Envenenamentos por serpentes do gênero Bothrops provocam reações sistêmicas e locais como coagulopatias, hemorragias, reação inflamatória, dor e mionecrose. Proteínas secretadas ricas em cisteínas (CRISPs) estão presentes nas peçonhas de serpentes e estão amplamente distribuídas entre mamíferos, répteis e anfíbios. Estão envolvidas em algumas reações biológicas, porém muitas funções ainda são desconhecidas. O presente trabalho objetivou o isolamento, a caracterização bioquímica/estrutural, enzimática e funcional, a avaliação do potencial inflamatório e avaliação da atividade sobre o sistema complemento de uma CRISP isolada da peçonha de Bothrops jararaca. A CRISP denominada BJ-CRP, foi isolada da peçonha de Bothrops jararaca através da combinação de três etapas cromatográficas: exclusão molecular em Sephacryl S-200, cromatografia de troca aniônica em coluna Source 15Q e cromatografia de fase reversa em coluna C18. O grau de homogeneidade foi determinado e confirmado por eletroforese SDS-PAGE, que mostrou uma banda única de 25,19 kDa, e por MALDI-TOF/TOF que apresentou a massa molecular de 24,6 kDa. A sequência N-terminal e a análise dos peptídeos trípticos por MALDI TOF/TOF demonstrou a presença de 100 resíduos de aminoácidos, os quais apresentaram até 96% de similaridade com sequências de outras CRISPs já descritas, porém de outros gêneros e espécies de serpentes, pois ainda não há CRISPs isoladas do gênero Bothrops. A BJ-CRP não possui atividade proteolítica sobre a azocaseína, o fibrinogênio e a fibrina. Também não apresentou atividade coagulante e hemorrágica, e não demonstrou atividade quando testada na concentração de 1?M em 13 diferentes canais para potássio dependentes de voltagem. Por outro lado, esta toxina foi capaz de induzir um processo inflamatório agudo (tempos de 1 e 4 horas), observado pelo recrutamento de neutrófilos e aumento da citocina pró-inflamatória IL-6 na cavidade peritoneal de camundongos. Ensaios realizados com a BJ-CRP e a peçonha de Bothrops jararaca mostraram modulação na atividade hemolítica promovida pela via clássica do sistema complemento. A BJ-CRP também promoveu ação direta sobre alguns componentes isolados do sistema complemento, como C3 e C4, conforme avaliado por SDS-PAGE e Western blot. O presente trabalho descreve a purificação da BJ-CRP, a primeira CRISP isolada da peçonha da serpente do gênero Bothrops. Os resultados obtidos são promissores e abrem perspectivas para o melhor entendimento desta classe de proteínas, e para a compreensão do mecanismo de ação desta classe de toxinas na resposta inflamatória induzida pelo envenenamento botrópico. / Envenomation by snakes from Bothrops genus is characterized by systemic and local effects such as coagulopathies, bleeding disorders, inflammation, pain and myonecrosis.The cysteine rich secretory proteins (CRISPs) are present in snake venoms and are widely distributed mammals, reptiles and amphibians. They are involved in certain biological activities, however many of their functions are still unknown. The aim of the present study was to isolate a CRISP from Bothrops jararaca and to biochemically/functionally characterize it by evaluating its involvement on inflammatory responses and on the complement system. The CRISP named BJ-CRP was isolated from Bothrops jararaca crude venom through the combination of three chromatographic steps: molecular exclusion on Sephacryl S-200 column, anion exchange chromatography on Source 15Q and reverse phase chromatography using C18 column. A high purity degree was obtained as confirmed by SDSPAGE, showing a single band of 25.19 kDa, and by MALDI-TOF/MS showing a molecular mass of 24.6 kDa. The N-terminal sequence and analysis of tryptic peptides by MALDI TOF/ MS resulted in the determination of 100 amino acid residues, which had up to 96% similarity to sequences from other snake venom CRISPs that were previously described, but from other genus and snake species. The BJ-CRP did not have proteolytic activity on azocasein, fibrinogen or fibrin. It did not show coagulant or hemorrhagic activity, and also did not show activity on 13 different voltage dependent potassium channels when tested at a concentration of 1?M. Moreover, this toxin was able to induce an acute inflammatory response (1 and 4 hours after injection), observed by the recruitment of neutrophils and increase of interleukin-6 into the peritoneal cavity of mice. BJ-CRP and B. jararaca crude venom were capable of modulating the hemolytic activity promoted by the classical pathway of the complement system, and BJ-CRP also showed direct action on some complement system components, such as C3 and C4 as evaluated by SDS-PAGE and Western blot. The present work describes the purification of BJ-CRP, the first CRISP isolated from a Bothrops snake venom. The results obtained showed to be promising and open up prospects in order to better understand the involvement of this class of toxins in the inflammatory response induced by Bothrops envenomation.

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.

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.

Os venenos do gênero Bothrops induzem efeitos locais caracterizados por hemorragia, necrose, edema e dor intensa. Apesar da importância clínica do fenômeno de dor, os estudos sobre os mecanismos envolvidos na gênese deste fenômeno são ainda escassos. Além disso, não existem dados sobre a capacidade do antiveneno em neutralizar este fenômeno. Neste trabalho foi investigada, a capacidade dos venenos de Bothrops jararaca, Bothrops asper e da miotoxina III (Fosfolipase A2, variante Asp 49), uma toxina isolada do veneno de Bothrops asper, em induzir hiperalgesia em ratos, a mediação química deste fenômeno e a capacidade dos antivenenos em neutralizar esta ação dos venenos. A possível correlação entre a hiperalgesia e a resposta edematogênica causada pelos venenos ou miotoxina foi também avaliada. O limiar de dor foi determinado antes e em diferentes tempos após a administração dos venenos ou toxina, empregando o teste de pressão de pata de rato. Para o estudo da resposta edematogênica, o aumento do volume das patas posteriores foi determinado por pletismografia. Os venenos e a toxina, administrados por via intraplantar, nas doses de 5µg (VBj), 15µg (VBa) ou 10µg (MIII), induziram hiperalgesia e edema, com respostas máxima na 1a (VBj, MIII) ou 2a (VBa) hora, não sendo mais detectadas na 24a hora. Para o estudo da neutralização, foram utilizados o antiveneno botrópico produzido no Instituto Butantan e o antiveneno polivalente produzido no Instituto Clodomiro Picado da Costa Rica, administrados por via endovenosa, 15 min. ou imediatamente antes ou 15 min. após a injeção dos venenos. O AVIB, quando injetado 15 min. antes do VBj, foi capaz de reverter a hiperalgesia induzida pelo veneno. Em relação ao edema, esta inibição foi observada quando o antiveneno foi administrado 15 min. ou imediatamente antes do VBj. Por outro lado, o AVCP não interferiu com a dor e o edema acarretados pelo VBa. Quando o VBj e o VBa foram incubados, in vitro, por 30 min., a 370C com os AV correspondentes, a hiperalgesia e o edema foram abolidos. Estes resultados indicam que a incapacidade do AVCP, quando administrado in vivo, de bloquear a hiperalgesia e o edema induzidos pelo VBa, não é consequência da ausência de anticorpos específicos no antiveneno, uma vez que estes efeitos foram inibidos quando o veneno foi pré-incubado com o antiveneno. Para avaliação da mediação química da hiperalgesia e do edema, os animais foram submetidos a tratamentos com inibidores de síntese, antagonistas de receptores, anticorpos ou drogas depletoras destes mediadores. Os resultados mostraram que o Hoe-140, dexametasona e NDGA inibem a hiperalgesia induzida pelo VBa, enquanto que apenas a prometazina interferiu com o edema causado pelo veneno. A hiperalgesia induzida pela MIII foi revertida pelo tratamento com prometazina, metisergida, Hoe-140, dexametasona e por NDGA, enquanto que o edema foi inibido apenas por prometazina e dexametasona. Estes dados sugerem que: a) a MIII é um importante componente do veneno para a geração de hiperalgesia, b) a bradicinina e os derivados da lipoxigenase são mediadores da dor acarretada pelo VBa e pela MIII, c) histamina e serotonina participam também da hiperalgesia induzida pela miotoxina e d) a histamina é mediador do edema induzido pelo VBa e pela MIII. Com relação à hiperalgesia induzida pelo VBj, somente o tratamento com Hoe-140 diminuiu este fenômeno, indicando a participação da bradicinina. Por outro lado, este tratamento não foi capaz de interferir com o edema induzido por este veneno. Cabe ressaltar que TEIXEIRA et al. (1994) demonstraram a participação de eicosanóides e PAF na hiperalgesia induzida pelo VBj. Os dados em conjunto sugerem ainda, dissociação entre os fenômenos de dor e edema acarretados por ambos os venenos e pela miotoxina. / Bothrops venoms cause pronounced local tissue-damage characterized by hemorrhage, myonecrosis, edema and pain. Venom-induced pain has been poorly investigated, despite its clinical relevance. Furthermore, the ability of antivenom to neutralize hyperalgesia induced by these venoms is not known. In the present study the hyperalgesia and edema induced by Bothrops jararaca (BjV) and Bothrops asper (BaV) venom and by myotoxin III-MIII (Asp49- phospholipase A2), a toxin isolated from BaV, were investigated. The chemical mediators involved in these phenomena and the ability of the antivenom to neutralize the hyperalgesia and edema induced by these venoms were also investigated. Pain threshold was assessed before and at several intervals after venom injection, using the rat paw pressure test. Edema of paw was measured phethysmographically at the same periods of time. The intraplantar injection of BjV (5µg/paw), BaV (15µg/paw) or MIII (10µg/paw) caused hyperalgesia and edema, whose peak were observed at the 1st (BjV, MIII) or 2nd (BaV) hours after venom/toxin administration, decreasing thereafter. For neutralization studies, the antivenoms produced either at Instituto Butantan from Brazil (AVIB) or Instituto Clodomiro Picado from Costa Rica (AVCP) were administered intravenously 15 min prior to, or immediately before, or 15 min after venoms injection. When the antivenom from Instituto Butantan was injected 15 min. before BjV, the hyperalgesia and edema were abolished. Furthermore, partial inhibition of edema was also observed when the antivenom was injected together with BjV. On the other hand, hyperalgesia and edema induced by BaV were not modified by AVCP. Incubation of BjV and BaV, for 30 min. at 37oC, with the antivenoms in vitro, abolished the hyperalgesia and edema. The inability of the in vivo treatment with antivenom in abolishing hyperalgesia and edema induced by BaV seems not to be related to the lack of neutralizing antibodies in antivenom, because neutralization was achieved in pre-incubation experiments. In order to investigate the chemical mediation of hyperalgesia and edema induced by the venoms or toxin, animals were treated with several drugs. Pretreatment with Hoe-140, dexamethasone and NDGA blocked the hyperalgesia induced by BaV, whereas only promethazine reduced the edema induced by this venom. The MIII-induced hyperalgesia was blocked by promethazine, methysergide, Hoe-140, dexamethasone and NDGA, whereas the edema was reduced only by promethazine and dexamethasone. These results suggest that: a) MIII may contribute to the BaV-induced hyperalgesia, b) bradykinin and leukotrienes mediate the BaV- and MIII-induced pain and MIII; c) histamine and serotonin also participate in the myotoxin-induced hyperalgesia and d) the edema induced by BaV and MIII is mediated by histamine. Pre-treatment of the animals with Hoe-140 abolished BjV-induced hyperalgesia, suggesting that bradykinin may mediate the venom-induced hyperalgesia. However, this treatment did not modify the BjV-induced edema. It is important to stress that previous studies have shown that BjV-induced hyperalgesia is mediated, at least partially, by eicosanoids and PAF (TEIXEIRA et al.,1994). The data presented herein also suggest that distinct mechanisms may be involved in the development of hyperalgesia and edema induced by both venoms and myotoxin III.

Os acidentes ofídicos são considerados um grande problema de saúde pública e no Estado de São Paulo a serpente Bothrops jararaca é o agente considerado mais relevante epidemiologicamente. O antiveneno é o único medicamento oficialmente aprovado para o tratamento de picadas de serpentes e, apesar de ser eficaz em diversos aspectos, mostra-se ineficaz em relação a complicações secundárias do envenenamento, como o estresse oxidativo/nitrosativo, caracterizado por um desequilíbrio no estado redox, que pode ser extremamente deletério aos pacientes. Portanto, vê-se necessária a busca por terapias complementares que possam combater o estresse oxidativo/nitrosativo. Ademais, distúrbios da hemostasia observados em envenenamentos pela B. jararaca, tais como a plaquetopenia, a hipofibrinogenemia e o aumento da atividade do fator tissular (TF) plasmático podem ter também como causa indireta o estresse oxidativo/nitrosativo, induzido por componentes do veneno de B. jararaca (BjV). Recentemente, demonstrou-se que a regulação da atividade biológica do TF, a proteína responsável pela iniciação da cascata de coagulação in vivo, pode ser controlada pela isomerase de dissulfeto proteico (PDI) e que a atividade da PDI é inibida in vivo pela quercetina-3-rutinosídeo (rutina), um antioxidante natural encontrado em plantas e alimentos. Considerando essas premissas, o presente trabalho objetivou investigar em camundongos injetados com o veneno de B. jararaca (BjV): (a) a ocorrência de distúrbios do estado redox; (b) as alterações hematológicas e hemostáticas (em plasma e tecidos) associadas ao desequilíbrio do estado redox; (c) a atividade da rutina como agente modulador sobre essas alterações. Para isso, camundongos Swiss (30-35 g) foram divididos em 4 grupos experimentais: controle salina (salina, controle negativo), controle rutina (rutina+salina), BjV+salina (BjV+salina, controle positivo) e BjV+rutina (BjV+rutina, tratamento). Após 3, 6 e 24 h da administração dos tratamentos (via s.c.), foram coletados sangue e fragmentos de tecidos para posteriores análises. O envenenamento induziu um aumento de espécies reativas, diminuição da capacidade antioxidante total, alterações hematológicas (plaquetopenia, neutrofilia e diminuição de eritrócitos), distúrbios hemostáticos (hipofibrinogenemia, prolongamento do tempo de protrombina e aumento da atividade de TF no plasma), além de diminuir a expressão proteica de PDI no coração. A rutina não inibiu in vitro a atividade biológica de proteínas presentes no BjV (metaloproteinases, serinaproteases, fosfolipases A2 e L-aminoácido oxidases) e nem mesmo a agregação plaquetária induzida pelo veneno. No entanto, a administração do veneno incubado com rutina foi capaz de reduzir os níveis de espécies reativas, impedir a queda de eritrócitos, normalizar os níveis de fibrinogênio e o tempo de protrombina e alterar a atividade de TF e expressão proteica de TF e PDI em tecidos. Desse modo, concluímos que a rutina foi capaz de favoravelmente modular importantes alterações hemostáticas e de estado redox no envenenamento por B. jararaca, o que indica seu grande potencial como agente terapêutico complementar em envenenamentos / Snakebites are a major public health issue and in São Paulo State, and Bothrops jararaca snakes are considered the most important agents epidemiologically. Antivenom is the only officially approved treatment for snakebites and although effective in many aspects, it is ineffective in combating secondary complications induced by envenomation, e.g. oxidative/nitrosative stress (ONS), which can be extremely deleterious to patients. Therefore, it is necessary to search for new complementary therapies that could attenuate ONS. Furthermore, the hemostatic disturbances in B. jararaca envenomation - characterized by the presence of thrombocytopenia, hypofibrinogenemia and increased tissue factor (TF) activity in plasma - could be indirectly evoked by ONS induced by B. jararaca venom (BjV) components. Recently, the biological activity of TF - the protein responsible for initiating the extrinsic pathway of the coagulation cascade - was demonstrated to be regulated by protein disulfide isomerase (PDI), which in turn, can be inhibited in vivo by quercetin-3-rutinose (rutin), a natural antioxidant found in plants and diet. Based on that, the present study aimed to investigate in mice injected with BjV: (a) the alterations in redox status in plasma and tissues; (b) the hematological/hemostatic disturbances (in plasma and tissues) associated with the imbalance in redox status; (c) the activity of rutin as a modulatory agent on those alterations. Swiss mice (30-35 g) were divided in four experimental groups: saline control (saline, negative control), rutin control (rutin+saline), BjV+saline (BjV+saline, positive control) and BjV+rutin (BjV+rutin, treatment) and after 3, 6 and 24 h of the injection of treatments (s.c. route), blood and tissues were collected to further analyses. Envenomation induced an increase in reactive species, a decrease in total antioxidant capacity, hematological alterations (thrombocytopenia, neutrophilia and a decrease in red blood cell counts), hemostatic disturbances (hypofibrinogenemia, prolonged prothrombin time and an increase in the TF activity in plasma), and a decrease in protein expression of PDI in the heart. In vitro, rutin failed to inhibit the biological activity of the main BjV enzymes (metalloproteinases, serine proteases, phospholipases A2 and L-amino acid oxidases) and BjV-induced platelet aggregation. However, when the venom was incubated with rutin, there were reduced reactive species levels, less intense red blood cell drops, recovery of fibrinogen levels and prothrombin time, and alteration of TF activity and protein expression of TF and PDI in tissues. Therefore, we conclude that rutin favorably modulated important hemostatic and redox status alterations in B. jararaca envenomation, indicating its great potential as a complementary therapeutic agent for snakebites

Esse trabalho teve como objetivo estudar aspectos importantes das estratégias reprodutivas de machos e fêmeas de Bothrops jararaca do clado norte (CN) e sul (CS) e das ilhas de Búzios (SP), Ilhabela (SP) e ilha dos Franceses (ES). Para isso, foram analisados exemplares de B. jararaca preservadas de diversas coleções zoológicas. Machos e fêmea de B. jararaca do CN foram significativamente maiores que os machos e fêmeas CS, no entanto tiveram cabeças relativamente menores e foram menos robustos. Fêmeas do CN têm em média maior fecundidade e filhotes maiores do que fêmeas do CS. O ciclo reprodutivo de machos e fêmeas de ambas as populações é sazonal e não variou entre as estações do ano. Fêmeas do CN e do CS tem cópula outonal. A vitelogênese tem início no final do verão e fêmeas grávidas são observadas a partir do final do inverno. Nascimentos de B. jararaca de ambos os clados podem ser observados principalmente no verão e podem se estender até o início do outono. A estocagem de espermatozoides no útero e no infundíbulo foi observada principalmente no outono e inverno. Ciclos reprodutivos de machos de ambos os clados são considerados do tipo pós-nupcial ou do tipo I. O início da produção de espermatozoides é na primavera e a fase ativa pode ser observada no verão. No outono e no inverno, os testículos estão inativos. Estocagem de espermatozoides nos ductos deferentes foi observada durante todos os meses do ano e o segmento sexual renal (SSR) apresentou a fase mais ativa (fase secretora) na primavera e verão (sincronizado com a espermatogênese nos testículos) e fase não secretora no outono e no inverno. Esse padrão dos ciclos dos machos foi observado em ambos os clados. Dessa forma, foram observadas variações geográficas nas características de histórias de vida entre as populações do CN e CS, porém, não foram observadas diferenças entre os padrões de ciclos reprodutivos. Assim, o ciclo reprodutivo de machos e fêmeas de B. jararaca do CN e do CS são conservativo na espécie. / This research aimed to study important aspects of reproductive strategies in male and female of Bothrops jararaca from north clade (CN), south clade (CS) including the islands of Búzios (SP), Ilhabela (SP), and Franceses (ES). We analyzed specimens of B. jararaca preserved on several zoological collections. Male and female of B. jararaca from CN were significantly longer than male and female from CS, however they had relatively smaller heads and were less robust. Male and female of B. jararaca from CN were significantly larger than individuals from CS, had relatively smaller heads and were less robust. Females from CN had on average higher fecundity and larger offspring than females of CS. The reproductive cycle of males and females from both populations was seasonal and the timing of events was also similar between clades. Females of CN and CS have autumn mating season. The vitellogenesis starts in the end of the summer and pregnant females are observed from late winter. Births of B. jararaca occurred from early summer to the beginning of autumn. Sperm storage in the uterus and infundibulum was mainly observed during autumn and winter. Reproductive cycles of male of both clades are type postnuptial or a type I. The beginning of the sperm production occurs in spring and the active phase was observed in the summer. During autumn and winter, the testicles are inactive. Sperm storage in the different ducts was observed throughout the year and the sexual segment of the kidney (SSK) shows a more active phase during spring and summer and non-secretory phase on autumn and winter. This pattern of cycles of male was observed in both clades. In conclusion, there is geographical variation in life-history characteristics between CN and CS populations. However, differences among the reproductive cycle pattern were not evident. Then, the reproductive cycles of male and female of CN and CS are conservative in the species.