Orientador: Eduardo Maffud Cilli / Banca: Reinaldo Marchetto / Banca: Carla Raquel Fontana / Banca: Ilana Lopes Baratella da Cunha Camargo / Banca: Kátia Regina Perez / Resumo: Versões diméricas dos peptídeos antimicrobianos (PAMs) Aureína 1.2 (AU) e Magainina 2 (MG2) foram sintetizadas e avaliadas em relação à influência da dimerização e da posição do linker (N- ou C- terminal) na estrutura e atividade biológica. Em solução aquosa, o peptídeo AU não apresentou estrutura secundária definida. Por sua vez, os dímeros (AU)2K e E(AU)2 apresentaram uma estrutura helicoidal. Em presença de miméticos de membrana, os três peptídeos adquiriram uma estrutura tipo α-hélice. Estudos preliminares de atividade hemolítica e vazamento de carboxifluoresceína mostraram que a atividade do peptídeo AU é dependente da concentração. No entanto, para as versões diméricas este efeito foi menos pronunciado. Isto sugeriu que a dimerização muda o mecanismo de ação, o que logo foi confirmado por diferentes técnicas biofísicas (microscopia de contraste, calorimetria de titulação isotérmica, dicroísmo circular e vazamento de carboxifluoresceína). Em relação à atividade antimicrobiana, as versões diméricas tiveram uma diminuição da atividade contra Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Càndida albicans quando comparadas com o monômero. Entretanto, os dímeros apresentaram a capacidade de agregar células de C. albicans. Empregando técnicas espectroscópicas (dicroísmo circular e fluorescência), foi evidenciado que o dímero (AU)2K interage com mananos, o principal componente da parede celular de C. albicans. Esta interação não foi observada para o monômero. Em função destes resultados, foi proposto um modelo pelo qual o dímero interage com os mananos, levando à agregação das células de levedura. Em um segundo bloco o peptídeo MG2 foi estudado. Em solução aquosa, o peptídeo MG2 e as duas versões diméricas não apresentaram estrutura secundária definida. Por sua vez, em presença de miméticos de membrana, os três peptídeos adquiriram... / Abstract: Dimeric versions of the antimicrobial peptides (AMPs) Aurein 1.2 (AU) and Magainin 2 (MG2) were synthesized and evaluated for the influence of dimerization and the position of the linker (N- or C-terminal) in the structure and biological activity. In aqueous solution, AU showed no defined secondary structure. On the other hand, the dimers (AU)2K and E(AU)2 showed a helical structure. In the presence of membrane mimetics, the three peptides acquired a α-helix structure. Preliminary studies of hemolytic activity and leakage of carboxyfluorescein showed that the activity of AU is concentration dependent. However, this effect was less pronounced for the dimeric versions. This suggested that dimerization would change the mechanism of action, a fact that was confirmed by different biophysical techniques (contrast microscopy, isothermal titration calorimetry, circular dichroism and leakage of carboxyfluorescein). Regarding antimicrobial activity, dimeric versions had a marked decrease in activity against Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Càndida albicans when compared to the monomer. However, dimers showed the ability to aggregate cells of Candida albicans. Using spectroscopic techniques (circular dichroism and fluorescence), it was shown that (AU)2K interacts with mannans molecules, the main component of the cell wall of C. albicans. This interaction was not observed for the monomer. Based on these results, a model has been proposed by which the dimer interacts with mannans, leading to aggregation of the yeast cells. In a second part, MG2 was studied. In aqueous solution MG2 and the two dimeric versions showed no defined secondary structure. However, in the presence of membrane mimetics, all three peptides have acquired helical structure. The results showed that the N-terminal dimerization did not affect the biological activity of the peptide MG2. On the other hand, the peptide (MG2)2K showed... / Doutor

Esse trabalho apresenta um estudo experimental de agregação da Acridina Laranja (AL) em solução aquosa homogênea e na sua interação com o surfactante Sodium Dodecyl Sulfate (SDS). Este estudo foi realizado com o objetivo de definir estruturas e características temporais de formação de agregados de compostos orgânicos com sistema desenvolvido de conjugação-, usados como fotossensibilizadores e marcadores de estruturas biológicas, em sua interação com nanoestruturas heterogêneas. A informação sobre as características de agregação de fotossensibilizadores é importante devido à influência deste processo na eficácia de suas aplicações práticas, em particular na biologia e medicina. A AL foi escolhida como modelo devido aos seguintes motivos: AL é um composto bem conhecido e várias de suas características já estão bem estabelecidas na literatura; Possui alto rendimento quântico de fluorescência, alta fotoatividade, alta afinidade com estruturas biológicas (membrana celular, DNA e RNA, em particular), por isso a AL é amplamente usada como marcador fluorescente e fotossensibilizador em fototerapia; AL possui a tendência de formar agregados em solução aquosa; A agregação da AL modifica seus espectros de absorção e de fluorescência, diminui o tempo de vida e o rendimento quântico de seus estados excitados. Isso a torna um modelo útil para o estudo do fenômeno da agregação. Foram analisados os espectros de absorção óptica, de fluorescência e de espalhamento ressonante da luz em regime estático e em função do tempo, como também o espalhamento dinâmico da luz para várias concentrações de AL e de SDS. Observamos que: em soluções aquosas a AL forma agregados tipo H; O aumento da concentração de AL em soluções homogêneas induz o aumento do número de agregação; A presença do sal estimula a agregação devido à diminuição da repulsão eletrostática entre as moléculas de AL; O SDS em concentrações acima de 60uM estimula a agregação da AL induzindo a formação de agregados mistos nAL+mSDS; A estrutura dos agregados nAL+mSDS é flexível e instável; Os agregados mistos possuem uma dinâmica de transformações caracterizada por quatro componentes, a primeira com tempo característico < 36 s e os outros três com tempos que variam de minutos até algumas horas; A agregação diminui a intensidade da fluorescência da AL e aumenta a intensidade do ERL; Em altas concentrações o SDS diminui o número de agregação da AL chegando finalmente à sua forma monomérica ligada com os agregados e/ou micelas de SDS; Se comparado com a AL em solução aquosa homogênea, a ligação de monômeros da AL com micelas de SDS aumenta a intensidade da sua fluorescência; O estudo demonstra que a agregação afeta a eficácia dos fotossensibilizadores em aplicações. Tal fato deve ser tomado em consideração, especialmente devido à sua dinâmica prolongada, pois as características dos fotossensibilizadores se modificam continuamente durante o seu uso. / In this work we present an experimental study of Acridine Orange (AO) aggregation in homogeneous aqueous solutions and its interaction with a surfactant Sodium Dodecyl Sulfate (SDS). The objective of this study was to define the structure and temporal characteristics of aggregates of organic compounds with developed-conjugated system, used as photosensitizers and probes of biological structures, in its interaction with heterogeneous nano-structures. The information on photosensitizer aggregation characteristics is important as this process would affect its efficiency in practical applications, in biology and medicine, in particular. AO was chosen as a model for the following reasons: AO is a known compound with various characteristics well described in literature; AO has a high fluorescence quantum yield, high photoactivity, high affinity to biological structures (cell membrane, DNA and RNA, in particular), therefore, AO is widely used as a fluorescent marker and a photosensitizer in phototherapy; AO possesses a tendency to aggregate in aqueous solution. The aggregation of AO modifies essentially its absorption and fluorescence spectra, decreases the lifetime and quantum yield of its excited states. This makes AO a suitable model for studying the aggregation phenomenon. We have analyzed optical absorption, fluorescence and resonant light scattering spectra in the static mode and as a function of time as well as the dynamic light scattering for various AL and SDS concentrations. It was found that: in aqueous solutions AO forms H aggregates; The increase in concentration of AO in homogeneous solutions induces an increase in its aggregation number; The presence of salt stimulates aggregation due to decrease of electrostatic repulsion between AO molecules; The SDS concentrations above 60 M stimulate AO aggregation inducing the formation of mixed nAL + mSDS aggregates; Mixed nAL + mSDS aggregates are characterized by flexibility and instability; Transformation dynamics of the mixed aggregates is characterized by four components, the first one with a characteristic time <36 and the other three with times ranging from minutes to several hours; AO aggregation in a solution decreases its fluorescence and increases the resonant light scattering intensities; SDS at high concentrations reduces AO aggregation number until its monomeric form bound with SDS aggregates and / or micelles; AO monomers bound with SDS micelles possess higher fluorescence intensity as compared with that in homogeneous aqueous solutions. Our research shows that aggregation modifies efficacy of photosensitizers at their application. This has always to be considered especially due to its prolonged dynamics as the photosensitizer characteristics are modifying continuously during its application.

Embora menos eficientes que os vetores virais, lipídios catiônicos têm sido cada vez mais usados como transportadores de material genético. Eles têm como vantagens em relação aos transportadores virais, a baixa imunidade, controle de qualidade e produção em grande quantidade, entre outros. Todavia, a interação entre lipídios catiônicos e material genético ainda é pouco compreendida. No presente trabalho, estudamos a interação entre o anfifílico catiônico brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB) e o nucleotídeo 2´-desoxiadenosina 5´-monofosfato (dAMP). Para tanto, utilizamos a técnica de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) aplicada a marcadores de spin derivados do ácido esteárico incorporados em vesículas de DODAB. Os resultados mostraram que na fase gel, na região próxima à superfície das bicamadas de DODAB, o dAMP causa muito pouca alteração na fluidez da membrana, enquanto que, na região do centro da bicamada, o dAMP diminui a fluidez da membrana, o que pode ser um efeito apenas de cargas, isto é, devido à blindagem eletrostática. Já na fase fluida, em ambas as regiões o dAMP aumenta a fluidez da membrana, sendo que, no centro das bicamadas induz um acréscimo significativo na polaridade do meio. A transição de fase gel-fluida do DODAB não sofre modificações com o acréscimo de dAMP. De uma maneira geral, nossos resultados mostraram que o dAMP não causa grandes modificações na estrutura do DODAB. Concluímos que o dAMP se localiza na região da superfície das bicamadas do DODAB e se comporta como um íon grande. Este resultado deverá ser considerado na análise estrutural da interação DNA/vesículas lipídicas em nível molecular. / Though less efficient than viral vectors, cationic lipids have been used as carriers in gene therapy. They offer several advantages over viral vectors, including the low immunogenic and inflammatory responses, the potential transfer of unlimited-size expression units, and the possibility for engineered cell-specific targeting. However, the interaction between cationic lipids and genetic material needs to be better understood for the optimization of the transfection protocol. In the present work, we study the interaction between the nucleotide 2´-deoxyadenosine 5´-monophosphate (dAMP) and cationic liposomes of dioctadecyl dimethylammonium (DODAB), through the analysis of the electron spin resonance (ESR) spectra of spin labels incorporated in the bilayers. DODAB gel phase structure is not much affected by dAMP. The observed packing effect at the bilayer core seems to be related to the expected electrostatic screening effect at the bilayer surface, bringing the headgroups closer together, due to the presence of anions at the surface. In DODAB fluid phase, above 44 oC, ESR results strongly suggest that the relatively large double charged molecule of DMP is localized at the bilayer surface, but incorporated in the membrane, such that it is able of somehow space the headgroups, turning the bilayer core less packed and more hydrated. This result is certainly relevant for the structural understanding of the DNA-cationic membrane interaction on a molecular level.

Orientador: Marcos Antonio Machado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-26T04:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 InuiKishi_RosangelaNaomi_D.pdf: 6372359 bytes, checksum: 51a90b9672af7cb590a1b270d3bc5d18 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A cultura do citros tem sido afetada por diversos patógenos como Xylella fastidiosa (Xf), Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc) e Candidatus Liberibacter asiaticus (CaLas). Para o controle desses são necessárias grandes quantidades de defensivos agrícolas. Neste contexto, são importantes novas estratégias de manejo sustentável, como o uso de peptídeos antimicrobianos (PAM), que podem controlar o crescimento desses patógenos. Assim, foi realizada uma prospecção de sequências codificantes de peptídeos no banco de sequências expressas de citros (CitEST), e além disso, peptídeos descritos na literatura com atividade antimicrobiana foram utilizados. Para verificar a ação dos PAMs sobre os micro-organismos deste estudo, testes in vitro contendo os PAMs e patógenos foram realizados. Entre os PAMs avaliados in vitro CJ0714, EC0604, SC0902 e o PAM de citros PE1105 apresentaram atividade bactericida sobre Xcc e S. meliloti (bactéria utilizada por ser filogenéticamente próxima a CaLas) e bacterioestática para Rhizobium radiobacter. Todos os peptídeos avaliados in vitro para Xcc, tiveram suas atividades avaliadas em folha destacada, sob condições controladas, e em plantas acondicionadas em casa de vegetação. Os resultados em folha destacada corroboram com os dados obtidos in vitro. Em casa de vegetação os resultados com os PAMs CJ0714, AR0610 e PE1105 não foram semelhantes com os obtidos em testes in vitro e em folhas destacadas. Apesar disso, houve redução de sintomas em comparação com o controle positivo (somente a bactéria). Isso pode ter ocorrido devido a fatores e compostos presentes na planta e a instabilidade dos PAMs em condições mais próximas às naturais. Os PAMs que apresentaram resultados promissores in vitro e em folha destacada ou em trabalhos prévios foram clonados no vetor do CTV (Vírus da tristeza do citros) para avaliação da expressão transiente e sua ação sobre CaLas. Apesar dos resultados satisfatórios nos experimentos anteriores, não foram verificados efeitos destes PAMs sobre a população de CaLas quando expressos através do vetor viral do CTV. No entanto, pode-se observar redução da frequência de CaLas no inseto vetor Diaphorina citri alimentado em plantas com o PAM PE1106, já que o patógeno pode ser transmitido de modo transovariano de uma geração à outra do inseto. Nenhum peptídeo avaliado foi eficiente sobre o crescimento de Xf. Para avaliar o efeito dos PAMs sobre micro-organismos endofíticos foi utilizado Methylobacterium sp., sendo observado que os PAMs apresentaram atividade sobre esta bactéria. Testes para verificar a citotoxicidade dos PAMs para humanos foram realizados. O teste de hemólise permite verificar a atividade do peptídeo sobre eritrócito humano. Os PAMs que apresentaram as menores atividades hemolíticas foram SC0902, PE1105 e PE1106. Além disso, foi verificada a proliferação de linfócitos e desgranulação de mastócitos. Os PAMs CJ0714 e EC0604 apresentaram linfoproliferação e somente os PAMs PE1105 e PE1106, obtidos de citros, não induziram desgranulação de mastócitos. O PAM SC0902 apresentou bons resultados para a atividade antimicrobiana, mas induziu a desgranulação de mastócitos. Dessa forma, este trabalho apresenta o PAM, PE1105 como potencial para o controle desses patógenos bacterianos de citros, pois este apresentou atividade antimicrobiana e nenhum efeito citotóxico sobre células humanas / Abstract: The citrus culture has been affected by various pathogens such as, Xylella fastidiosa (Xf), Xanthomonas citri subsp. citri (Xcc) and Candidatus Liberibacter asiaticus (CaLas).To control these pathogens, large quantities of pesticides are needed. In this context, are important new strategies for sustainable management, such as the use of antimicrobial peptides (PAM), which can control the growth of these pathogens. Here we have prospected at coding peptide sequences in the citrus database of expressed sequence (CitEST) and used other peptides previously tested. To verify the AMPs action on the microorganisms, in vitro tests were performed. Among the peptides evaluated in vitro, CJ0714, EC0604, SC0902 and PE1105 - citrus peptide showing bactericidal activity against Xcc and S. meliloti (phylogenetically close to CaLas) and bacteriostatic effect on Rhizobium radiobacter. All peptides evaluated in vitro for Xcc, had their activities evaluated in a detached leafs, under controlled conditions, and plants placed in the greenhouse. The results in detached leaf results corroborated with the in vitro data. In the greenhouse, results for CJ0714, AR0610 and PE1105 peptides were not similar with those obtained in vitro and in detached leaf. Nevertheless, the presence of symptoms was reduced as compared with the positive control (bacteria only). This may be due to factors and compounds present in the plant and to the instability of the peptide at conditions close to the natural ones. Peptides that showed promising results in vitro and in detached leaf or in previous works were cloned into the CTV (Citrus Tristeza Virus) vector to evaluate the transient expression and its action on CaLas. Despite the satisfactory results in previous experiments, it was not possible to observe the PAM effect on CaLas population when expressed through CTV vector. Nevertheless, reduction of the frequency of the bacteria in the insect vector was observed when Diaphorina citri fed on plants with AMP PE1106, since the pathogen can be transmitted from one generation to another by transovarial mode. None peptides evaluated was efficiently on the growth of Xf. To evaluate the effects of the AMPs on endophytic microorganisms, Methylobacterium sp. was used and it was observed that peptides exhibit activity against this bacterium. Tests to check the cytotoxicity of these AMPs for humans were performed. The hemolysis test allows checking the activity of the peptide on human erythrocyte. The AMPs that showed the lowest hemolytic activities were SC0902, PE1105 and PE1106. Furthermore, we noticed the proliferation of lymphocytes and mast cell desgranulation. Thus, this work presents PAM, PE1105 as potential for the control of these bacterial pathogens of citrus because it showed antimicrobial activity and no cytotoxic effect on human cells / Doutorado / Bioquimica / Doutora em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Daniela Leal Zandim-Barcelos / Resumo: Peptídeos antimicrobianos (PAMs) são importantes componentes da resposta do hospedeiro contra patógenos invasores. Além da ação antimicrobiana direta, podem também participar na modulação do sistema imune. No entanto, o papel dos PAMs na etiopatogênese da doença periodontal e os fatores de risco que podem influenciar sua expressão na cavidade bucal ainda não se encontram totalmente elucidados. Dessa forma, os objetivos do presente estudo foram: (1) avaliar a influência do tabagismo nos níveis de LL-37 e HNP 1-3 no fluido crevicular gengival (FCG) de pacientes com periodontite e investigar a associação entre os níveis destes PAMs e de mediadores inflamatórios nos sítios com ausência e presença de doença periodontal; (2) investigar o impacto do tabagismo nos níveis de hBD1 e 2 em pacientes com periodontite e avaliar os efeitos da nicotina e cotinina na expressão destes PAMs por queratinócitos; (3) avaliar a atividade metabólica e enzimática durante a recolonização de biofilmes multi-espécies periodontopatogênicos após tratamento com peptídeos sintéticos derivados da catelicidina humana (LL31 e D-LL31). A quantificação dos PAMs e mediadores inflamatórios no FCG foi realizada por meio de ensaio ELISA sanduiche e Multiplex, repectivamente, enquanto a RT-qPCR em tempo real detectou a expressão gênica dos PAMs por queratinócitos. A produção de ácido láctico foi mensurada para determinar a atividade metabólica nos biofilmes pós-tratamento, enquanto a atividade enzimática foi analisad... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Antimicrobial peptides (AMPs) are important components of the host response against invading pathogens. In addition to the direct antimicrobial activity, they can also participate in the immune system modulation. However, the role of AMPs in the etiopathogenesis of periodontal disease and the risk factors that may influence their expression in the oral cavity are not yet fully understood. Thus, the purposes of the present study were: (1) to evaluate the influence of smoking on the levels of LL-37 and HNP 1-3 in the gingival crevicular fluid (GCF) of patients with periodontitis and to investigate the association between the levels of these AMPs and inflammatory mediators at sites with absence and presence of periodontal disease; (2) to investigate the impact of smoking on hBD1 and 2 levels in patients with periodontitis and to evaluate the effects of nicotine and cotinine on the expression of these AMPs by keratinocytes; (3) evaluate the metabolic and enzymatic activity during the recolonization of multi-species periodontopathogenic biofilms after treatment with synthetic peptides derived from human cathelicidin (LL31 and D-LL31). The quantification of AMPs and inflammatory mediators in the GCF was performed by sandwich ELISAs and Multiplex assay, respectively, while RT-qPCR in real time detected the gene expression of the AMPs by keratinocytes. The production of lactic acid was measured to determine the metabolic activity in post-treatment biofilms, while the enzymatic activi... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A Anfotericina B (AB) é um antibiótico antifúngico natural, do grupo dos polienos, produzido por cultura de bactérias Streptomyces nodosus. A AB foi isolada pela primeira vez em 1953, e desde então tem sido utilizada extensivamente no tratamento clínico de infecções sistêmicas. Como a AB é altamente insolúvel em meio aquoso, a formulação de escolha tem sido dispersões aquosas de micelas mistas de AB e desoxicolato de sódio (Fungizon). Entretanto, a alta toxicidade deste fármaco tem estimulado a proposição de várias outras formulações. O presente trabalho estuda uma dessas formulações alternativas propostas: agregados de AB e Brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). O objetivo principal deste trabalho foi tentar avaliar, numa visão estrutural, as propriedades e peculiaridades envolvidas na interação da AB com as dispersões de DODAB. Neste trabalho, centrou-se no estudo de dispersões de DODAB, sonicadas (DODABS) e não sonicadas (DODABNS), onde o antibiótico estivesse, principalmente, na forma monomérica, tendo em vista a proposta baixa toxicidade da AB enquanto monômero. Para avaliar estes sistemas utilizaram-se as técnicas de absorção óptica, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e a Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de marcadores de spin incorporados nos agregados lipídicos. Mostrou-se que a AB monomérica incorpora-se tanto em vesículas de DODABNS, como nos pequenos agregados de DODABS, sendo maior sua incorporação nestes últimos. Foi possível mostrar que até a fração molar (AB/DODAB) de 1,2 mol% a AB está totalmente monomérica, incorporada em agregados de DODABS, mas somente parcialmente em vesículas de DODABNS. Nas bicamadas de DODABNS, a preferência da AB monomérica é pela fase gel, 40 % incorporada, comparada com 23 % na fase fluida. As várias técnicas indicam que a AB encontra-se na superfície da bicamada, com seu cromóforo hidrofóbico enxergando um meio de polarizabilidade maior do que a da água, tanto em DODABS como em DODABNS. Marcadores de spin mostram a coexistência de domínios lipídicos em fases diferentes, gel e fluida, a baixas temperaturas, em DODABS. Curiosamente, indicam que a AB monomérica interage, preferencialmente, com os domínios mais fluidos, em desacordo com a observada maior afinidade da AB pela fase gel de bicamadas lipídicas de DODABNS. O estudo termo-estrutural de dispersões de DODABNS e DODABS aqui apresentado, na presença e ausência de AB, pode ser relevante na proposta de novas formulações farmacológicas. / Amphotericin B (AB) is a natural antibiotic, produced by Streptomyces nodosus, with a very potent antifungal activity. It is a polyene macrolide molecule, isolated in 1953. Since then, it has been extensively used in the treatment of systemic mycotic infections. Considering AB very low solubility in aqueous medium, it has been largely used as an aqueous dispersion of sodium deoxycholate-AB mixed micelles (Fungizon). However, the high toxicity of this preparation has led to the proposition of different other formulations. The present work focuses on one of the proposed preparations, namely aggregates formed by AB and the cationic lipid dioctadecyldimethylammonium (DODAB). Considering the proposed low toxicity of monomeric AB, the present work studies DODAB dispersions, sonicated (DODABS) and non-sonicated (DODABNS), where AB is mostly monomeric. To the structural analysis, optical absorption, differential scanning calorimetry (DSC) and electron spin resonance of spin labels incorporated in the aggregates were used. It was found that AB as a monomer incorporates in aggregates present in both dispersions, DODABS and DODABNS, but the incorporation of monomeric AB in the small fragments present in DODABS is much larger. It was shown that AB incorporates in DODABS aggregates, as a monomer, up to AB/DODAB concentration of 1.2 mol%. At this concentration, only 40 % and 23 % of AB molecules are in the monomeric state in the gel and fluid phases of DODABNS bilayers, respectively. Hence, the gel phase of DODABNS bilayers favors the monomerization of AB, as compared to the bilayer fluid phase. All the applied techniques point to a superficial interaction of monomeric AB with DODAB aggregates, with the hydrophobic polyene chromophor positioned relatively inside the bilayer, in a region of polarizability higher than that of water, in both dispersions, DODABS and DODABNS. Spin labels indicate the coexistence of gel and fluid domains in DODABS aggregates, at low temperatures, supporting the proposed hypothesis of the presence of bilayer fragments in the dispersion. Contrarily to the higher detected affinity of monomeric AB for the gel phase, as compared to the fluid phase of DADABNS bilayers, spin labels indicate that monomeric AB is mostly adsorbed at the fluid domain of the fragments, possibly corresponding to the periphery of the fragments. The thermal-structural study presented here of DODABNS and DODABS, in the presence and absence of AB, can be relevant in the design of new pharmaceutical formulations.

A Anfotericina B (AB) é um antibiótico antifúngico natural, do grupo dos polienos, produzido por cultura de bactérias Streptomyces nodosus. A AB foi isolada pela primeira vez em 1953, e desde então tem sido utilizada extensivamente no tratamento clínico de infecções sistêmicas. Como a AB é altamente insolúvel em meio aquoso, a formulação de escolha tem sido dispersões aquosas de micelas mistas de AB e desoxicolato de sódio (Fungizon). Entretanto, a alta toxicidade deste fármaco tem estimulado a proposição de várias outras formulações. O presente trabalho estuda uma dessas formulações alternativas propostas: agregados de AB e Brometo de dioctadecildimetilamônio (DODAB). O objetivo principal deste trabalho foi tentar avaliar, numa visão estrutural, as propriedades e peculiaridades envolvidas na interação da AB com as dispersões de DODAB. Neste trabalho, centrou-se no estudo de dispersões de DODAB, sonicadas (DODABS) e não sonicadas (DODABNS), onde o antibiótico estivesse, principalmente, na forma monomérica, tendo em vista a proposta baixa toxicidade da AB enquanto monômero. Para avaliar estes sistemas utilizaram-se as técnicas de absorção óptica, calorimetria diferencial de varredura (DSC) e a Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de marcadores de spin incorporados nos agregados lipídicos. Mostrou-se que a AB monomérica incorpora-se tanto em vesículas de DODABNS, como nos pequenos agregados de DODABS, sendo maior sua incorporação nestes últimos. Foi possível mostrar que até a fração molar (AB/DODAB) de 1,2 mol% a AB está totalmente monomérica, incorporada em agregados de DODABS, mas somente parcialmente em vesículas de DODABNS. Nas bicamadas de DODABNS, a preferência da AB monomérica é pela fase gel, 40 % incorporada, comparada com 23 % na fase fluida. As várias técnicas indicam que a AB encontra-se na superfície da bicamada, com seu cromóforo hidrofóbico enxergando um meio de polarizabilidade maior do que a da água, tanto em DODABS como em DODABNS. Marcadores de spin mostram a coexistência de domínios lipídicos em fases diferentes, gel e fluida, a baixas temperaturas, em DODABS. Curiosamente, indicam que a AB monomérica interage, preferencialmente, com os domínios mais fluidos, em desacordo com a observada maior afinidade da AB pela fase gel de bicamadas lipídicas de DODABNS. O estudo termo-estrutural de dispersões de DODABNS e DODABS aqui apresentado, na presença e ausência de AB, pode ser relevante na proposta de novas formulações farmacológicas. / Amphotericin B (AB) is a natural antibiotic, produced by Streptomyces nodosus, with a very potent antifungal activity. It is a polyene macrolide molecule, isolated in 1953. Since then, it has been extensively used in the treatment of systemic mycotic infections. Considering AB very low solubility in aqueous medium, it has been largely used as an aqueous dispersion of sodium deoxycholate-AB mixed micelles (Fungizon). However, the high toxicity of this preparation has led to the proposition of different other formulations. The present work focuses on one of the proposed preparations, namely aggregates formed by AB and the cationic lipid dioctadecyldimethylammonium (DODAB). Considering the proposed low toxicity of monomeric AB, the present work studies DODAB dispersions, sonicated (DODABS) and non-sonicated (DODABNS), where AB is mostly monomeric. To the structural analysis, optical absorption, differential scanning calorimetry (DSC) and electron spin resonance of spin labels incorporated in the aggregates were used. It was found that AB as a monomer incorporates in aggregates present in both dispersions, DODABS and DODABNS, but the incorporation of monomeric AB in the small fragments present in DODABS is much larger. It was shown that AB incorporates in DODABS aggregates, as a monomer, up to AB/DODAB concentration of 1.2 mol%. At this concentration, only 40 % and 23 % of AB molecules are in the monomeric state in the gel and fluid phases of DODABNS bilayers, respectively. Hence, the gel phase of DODABNS bilayers favors the monomerization of AB, as compared to the bilayer fluid phase. All the applied techniques point to a superficial interaction of monomeric AB with DODAB aggregates, with the hydrophobic polyene chromophor positioned relatively inside the bilayer, in a region of polarizability higher than that of water, in both dispersions, DODABS and DODABNS. Spin labels indicate the coexistence of gel and fluid domains in DODABS aggregates, at low temperatures, supporting the proposed hypothesis of the presence of bilayer fragments in the dispersion. Contrarily to the higher detected affinity of monomeric AB for the gel phase, as compared to the fluid phase of DADABNS bilayers, spin labels indicate that monomeric AB is mostly adsorbed at the fluid domain of the fragments, possibly corresponding to the periphery of the fragments. The thermal-structural study presented here of DODABNS and DODABS, in the presence and absence of AB, can be relevant in the design of new pharmaceutical formulations.

Orientador: Reinaldo Marchetto / Coorientador: Edson Crusca Junior / Banca: Saulo Santesso Garrido / Banca: José Luiz de Souza Lopes / Resumo: O peptídeo antimicrobiano Pantinina-3 (P3) possui 13 resíduos e é derivado do veneno do escorpião africano Pandinus imperator. Ele apresenta alta atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas, principalmente Enterococcus resistente à vancomicina (VRE-S13) in vitro. Entretanto, este peptídeo também possui atividade hemolítica. Neste contexto, foram desenhados e sintetizados cinco análogos de P3 a partir de substituições pontuais de resíduos específicos por um resíduo de lisina, os quais foram denominados L2K, I5K, N7K, I9K e L13K. O objetivo da criação destes análogos foi estudar a relação de estrutura e atividade do peptídeo P3, a fim de investigar o efeito da modificação de suas características biofísicas em sua atividade biológica. Para isso, os peptídeos foram sintetizados por meio da técnica de síntese em fase sólida (SPFS), purificados por cromatografia líquida de alta eficiência em coluna de fase reversa (CLAE-FR) e identificados por espectrometria de massas (SM). Os peptídeos purificados foram testados quanto à sua atividade biológica e foi verificado que o análogo L2K apresentou atividade somente para a bactéria Gram-negativa testada, o análogo N7K mostrou ser mais ativo que P3 tanto para Gram-positivas quanto para Gram-negativas e os outros análogos não apresentaram atividade antimicrobiana. Foi avaliada também a atividade hemolítica dos peptídeos, e foi verificado que o único análogo que apresentou atividade contra eritrócitos foi N7K. A hidrofobicidade d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The antimicrobial peptide Pantinin-3 (P3) has 13 residues and is derived from the venom of the African scorpion Pandinus imperator. It has high antimicrobial activity against Gram-positive bacteria, mainly vancomycin-resistant Enterococcus (VRE-S13) in vitro. However, this peptide also has hemolytic activity. In this context, five P3 analogs were designed and synthesized from point substitutions of specific residues by a lysine residue, which were named L2K, I5K, N7K, I9K and L13K. The objective of the creation of these analogues was to study the structure and activity relationship of the P3 peptide in order to investigate the effect of the modification of its biophysical characteristics on its biological activity. For this, the peptides were synthesized using the solid-phase peptide synthesis technique (SPPS), purified by high performance liquid chromatography on a reverse phase column (HPLC-RF) and identified by mass spectrometry (MS). The purified peptides were tested for their biological activity and it was found that the L2K analog showed activity only for the Gram-negative bacteria tested, the N7K analog showed to be more active than P3 for both Gram-positive and Gram-negative and the others did not present antimicrobial activity. The hemolytic activity of the peptides was also evaluated, and it was verified that the only analog that showed activity against erythrocytes was N7K. The hydrophobicity of the peptides was analyzed by the retention time obtained by HPLC-RF an... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este trabalho avaliou o desempenho de uma unidade piloto de floto-filtração, que utilizou polímeros associados ao cloreto férrico no pós-tratamento de efluente de reator anaeróbio de leito expansível (RALEx), tratando esgoto sanitário. Preliminarmente, testaram-se em ensaios de flotação por ar dissolvido em escala de bancada (flotateste), baixas dosagens de polímero sintético catiônico de alto peso molecular como auxiliar de flotação. As dosagens de coagulante deram-se na relação de mg Fe/L por unidade de turbidez (NTU) do RALEx (Fe/turbidez) e variou de 0,08 a 0,18 nos ensaios de bancada. As dosagens fixas de polímero, associadas ao cloreto férrico ocorreram entre 0,1 e 0,4 mg/L. As variáveis operacionais dos ensaios de flotateste e de floto-filtração em escala piloto utilizadas foram: gradiente de floculação de 90/s, tempo de floculação de 18 min, recirculação de 15%, pressão de saturação na câmara com 450±10 kPa e taxa de aplicação superficial igual a 300 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.d. Para os ensaios piloto de floto-filtração foi utilizado leito filtrante de areia, com tamanho efetivo de 0,8 mm e profundidade igual a 1,10 m. Dentre os ensaios piloto de floto-filtração realizados, foram obtidos os melhores resultados ao utilizar dosagens variáveis de cloreto férrico respeitando a relação de 0,15 mg Fe/L para cada unidade de turbidez (Fe/turbidez), associado a dosagens fixas de 0,4 mg/L de polímero, produzindo efluente final com SST < 2 mg/L. Para as condições da presente pesquisa, o polímero que propiciou em flotateste efluente com turbidez mais baixa, tem como características: catiônico, alto peso molecular e altíssima densidade de carga. Foi verificado nos ensaios piloto com dosagens de polímero entre 0,4 e 1,2 mg/L um teor de sólidos totais > 3% no lodo flotado. / This work assessed the performance of domestic sewage treatment pilot unit consisting of anaerobic reactor followed dissolved-air flotation/filtration (DAFF). Associated ferric chloride was used polyelectrolytes. First, was tested in lab-scale dissolved-air flotation (LSDAF), low dosages of cationic synthetic polymer with high molecular weight as aiding of flotation. Coagulant dosages was given in mg Fe/L by unit of turbidity (NTU) of RALEx and it varied from 0,08 to 0,16 in LSDAF. The fixed dosages of polymer associated to the ferric chloride happened between 0,1 and 0,4 mg/L.The variables operational of the LSDAF and DAFF were: velocity gradient (90/s), flocculation time (18 min), recirculation rate (15%), air requirements (12 g air/\'M POT.3\'), saturation pressure (450±10 kPa) and surface load (300 \'M POT.3\'/\'M POT.2\'.d). In pilot unit DAFF, of bed filter of sand was used, with effective size of 0,8 mm and depth the same to 1,10 m. Best results were achieved with 0,15 mg Fe/L per turbidity associated to 0,4 mg/L of polyelectrolytes, producing final effluent with TSS < 2 mg/L. For the conditions of this research, provide that the polyelectrolyte in LSDAF, effluent with lower turbidity, is characterized: cationic, high molecular weight and high load density. It was verified in the pilot essays with dosages of polymer between 0,4 and 1,2 mg/L thickening sludge > 3%.

O microbioma intestinal tem sido associado à sepse, causada por infecção, apresentando respostas imunológicas exacerbadas. O peptídeo antimicrobiano CRAMP atua na imunidade inata com característica ambígua, ora pró-inflamatória ora anti-inflamatória. Nesse estudo, a sepse foi induzida por modelo de ligadura e punção cecal (CLP) e, através de RT-qPCR, o DNA de amostras fecais de camundongos selvagens e deficientes em CRAMP foi analisado. A expressão de Alfa-defensina 5 e Beta-defensina 1 foi investigada em RT-qPCR. Técnicas de imunofluorescência, Elisa e Milliplex, foram utilizadas na quantificação de citocinas - IL-1Beta, IL-6, IL-10, MCP-1 e TNF-Alfa -, e Alfa-defensina 7 e Beta-defensina 1. Os resultados mostraram a intensificação da resposta imune, diante da sepse, com alterações pró-inflamatórias de IL-1Beta, IL-6, MCP-1 e TNF-Alfa e anti-inflamatória de IL-10. A Beta-defensina 1 teve expressão aumentada, enquanto a produção foi mantida ou reduzida nos tecidos, após CLP. A liberação de Alfa-defensina 7 foi ampliada no pulmão de animais selvagens durante a sepse, enquanto a expressão de Alfa-defensina 5 foi reduzida no íleo e cólon. A relação entre o microbioma intestinal e a sepse evidenciou-se com o crescimento da espécie Escherichia coli, enquanto o CRAMP apresentou associação com a espécie Bacteroides vulgatus. Novos estudos permitiram mais conhecimento sobre a interação entre sepse e microbioma intestinal, potencializando o uso de biomarcadores e nova terapêutica na recuperação intestinal, tal como transplante microbiológico fecal / The intestinal microbiome has been associated with sepsis, caused by infection, presenting exacerbated immune responses. The antimicrobial peptide CRAMP acts on innate immunity with ambiguous features, pro-inflammatory and anti-inflammatory. In this study, sepsis was induced by cecal ligation and puncture (CLP) model and, through RT-qPCR, the DNA of fecal samples from wild type and CRAMP-deficient mice was analyzed. Expression of Alpha-defensin 5 and Beta-defensin 1 was investigated in RT-qPCR. Immunofluorescence techniques, Elisa and Milliplex, were used to quantify cytokines - IL-1Beta, IL-6, IL-10, MCP-1 and TNF-Alpha -, and Alpha-defensin 7 and Beta-defensin 1. The results showed the enhancement of the immune response to sepsis with proinflammatory alterations of IL-1Beta, IL-6, MCP-1 and TNF-Alpha and anti-inflammatory IL-10. CRAMP and Beta-defensin 1 peptides had increased expression, while production was maintained or reduced in tissues after CLP. The release of Alpha-defensin 7 was amplified in the lungs of wild type animals during sepsis, while expression of Alpha-defensin 5 was reduced in the ileum and colon. The relationship between the intestinal microbiome and sepsis was evidenced by the growth of Escherichia coli, while CRAMP was associated with Bacteroides vulgatus. New studies have allowed more knowledge about the interaction between sepsis and intestinal microbiome, potentializing the use of biomarkers and new therapy in intestinal recovery, such as fecal microbiological transplantation