neste evento; c) analisar a liberação de TXA2, PGD2, LTB4, MCP-1 e KC e d) avaliar a capacidade do VBm desgranular MC in vivo e in vitro. A injeção intraperitoneal de VBm, em camundongos, causou o recrutamento de LC e neutrofilia. O tratamento dos animais com cromoglicato aboliu o influxo de LC enquanto a difenidramina, ranitidina e a tioperamida, antagonistas da histamina, reduziram o influxo de neutrófilos. Ainda, o veneno induziu a liberação de PGD2, TXA2, LTB4, MCP-1 e de KC e causou a desgranulação de MC in vivo e a liberação de -hexosaminidase de MC in vitro. Em conclusão, o VBm induz influxo de LC para o local de sua injeção. Este efeito depende da histamina, via receptores H1, H2 e H4 e da desgranulação de MC, que decorre de ação direta do veneno nestas células. A neutrofilia e o TXA2, LTB4, MCP-1 e KC devem contribuir para o influxo de leucócitos causado pelo VBm. / In this study the effects of Bothrops moojeni venom (BmV) on the cellular component of inflammatory responses and the mechanisms involved in this effect were investigated. The effects of venom on peritoneal and circulating leukocyte numbers and on the release of inflammatory mediators, such as LTB4, TXA2, PGD2, MIP-1 and KC, were assessed. The role of both mast cells and histamine receptors in leukocyte recruitment induced by BmV was assessed by selected pharmacological treatments. BmV caused a marked infiltration of leukocytes (3-24 h) when injected into the peritoneal cavity of mice. Neutrophils (PMN) were the predominant cell type in the early stages of response whereas macrophages (MN) were accumulated from 3 up to 24 h. Moreover, BmV increased blood neutrophil numbers at 3 h after injection. The BmV-induced leukocyte influx was abrogated by cromoglicate and significantly reduced either by difenidramine or ranitidine or tioperamide, histamine H1, H2 and H4 receptor antagonists, respectively, at 6 h after injection. Significant increments in peritoneal levels of LTB4, TXA2, PGD2, MIP-1 and KC were detected at distinct periods of time after venom injection. In addition, BmV induced mast cell degranulation both in vivo and in vitro. In conclusion, obtained data demonstrated the ability of BmV induce leukocyte recruitment into the site of its injection. This effect is dependent on mast cell activation and degranulation, which may be due to a direct effect of venom on these cells, and is mediated at least in part by histamine via H1, H2 and H4 receptors. Moreover, the ability of venom to mobilize leukocytes from bone marrow reserve compartments and to release the chemotactic mediators TXA2, LTB4, MCP-1 and KC may be relevant for leukocyte infiltration.

A hemorragia gerada por metaloproteinases de venenos de serpentes é um fenômeno complexo que resulta na ruptura de capilares e extravasamento de sangue. O HF3 (fator hemorrágico 3) é uma metaloproteinase da classe P-IIIa, extremamente hemorrágica, isolada do veneno da serpente Bothrops jararaca. Análises de sua atividade proteolítica sobre proteínas isoladas mostraram que componentes do plasma e da matriz extracelular são hidrolisados pelo HF3. Estudos que utilizaram abordagens proteômicas para analisar os efeitos do HF3 na derme e plasma de camundongos evidenciaram novos alvos desta metaloproteinase, incluindo proteínas intracelulares, extracelulares e plasmáticas. Entretanto, os mecanismos envolvidos na alta atividade hemorrágica apresentada pelo HF3, principalmente no que se diz respeito ao papel da clivagem de proteínas plasmáticas no contexto da hemorragia, ainda não são conhecidos. Assim, o objetivo principal deste estudo foi analisar o degradoma do HF3 no plasma humano. Paralelamente, também realizamos a análise da atividade do HF3 sobre as proteínas do plasma da B. jararaca. Para tanto, abordagens para a depleção das proteínas mais abundantes e enriquecimento de proteínas pouco abundantes do plasma humano foram utilizadas visando minimizar o intervalo de concentração dinâmica de proteínas, e assim permitir a avaliação da atividade proteolítica do HF3 sobre um amplo espectro de proteínas, e possibilitar a detecção dos produtos de degradação por espectrometria de massas. Dessa forma, quatro amostras de plasma humano foram utilizadas neste estudo: plasma total, plasma depletado de albumina, plasma depletado das 20 proteínas mais abundantes e plasma enriquecido de proteínas pouco abundantes. A incubação das amostras de plasma humano com o HF3 foi realizada na proporção enzima:substrato 1:100 (p/p), por 2 h a 37°C. Decorrido o tempo de incubação, as frações peptídica e proteica foram analisadas. A identificação dos peptídeos presentes na fração peptídica do plasma, por espectrometria de massas, revelou os produtos oriundos da hidrólise de proteínas pelo HF3, e permitiu a análise dos pontos de clivagem. O efeito do HF3 sobre o plasma enriquecido de proteínas pouco abundantes também foi analisado por eletroforese em gel de SDS-poliacrilamida, seguida de digestão de proteínas in gel com tripsina, e identificação das proteínas presentes em bandas diferenciais, por espectrometria de massas. Considerando todas as abordagens utilizadas neste estudo, 62 proteínas plasmáticas foram identificadas como tendo sido clivadas pelo HF3. Algumas destas proteínas corroboram estudos anteriores e outras são consideradas como candidatas a substrato desta metaloproteinase. Dentre os novos alvos, destacam-se proteínas da cascata da coagulação sanguínea e do sistema complemento, além de inibidores de proteinases, sugerindo que esta metaloproteinase pode agir de maneira desregulada, não sendo inibida pelos inibidores plasmáticos, e causando o desequilíbrio da hemostasia. A atividade do HF3 sobre as proteínas do plasma da B. jararaca foi verificada pela sua incubação com o plasma total, resultando na geração de poucos peptídeos que, no entanto, não resultaram em identificação de substratos da metaloproteinase por espectrometria de massas. Em conjunto, nossos dados reforçam achados prévios sobre o repertório de substratos do HF3 no plasma humano, apontam novos substratos e fornecem pistas para a compreensão da atividade hemorrágica do HF3 / Hemorrhage induced by snake venom metalloproteinases is a complex phenomenon resulting in capillary disruption and blood extravasation. HF3 (hemorrhagic factor 3) is an extremely hemorrhagic, P-IIIa class metalloproteinase, isolated from the venom of Bothrops jararaca. The analysis of its proteolytic activity on isolated proteins showed that plasma and extracellular matrix proteins are hydrolyzed by HF3. Studies using proteomic approaches to analyze the effects of HF3 in the mouse skin and plasma showed new targets of this metalloproteinase, including intracellular, extracellular and plasma proteins. However, the mechanisms involved in the hemorrhagic process generated by HF3, particularly the role of the cleavage of plasma proteins in the context of the hemorrhage, remain not fully understood. Thus, the main objective of this study was to analyze the degradome of HF3 in human plasma. In parallel, we also carried out the analysis of the activity of HF3 on B. jararaca plasma. For this purpose, approaches for the depletion of the most abundant proteins and for the enrichment of low abundant proteins of the human plasma were used to minimize the dynamic range of protein concentration, in order to assess the proteolytic activity HF3 on a wide spectrum of proteins, and to detect the degradation products by mass spectrometry. Thus, four samples of human plasma were used in this study: whole plasma, albumin-depleted plasma, plasma depleted of the 20 most abundant proteins, and plasma enriched of low abundance proteins. Incubation of these samples with HF3 was carried out at a 1:100 (w/w) enzyme-to-substrate ratio, for 2 h, at 37°C. After the incubation time, the protein and peptide fractions were analyzed. The identification of peptides present in the plasma peptide fraction by mass spectrometry revealed the products from the hydrolysis of proteins by HF3 and allowed the analysis of the cleavage sites. The effect of HF3 on the sample of plasma enriched of low-abundance proteins was also analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis followed by in gel protein digestion with trypsin of differential bands and identification by mass spectrometry. Considering all the approaches used in this study, 62 plasma proteins were identified as cleaved by HF3. Some of these proteins corroborate previous studies and others are considered as substrate candidates of HF3. Among the new targets, there are proteins of the coagulation cascade and of the complement system, as well as plasma proteinase inhibitors, suggesting that this metalloproteinase escapes inhibition and may act in an unregulated fashion causing the imbalance of hemostasis. The activity of HF3 on B. jararaca plasma proteins was analyzed by its incubation with whole plasma, as described above, and resulted in the generation of a low number of peptides, which, however, did not result in the identification of any substrate by mass spectrometry. Taken together, our data confirm previous findings on the repertoire of substrates of HF3 in the human plasma and suggest new substrate candidates that may contribute to the understanding of the hemorrhagic effect of HF3.

Estudos prévios demonstraram que as atividades biológicas do veneno da serpente Bothrops jararaca sofrem significantes modificações ontogenéticas. Neste estudo é apresentada uma análise comparativa do proteoma, peptidoma e transcriptoma da glândula de veneno de filhotes e adultos de B. jararaca, correlacionando os resultados obtidos com algumas características funcionais dos venenos. Venenos de 694 filhotes de até duas semanas de idade e 110 adultos, provenientes do Estado de São Paulo foram extraídos e liofilizados para as análises proteômicas/peptidômicas e funcionais. O mRNA de glândulas de veneno de 20 filhotes e 10 adultos foi obtido para a contrução de bibliotecas de cDNA e a análise de Expressed Sequence Tag (ESTs). Demonstramos que a atividade hemorrágica é similar para os venenos de filhotes e adultos, enquanto que o veneno de adultos é discretamente mais letal para camundongos; entretanto, o veneno de filhotes mostrou-se extremamente mais letal para aves, uma característica que pode garantir proteção contra potenciais predadores nas fases iniciais de vida da espécie. A atividade coagulante do veneno de filhotes é cerca de 10 vezes mais alta que aquela verificada para o veneno de adultos e é atribuída sobretudo à atividade de metaloproteinases. Essas diferenças nas atividades funcionais se refletiram nos diferentes perfis verificados por eletroforese bidimensional e identificação de spots de proteínas por digestão tripsínica in-gel seguida de análise por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas em tandem, zimografia com gelatina, imunocoloração utilizando anticorpos específicos anti-proteinases, e glicoproteínas com afinidade pela concanavalina -A. A comparação dos venenos por derivatização com tags isóbaros (iTRAQ) e a análise das ESTs revelaram diferenças claras entre os níveis de toxinas presentes nos venenos e as metaloproteinases foram a classe de toxinas mais expressa, além de serem as toxinas cujos perfis estruturais apresentaram maior mudança, como ilustrado pelo quociente PIII/PI, que é maior nos venenos de filhotes. Dimorfismo sexual foi detectado em diversas classes de toxinas no veneno de adultos por análises proteômicas e transcriptômicas e, surpreendentemente, o fator de crescimento de nervo foi detectado apenas no veneno/glândula de veneno de machos. A análise glicoproteômica mostrou que N-glicosilações parecem ser as modificações pós-traducionais mais proeminentes nas toxinas de B. jararaca, e os perfis de N-glicosilação apresentaram-se distintos para as proteínas dos venenos de filhotes e adultos. Entretanto, a composição de N-glicanos não variou entre as amostras, indicando que diferenças na utilização de motivos de N-glicosilação poderiam explicar as diferenças nos níveis de glicosilação observados pelos diferentes perfis eletroforéticos dos venenos. A análise da fração peptídica dos venenos de filhotes e adultos por espectrometria de massas resultou num perfil similar de Peptídeos Potenciadores de Bradicinina (BPPs), que foram detectados em suas formas canônicas e também com novas seqüências, cujas estruturas primárias sugerem um processamento da proteína precursora em sítios até então não descritos. Acreditamos que este seja o estudo mais abrangente sobre a variabilidade do veneno de uma serpente já realizado e os resultados demonstram que há uma relação clara entre as alterações ontogenéticas na dieta e tamanho corporal e o proteoma/peptidoma do veneno desta espécie. / Previous studies have demonstrated that the biological activities displayed by the venom of the snake Bothrops jararaca undergo a significant ontogenetic shift. In this investigation, we performed comparative proteomic, peptidomic and transcriptomic analyses of venoms and venom glands from newborn and adult specimens of B. jararaca and correlated the results with the evaluation of functional venom features. Venoms from 694 two-week old newborns and 110 adults from São Paulo state were milked and lyophilized for functional and proteomic/peptidomic analyses. Additionally, mRNA was obtained from the venom glands of 20 newborns and 10 adults and used for the construction of cDNA libraries and Expressed Sequence Tag (ESTs). We demonstrate that newborn and adult venoms have similar hemorrhagic activities, while the adult venom has a slightly higher lethal activity upon mice; however, the newborn venom is extremely more potent to kill chicks, a feature that might ensure protection against potential predators in early stages of B. jararaca life. Interestingly, the coagulant activity of the newborn venom upon human plasma is ten times higher than that of the adult venom and is contributed mainly by metalloproteinases. Differences in functional activities were clearly reflected in the venom different profiles of two-dimensional gel electrophoresis (2D-PAGE) and protein spot identification by in-gel trypsin digestion followed by liquid chromatography and tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), gelatin zimography, immunostaining using specific anti-proteinase antibodies, and concanavalin A-binding proteins. The venom comparison by isobaric tag peptide labeling (iTRAQ) and ESTs analysis revealed clear differences in toxin levels. The metalloproteinases were detected as the toxin class most expressed in the venoms in addition to being the toxins whose structural profile most changed, as illustrated by the ratio P-III/P-I class being higher in newborn venoms. Sexual dimorphism has been detected in various adult venom toxin classes by proteomic and transcriptomic analyses and, interestingly, the nerve growth factor was detected only in the male venom gland/venom. The glycoproteomic analysis showed that N-glycosylation seems to be the most prominent post-translational modification in B. jararaca toxins and the N-glycosylation profiles differed for newborn and adult venom toxins. Nevertheless, the N-glycan composition between the samples did not vary indicating that differences in the utilization of the N-glycosylation motif could be the explanation for the differences in the glycosylation levels indicated by the differential electrophoretic profiles of venom proteins. The analysis of the peptide fraction of newborn and adult venoms by mass spectrometry revealed a similar profile of Bradykinin Potentiating peptides (BPPs), however these were detected in the venoms showing their canonical sequences and also novel sequences corresponding to BPPs processed from their precursor protein at sites so far not described. To the best of our knowledge, this is the most comprehensive study on a snake venom variation and the results clearly demonstrate a relationship between the ontogenetic shift in diet and animal size, and the venom proteome/peptidome in B. jararaca species

Bothrops jararaca é uma das principais serpentes responsáveis por acidentes ofídicos em São Paulo. O efeito do envenenamento pode ser local ou sistêmico, os quais são mediados por uma variedade de componentes do veneno. Considerando que, em animais vertebrados, o fígado desempenha atividades metabólicas essenciais, além de ser o principal órgão responsável pela síntese de proteínas do plasma, a obtenção do transcriptoma deste é de extrema importância para o estudo destas proteínas. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o perfil de expressão de RNA no fígado de B. jararaca. Para isto foram obtidas 1700 sequências nucleotídicas denominadas Expressed Sequences Tags (ESTs). As sequências de nucleotídeos foram reunidas em 260 contigs, que foram submetidos ao banco de dados NCBI GenBank usando os algorítimos Blastx e Blastn. dos transcritos tiveram hit com banco de dados NR enquanto 30,5% das ESTs não tiveram homologia. De acordo com a análise do Gene Ontology (GO), os transcritos foram designados para processo biológico, componente celular e função molecular. A maioria dos transcritos foram agrupados em processo biológico, distribuídos em processo metabólico, processo celular e regulação biológica. No entanto, as atividades de ligação proteica, catalítica e de atividade regulatória enzimática foram as principais categorias relacionadas à função molecular. A análise do componente celular apresentou maior número de transcritos envolvidos com a parte celular, região extracelular e restrito a membrana de organela. O maior grupo de transcritos foi relacionado a inibidores de metaloproteases, inibidores de serinoproteases e inibidores de PLA2. Estudos de expressão gênica de alguns alvos selecionados na biblioteca de cDNA de B. jararaca foram realizados para comparação da expressão entre serpentes jovens e adultas. Esses resultados fornecem dados que poderão auxiliar nos estudos filogenéticos entre as diferentes espécies de serpentes e investigar a diferença no padrão da expressão gênica, fornecendo dados importantes sobre a biologia desses animais, contribuindo assim para a elucidação da fisiologia desses animais. Além disso, será útil na identificação de moléculas que possam ser candidatas a alvos terapêuticos. / Bothrops jararaca is the main responsible for snake bites in São Paulo. There are both local and systemic envenomation effects, which are mediated by a variety of venom components. Considering that in vertebrate animals the liver is an important organ responsible for synthesis of plasma proteins, it would be valuable to get transcriptomic information about it. Thus, the aim of this work was to analyze expression profile at RNA level in B. jararaca liver. For this purpose, we sequenced 1700 Expressed Sequence Tags (ESTs) from a cDNA library of B. jararaca liver. Nucleotide sequences were assembled into 260 contigs, which were submitted to the GenBank NCBI database using BLASTX and BLASTN algorithms. Transcripts showed 43% hits with NR database while 30.5% of ESTs had no homology. According to Gene ontology (GO) analysis, transcripts were assigned for biological process, cellular component and molecular function. Majority of transcripts were classified in biological process category distributed in metabolic process, cellular processes and biological regulation, whereas binding and catalytic activities were the main category in molecular function. Cellular component analysis identified transcripts related to cell part, extracellular region and membrane-bounded organelle. The major group of transcripts was related to metalloproteinase inhibitors, followed by serine proteinase inhibitors and phospholipase A2 inhibitors. Studies of gene expression of some selected targets in the cDNA library of B. jararaca, by real time PCR were performed to compare expression in juvenile and adult snake specimens. Our results will help in studies of phylogenetic relationships between different snake species, and investigate differences in gene expression pattern. In addition, our findings are also helpful in the identification of active compounds for development of improved therapeutics for snake bites.

O envenenamento ofídico é considerado uma condição tropical negligenciada pela OMS, e no Brasil, o gênero Bothrops está envolvido na maioria dos casos. Primeiramente, estudamos a atividade hidrolítica do veneno de B. jararaca sobre peptídeos biologicamente ativos que podem estar relacionadas com o envenenamento. A hidrólise dos peptídeos que foram substratos para as serinopeptidases não foi eficientemente bloqueada pelo soro antibotrópico produzido pelo Instituto Butantan e, portanto, as causas dessas falhas foram investigadas. Para isso, purificamos quatro serinopeptidases não bloqueadas pelo soro e, por estudos imunoquímicos, observamos que apesar deste não bloquear as atividades destas enzimas, o mesmo é capaz de reconhecê-las. Portanto, decidimos obter soros experimentais contra estas moléculas utilizando camundongos, a fim de compará-los com o soro comercial. Os soros experimentais contra as serinopeptidases mostraram capacidade de reconhecimento e alta afinidade contra elas, e mais importante, capacidade de neutralizar suas atividades in vitro. / Snakebite is considered a neglected tropical condition by WHO, and in Brazil, the Bothrops genus is involved in most of the cases. Initially, we have studied the B. jararaca venom activity over bioactive peptides which could be related with the envenomation. The hydrolysis of the peptides substrate for serinepeptidases were not efficiently blocked by the Butantan Institute bothropic antivenom, therefore, the causes of this flaw were investigated. Thereafter, we purified four serinepeptidases not blocked by the antivenom and, by immunochemistry analysis, we observed that although it could not neutralize the activity, it could well recognize these proteins. Thus, we decided to obtain experimental sera against these serinepeptidases in mice, in order to compare it with the commercial antivenom. The experimental sera against these enzymes demonstrated recognition capability and high affinity, and most important, the ability to neutralize their activity in vitro.

Toxinas classificadas como serinoproteases, metaloproteases e fosfolipases A2, isoladas de venenos botrópicos, podem induzir reações inflamatórias que contribuem na gravidade dos sintomas locais observados nestes envenenamentos. Entretanto, a contribuição efetiva de cada uma destas toxinas no efeito inflamatório induzido pelo veneno não é bem compreendida. Neste estudo, o veneno de Bothrops jararaca (VBj) foi tratado com Fluoreto de fenil-metil-sulfonila (PMSF), 1,10- fenantrolina (OF) ou Brometo de p-bromafenacila (p-BPB) para inibição destas enzimas. Observou-se parâmetros de leucócitos em rolling, aderidos e migrados na interação leucócito-endotélio, após a injeção de 1g dos veneno tratados no subcutâneo da bolsa escrotal de camundongos. Os resultados foram comparados aos obtidos com o veneno bruto, sem tratamento. Os animais injetados com VBj bruto apresentaram um aumento marcante de adesão celular em todos os tempos estudados, sendo o pico dessa interação entre a 2ª e 4ª hora após a injeção. Os grupos injetados com VBj também apresentaram o maior número de células migradas na 4ª h, permanecendo esse número alto na 24ª hora e diminuindo significativamente na 48ªh após a injeção do VBj. Baseando-se nesta cinética, todos os outros estudos foram verificados na 2ª e 24ª hora. Os resultados mostraram que o tratamento do VBj com OF resultou diferenças significantes nas alterações da interação leucócito-endotélio. Nos venenos tratados para inibição de serinoproteases e FLA2 verificou-se que o tratamento não resultou em diferenças nos parâmetros de interação leucócito-endotélio, quando comparados ao grupo injetado com o veneno bruto, nos dois tempos estudados. Tratamentos farmacológicos indicam que os eicosanóides originados da via da ciclooxigenase, TNF- e NO participam da mediação da interação leucócito endotélio induzidos pelo VBj. Mas aparentemente não os eicosanóides originados pela via das lipoxigenase, histamina ou serotonina,. O efeito do soro antibotrópico (SAB) na interação leucócito-endotélio induzido por VBj também foi avaliado. O SAB induziu, per se, uma interação leucócito-endotélio semelhante ao observado em animais injetados com VBj, efeito este aparentemente devido ao fenol utilizado como conservante no antiveneno. Utilizando-se um soro antibotrópico sem fenol, estas reações não foram observadas e verificou-se que o soro sem fenol evita as alterações na interação leucócito-endotélio induzidas pelo VBj. Em conclusão, conjuntamente nossos dados indicam que: 1) as metaloproteases tem maior importância, e que as fosfolipases e serinoproteases tem um papel secundário nas alterações na interação leucócito-endotélio induzida pelo VBj; 2) que os eicosanóides são os principais mediadores nestes parâmetros inflamatórios e 3) que o SAB possui anticorpos contra as toxinas do veneno que induzem alterações na interação, mas o fenol presente no soro é responsável pelas reações pró-inflamatórios indesejadas. Finalmente, os resultados sugerem que a associação de antiinflamatórios à soroterapia para o tratamento das reações inflamatórias locais induzidas pelo VBj deve ser considerada e estudada mais aprofundadamente. / Toxins classified as serineproteases, metalloproteases or phospholipases A2, isolated from venoms of Bothrops snakes can induce inflammatory reactions that contribute to the severity of local symptoms observed in envenomation. Nevertheless, the real contribution of each one of these classes of toxins to the inflammatory effect of whole venom is poorly understood. In this study, Bothrops jararaca venom (BjV) was treated with phenyl-methyl-sulfonyl-fluoride (PMSF), 1,10-phenantroline (sPhe) or p-bromophenacyl bromide (pBPB), to inhibit those classes of enzymes. Inflammatory parameters of leukocyte-endothelial interaction (LEI), namely leukocytes rolling, adhesion or migration, observed after injecting of 1mg of treated venoms into the subcutaneous tissue of the scrotal bag of mice, were evaluated and compared to those observed after the injection of non-treated venom. Animals injected with BjV presented an a marked expressive increase in cellular adhesion in all periods of time studied, but peaking between 2 and 4h after BjV injection. The venom-injected groups also presented the highest number of migrated cells hour 4, wich remained up to hour 24, and decreasing significantly 48h after the BjV injection. Based on this kinetics, all other studied were performed evaluating LEI parameters on 2nd and 24th hour after venom injection. Results showed that sPhe -treated venom presented significant differences in LEI. LEI parameters induced by pBPB- and PMSF-treated venom were similar to those observed with non-treated venom. Pharmacological treatments indicate that eicosanoids from the cyclooxygenase pathway, TNF- and NO participate on the mediation of the alterations of leukocyte-endothelium interaction induced by venom. Eicosanoids from the lipoxygenase pathway, histamine and serotonin apparently do not mediate these alterations. The effect of the Bothrops antivenom in blocking the disturbances of leukocyte-endothelial interaction induced by BjV was also evaluated. Surprisingly, the antivenom per se induced alterations in LEI similar to those induced by the venom. Conversely, a phenol-free antivenom did not induce LEI alterations and avoid those induced by the BjV. In conclusion, our findings indicated that: 1) the major importance of metalloproteases, and a secondary role for phospholipases and serineproteases in alterations of leukocyte-endothelial interactions induced by Bothrops jararaca venom; 2) eicosanoids are the main mediators of these alterations; 3) the Bothrops antivenom has antibodies against toxins that induce LEI alteration, but the phenol used in antivenom as a preservative can cause some undesired pro-inflammatory reactions. Finally, present results indicate that the use of anti-inflammatory drugs associated with serum therapy for the treatment of local inflammatory reactions induced by Bothrops snake venoms should be considered and further studied.

Toxinas classificadas como serinoproteases, metaloproteases e fosfolipases A2, isoladas de venenos botrópicos, podem induzir reações inflamatórias que contribuem na gravidade dos sintomas locais observados nestes envenenamentos. Entretanto, a contribuição efetiva de cada uma destas toxinas no efeito inflamatório induzido pelo veneno não é bem compreendida. Neste estudo, o veneno de Bothrops jararaca (VBj) foi tratado com Fluoreto de fenil-metil-sulfonila (PMSF), 1,10- fenantrolina (OF) ou Brometo de p-bromafenacila (p-BPB) para inibição destas enzimas. Observou-se parâmetros de leucócitos em rolling, aderidos e migrados na interação leucócito-endotélio, após a injeção de 1g dos veneno tratados no subcutâneo da bolsa escrotal de camundongos. Os resultados foram comparados aos obtidos com o veneno bruto, sem tratamento. Os animais injetados com VBj bruto apresentaram um aumento marcante de adesão celular em todos os tempos estudados, sendo o pico dessa interação entre a 2ª e 4ª hora após a injeção. Os grupos injetados com VBj também apresentaram o maior número de células migradas na 4ª h, permanecendo esse número alto na 24ª hora e diminuindo significativamente na 48ªh após a injeção do VBj. Baseando-se nesta cinética, todos os outros estudos foram verificados na 2ª e 24ª hora. Os resultados mostraram que o tratamento do VBj com OF resultou diferenças significantes nas alterações da interação leucócito-endotélio. Nos venenos tratados para inibição de serinoproteases e FLA2 verificou-se que o tratamento não resultou em diferenças nos parâmetros de interação leucócito-endotélio, quando comparados ao grupo injetado com o veneno bruto, nos dois tempos estudados. Tratamentos farmacológicos indicam que os eicosanóides originados da via da ciclooxigenase, TNF- e NO participam da mediação da interação leucócito endotélio induzidos pelo VBj. Mas aparentemente não os eicosanóides originados pela via das lipoxigenase, histamina ou serotonina,. O efeito do soro antibotrópico (SAB) na interação leucócito-endotélio induzido por VBj também foi avaliado. O SAB induziu, per se, uma interação leucócito-endotélio semelhante ao observado em animais injetados com VBj, efeito este aparentemente devido ao fenol utilizado como conservante no antiveneno. Utilizando-se um soro antibotrópico sem fenol, estas reações não foram observadas e verificou-se que o soro sem fenol evita as alterações na interação leucócito-endotélio induzidas pelo VBj. Em conclusão, conjuntamente nossos dados indicam que: 1) as metaloproteases tem maior importância, e que as fosfolipases e serinoproteases tem um papel secundário nas alterações na interação leucócito-endotélio induzida pelo VBj; 2) que os eicosanóides são os principais mediadores nestes parâmetros inflamatórios e 3) que o SAB possui anticorpos contra as toxinas do veneno que induzem alterações na interação, mas o fenol presente no soro é responsável pelas reações pró-inflamatórios indesejadas. Finalmente, os resultados sugerem que a associação de antiinflamatórios à soroterapia para o tratamento das reações inflamatórias locais induzidas pelo VBj deve ser considerada e estudada mais aprofundadamente. / Toxins classified as serineproteases, metalloproteases or phospholipases A2, isolated from venoms of Bothrops snakes can induce inflammatory reactions that contribute to the severity of local symptoms observed in envenomation. Nevertheless, the real contribution of each one of these classes of toxins to the inflammatory effect of whole venom is poorly understood. In this study, Bothrops jararaca venom (BjV) was treated with phenyl-methyl-sulfonyl-fluoride (PMSF), 1,10-phenantroline (sPhe) or p-bromophenacyl bromide (pBPB), to inhibit those classes of enzymes. Inflammatory parameters of leukocyte-endothelial interaction (LEI), namely leukocytes rolling, adhesion or migration, observed after injecting of 1mg of treated venoms into the subcutaneous tissue of the scrotal bag of mice, were evaluated and compared to those observed after the injection of non-treated venom. Animals injected with BjV presented an a marked expressive increase in cellular adhesion in all periods of time studied, but peaking between 2 and 4h after BjV injection. The venom-injected groups also presented the highest number of migrated cells hour 4, wich remained up to hour 24, and decreasing significantly 48h after the BjV injection. Based on this kinetics, all other studied were performed evaluating LEI parameters on 2nd and 24th hour after venom injection. Results showed that sPhe -treated venom presented significant differences in LEI. LEI parameters induced by pBPB- and PMSF-treated venom were similar to those observed with non-treated venom. Pharmacological treatments indicate that eicosanoids from the cyclooxygenase pathway, TNF- and NO participate on the mediation of the alterations of leukocyte-endothelium interaction induced by venom. Eicosanoids from the lipoxygenase pathway, histamine and serotonin apparently do not mediate these alterations. The effect of the Bothrops antivenom in blocking the disturbances of leukocyte-endothelial interaction induced by BjV was also evaluated. Surprisingly, the antivenom per se induced alterations in LEI similar to those induced by the venom. Conversely, a phenol-free antivenom did not induce LEI alterations and avoid those induced by the BjV. In conclusion, our findings indicated that: 1) the major importance of metalloproteases, and a secondary role for phospholipases and serineproteases in alterations of leukocyte-endothelial interactions induced by Bothrops jararaca venom; 2) eicosanoids are the main mediators of these alterations; 3) the Bothrops antivenom has antibodies against toxins that induce LEI alteration, but the phenol used in antivenom as a preservative can cause some undesired pro-inflammatory reactions. Finally, present results indicate that the use of anti-inflammatory drugs associated with serum therapy for the treatment of local inflammatory reactions induced by Bothrops snake venoms should be considered and further studied.

A presença de inibidores no plasma e soro de animais resistentes ao veneno de serpentes, assim como no plasma ou soro de serpentes imunes a seu próprio veneno, é amplamente conhecida. Um grupo destes inibidores são os inibidores de metaloproteases do veneno de serpente (SVMPs), eles têm sido caracterizados do ponto de vista físico químico, porém a falta de informações estruturais e termodinâmicas acerca da sua inibição sobre as SVMPs, tem permanecido como um grande obstáculo para sua aplicação terapêutica ou desenvolvimento como ferramentas moleculares. Por tanto, isolamos um novo inibidor de metaloproteases a partir do soro de C. d. terrificus, por nós denominado crotaini, e realizamos a caracterização cinética de sua interação com a bothropasina, uma das principais metaloproteases do veneno de B. jararaca, e da mesma forma, caracterizamos cineticamente a interação desta metaloprotease com dos inibidores já conhecidos, DM40 e DM43, isolados do soro de D. marsupialis. Determinando as constantes cinéticas mediante cinética enzimática e ressonância plasmônica de superfície (SPR) no Biacore T200. Os valores obtidos permitiram estabelecer que a interação entre o crotaini e a bothropasina, é de alta afinidade, além de evidenciar a sua ligação de forma equimolar e estável. Assim mesmo, o crotaini apresentou uma constante de inibição menor às constantes determinadas para o DM40 e DM43. Adicionalmente, estudos de interação após tratamento quelante da enzima permitem prever que existem diferenças respeito aos domínios estruturais envolvidos na interação do crotaini com a bothropasina, em comparação aos inibidores DM40 e DM43. / The presence of inhibitors in plasma or serum from snake venom - resistant animals is well known. These inhibitors are also present in plasma and serum of snakes that are immune to their own venom. A group of these molecules are snake venom metalloprotease inhibitors (SVMPIs). Although the physicochemical properties of these inhibitors are well established, the lack of structural and thermodynamic information has been a bottleneck for their therapeutic use and development as molecular tools. In this work a new metalloprotease inhibitor was isolated from C. d. terrificus, and named crotaini. The kinetic interaction of crotaini with bothropasin, one of the main metalloproteases from the B. jararaca venom, was investigated. Similarly, the kinetic interactions of crotaini with the inhibitors DM40 and DM43, isolated from D. marsupialis serum, were also studied. The kinetic constants were determined by enzymatic kinetics and surface plasmonic resonance (SPR) in a Biacore T200. The obtained values enabled us to demonstrate the high affinity of the inhibitors toward the metalloprotease, achieved through an equimolar and stable complex formation. In addition, studies of interactions of the metaloprotease bothropasin with its inhibitors in the presence of chelant agents revealed differences between that established with crotaini as compared with those made with DM40 and DM43.

Em 1987 o Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde iniciou o uso do Veneno Botrópico de Referência Nacional (VBRN), que é a primeira extração das serpentes B. jararaca recém-chegadas da natureza. Em 10 anos notou-se uma queda de 67,65% na recepção de serpentes ao Instituto Butantan (IB), e na distribuição geográfica, resultando em uma maior heterogeneidade na composição do VBRN. Assim, comparamos os venenos das serpentes nascidas em cativeiro (VP) do Laboratório de Herpetologia do IB com o VBRN, para verificar a possibilidade de incorporar o VP na preparação dos lotes do VBRN. O VP mostrou-se estatisticamente semelhante ao VBRN nos testes de dosagem de proteínas, SDS-PAGE, 2DE, cromatografia, atividade fosfolipásica, ELISA, Western blotting, dose mínima coagulante (plasma) e hemorrágica, enquanto para as atividades de L-aminoácido oxidase, caseinolítica, zimografia e dose mínima coagulante (fibrinogênio) o VP mostrou-se diferente do VBRN. Para as doses letais e efetiva dos venenos o pool do VP com VBRN foi mais eficaz do que os VP e o VBRN sozinhos. / In 1987, The National Institute of Quality Control in Health in Brazil (INCQS) established the Brazilian Reference Bothrops Venoms (BRBV), which should be composed of the first extractions of newcomers wild snakes. In 10 years there has been a decrease of 67.65% in the reception snakes to Butantan Institute (IB), and geographic distribution, resulting in a higher heterogeneity in BRBV composition. So, we compared the venom samples of snakes born in captivity (SVP) of IB Herpetology Laboratory with BRBV to check the possibility of incorporating the SVP in the preparation of batches of BRBV. SVP was statistically similar to BRBV the proteins dosage, SDS-PAGE, 2DE, chromatography, phospholipase, ELISA, Western blotting, minimum coagulant dose (plasma) and hemorrhage dose, while for L-amino acid oxidase activity, caseinolytic, zymography and minimum coagulant dose (fibrinogen) SVP was shown to be different from BRBV. For effective and lethal doses of pool with SVP and BRBV it was more effective than SVP and BRBV alone.

Na região nordeste é registrado o maior índice de letalidade por acidentes ofídicos do Brasil. As serpentes Bothrops erythromelas (Be) são as responsáveis pela maioria dos acidentes na região, e o veneno dessa serpente não integra o pool de antígenos utilizado pata a obtenção do soro antibotrópico (SAB). Nesse estudo avaliou-se a potência do SAB na neutralização de algumas atividades do veneno (V) de Be. Os resultados mostraram que o SAB neutraliza as atividades do VBe, mas, exceto para a atividade coagulante e letalidade, a potência do SAB foi significativamente menor, quando comparado à neutralização das mesmas atividades do veneno de B. jararaca. A utilização de um soro obtido após a inclusão do VBe ao pool de antígenos não melhorou significativamente a potência do SAB. O SAB neutralizou também o edema inflamatório induzido pelo VBe, mas a associação do SAB à dexametasona inibiu o edema quando aplicado até 45 min após o envenenamento. Nesse tempo, SAB ou dexametasona aplicados isoladamente não foram efetivos em diminuir esse edema. / In the northeast region is registered the higher lethality index by snakebites in Brazil. Bothrops erythromelas (Be) snakes are responsible for the larger number of snakebites in that region, and the venom of these snakes do not integrate the pool of antigens used to obtaining the Bothrops antivenom (BAV). In the present study, the potency of this serum in neutralizing some activities of Be venom (V) was evaluated. Results showed that BAV neutralizes BeV activities, but, except for coagulant activity and for lethality, the potency of the BAV was significantly lower, when compared to the neutralization of the same parameters of the Bothrops jararaca venom. The use of antivenom obtained after inclusion of BeV to the pool of antigens did not ameliorate the BAV potency. The BAV also neutralizes the inflammatory edema induced by BeV, but the association of BAV and dexamethasone decreased the edema when applied up to 45 min after the venom. At this time, antivenom or dexamethasone administered alone were ineffective in inhibiting this edema.