Malária é um dos principais problemas de saúde nos países em desenvolvimento sendo o Plasmodium o agente etiológico da doença. Neste trabalho foi investigada a função do Ca2+ e da sinalização purinérgica na modulação proteolítica de Plasmodium. Utilizando peptídeos com apagamento intracelular de fluorescência (FRET) analisamos a atividade proteolítica ativada por Ca2+ liberado do retículo endoplasmático ou de compartimentos ácidos e investigamos as diferentes classes de proteases envolvidas. Utilizando-se P. berghei e P. yoelii verificou-se a importância do Ca2+ na modulação proteolítica além de diferenças fisiológicas nesta modulação dentre as espécies estudadas. Foram também investigados os efeitos de ATP, adenosina e GTP extracelular na proteólise e conclui-se que receptores purinérgicos estão envolvidos na habilidade do parasita ativar proteólise intracelular. Na terceira parte da tese foi estabelecido um modelo murino nocaute para analisar a relação Plasmodium-hospedeiro e propõem-se a interação do receptor InsP3R2 e a proteína PbRACK do parasita. / Malaria is a major health problem in developing countries Here we investigate the role of Ca2+ and purines in Plasmodium protease modulation. Using fluorescence resonance energy transfer (FRET) peptides, we verified protease activity elicited by Ca2+from endoplasmatic reticulum or acidic compartments and investigated the classes of affected proteases. Experiments in P. berghei and P. yoelii indicated a fundamental role for calcium in modulating proteolysis and points out key differences in proteolytic responses between Plasmodium species. We also investigated the effects of extracellular ATP, adenosine and GTP on triggering proteolysis. The data lead us to conclude that purinergic receptor is involved in the ability of the parasite to activate intracellular proteolysis by sensing external molecules. The third part of the thesis established a new murine knockout model to analyze Plasmodium-host signaling and suggest a possible interaction between InsP3R2 receptor and the PbRACK parasite protein.

Malária é um dos principais problemas de saúde nos países em desenvolvimento sendo o Plasmodium o agente etiológico da doença. Neste trabalho foi investigada a função do Ca2+ e da sinalização purinérgica na modulação proteolítica de Plasmodium. Utilizando peptídeos com apagamento intracelular de fluorescência (FRET) analisamos a atividade proteolítica ativada por Ca2+ liberado do retículo endoplasmático ou de compartimentos ácidos e investigamos as diferentes classes de proteases envolvidas. Utilizando-se P. berghei e P. yoelii verificou-se a importância do Ca2+ na modulação proteolítica além de diferenças fisiológicas nesta modulação dentre as espécies estudadas. Foram também investigados os efeitos de ATP, adenosina e GTP extracelular na proteólise e conclui-se que receptores purinérgicos estão envolvidos na habilidade do parasita ativar proteólise intracelular. Na terceira parte da tese foi estabelecido um modelo murino nocaute para analisar a relação Plasmodium-hospedeiro e propõem-se a interação do receptor InsP3R2 e a proteína PbRACK do parasita. / Malaria is a major health problem in developing countries Here we investigate the role of Ca2+ and purines in Plasmodium protease modulation. Using fluorescence resonance energy transfer (FRET) peptides, we verified protease activity elicited by Ca2+from endoplasmatic reticulum or acidic compartments and investigated the classes of affected proteases. Experiments in P. berghei and P. yoelii indicated a fundamental role for calcium in modulating proteolysis and points out key differences in proteolytic responses between Plasmodium species. We also investigated the effects of extracellular ATP, adenosine and GTP on triggering proteolysis. The data lead us to conclude that purinergic receptor is involved in the ability of the parasite to activate intracellular proteolysis by sensing external molecules. The third part of the thesis established a new murine knockout model to analyze Plasmodium-host signaling and suggest a possible interaction between InsP3R2 receptor and the PbRACK parasite protein.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As células dos seres vivos são constantemente ameaçadas por agentes químicos ou físicos que possam causar danos ao DNA. Um dos agentes deste estudo foi o cloreto estanoso (SnCl2), utilizado na medicina nuclear como redutor de um isótopo radioativo do tecnécio, o 99mTc. O SnCl2 é um agente cujo mecanismo de produção de lesões em estruturas celulares envolve a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), tais como o H2O2 e o radical OH. Essas ERO podem causar uma série de doenças, o envelhecimento e até mesmo a morte celular, por apoptose ou necrose. Sendo assim, torna-se importante a pesquisa sobre os efeitos biológicos, tanto desse sal, quanto das outras substâncias que compõem os radiofármacos utilizados em medicina nuclear. Desta forma, nosso objetivo geral foi avaliar a toxicidade do cloreto estanoso, associado, ou não, ao kit 99mTc-MDP, bem como dos demais componentes do kit, em diferentes sistemas biológicos. Eletroforese em gel alcalino de agarose em células de E. coli AB 1157 para a avaliação da genotoxicidade; Ensaio do Cometa em células de sangue total de ratos Wistar para estudar a genotoxicidade; Ensaio do Micronúcleo em células da medula óssea de ratos Wistar para verificar o potencial aneugênico e clastogênico; Ensaio Cometa em células de sangue total e em células mononucleares de sangue periférico humano para estudar a genotoxicidade; Ensaio de Viabilidade com Azul Trypan e citometria de fluxo para analisar a citotoxicidade em PBMC; Ensaio do Micronúcleo em linfócitos humanos para verificar o potencial aneugênico e clastogênico. Em cepas de E. coli AB1157, o SnCl2 e o MDP induziram quebras no DNA genômico, quando isolados; porém quando usados de forma associada, ocorreu uma atenuação do número de quebras. Em ratos Wistar, o 99mTc-MDP não foi genotóxico e também não induziu clastogênese ou aneugênese. Em Sangue total, in vitro, o SnCl2 apresentou efeito dose-resposta. Em PBMC, in vitro, o 99mTc-MDP causou redução da viabilidade celular e apresentou genotoxicidade, porém não induziu clastogênese e nem aneugênese. / Alive cells are constantly threated by chemical and physical agents that can generate DNA damage. Here, the studied agent was stannous chloride (SnCl2), a 99mTc reducing agent employed in nuclear medicine. This salt can produce lesions through generation of reactive oxygen species (ROS) as H2O2 and OH. These ROS can be the origin of several diseases and cell death by apoptosis or necrosis. In this way it is important the research about the biological effects of this salt and the other substances composing the radiopharmaceuticals used in nuclear medicine.The aim of this work was to evaluate, in different biological systems, the stannous chloride toxic potentiality, associated or not to 99mTc-MDP radiopharmaceutical as well as the other kit components. Alkaline electrophoresis agarosis gel of E. coli AB 1157 to evaluate the genotoxicity in prokariotic cells; Comet assay in Wistar rats total blood to evaluate the genotoxicity in eukaryotic cells; Micronucleous assay in Wistar rats bone marrow cells to verify the aneugenic and clastogenic effects; Comet assay in human in peripherical total blood and mononuclear cells to evaluate the genotoxicity; Trypan blue viability assay and flow cytometry to evaluate citotoxicity in PBMC; Micronucleous assay in human lymphocyte cells to verify the aneugenic and clastogenic effects; SnCl2 and MDP when isolated induced breaks in E. coli genomic DNA. But, when used in an associated way it was observed an atenuation of the breaks number. 99mTc-MDP was not genotoxic, clastogenic nor aneugenic in Wistar rats In ex vivo human total blood, SnCl2 presented a dose-response effect In ex vivo PBMC; 99mTc-MDP induced a cellular viability reduction and presented genotoxic but not clastogenic or aneugenic effects.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As células dos seres vivos são constantemente ameaçadas por agentes químicos ou físicos que possam causar danos ao DNA. Um dos agentes deste estudo foi o cloreto estanoso (SnCl2), utilizado na medicina nuclear como redutor de um isótopo radioativo do tecnécio, o 99mTc. O SnCl2 é um agente cujo mecanismo de produção de lesões em estruturas celulares envolve a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), tais como o H2O2 e o radical OH. Essas ERO podem causar uma série de doenças, o envelhecimento e até mesmo a morte celular, por apoptose ou necrose. Sendo assim, torna-se importante a pesquisa sobre os efeitos biológicos, tanto desse sal, quanto das outras substâncias que compõem os radiofármacos utilizados em medicina nuclear. Desta forma, nosso objetivo geral foi avaliar a toxicidade do cloreto estanoso, associado, ou não, ao kit 99mTc-MDP, bem como dos demais componentes do kit, em diferentes sistemas biológicos. Eletroforese em gel alcalino de agarose em células de E. coli AB 1157 para a avaliação da genotoxicidade; Ensaio do Cometa em células de sangue total de ratos Wistar para estudar a genotoxicidade; Ensaio do Micronúcleo em células da medula óssea de ratos Wistar para verificar o potencial aneugênico e clastogênico; Ensaio Cometa em células de sangue total e em células mononucleares de sangue periférico humano para estudar a genotoxicidade; Ensaio de Viabilidade com Azul Trypan e citometria de fluxo para analisar a citotoxicidade em PBMC; Ensaio do Micronúcleo em linfócitos humanos para verificar o potencial aneugênico e clastogênico. Em cepas de E. coli AB1157, o SnCl2 e o MDP induziram quebras no DNA genômico, quando isolados; porém quando usados de forma associada, ocorreu uma atenuação do número de quebras. Em ratos Wistar, o 99mTc-MDP não foi genotóxico e também não induziu clastogênese ou aneugênese. Em Sangue total, in vitro, o SnCl2 apresentou efeito dose-resposta. Em PBMC, in vitro, o 99mTc-MDP causou redução da viabilidade celular e apresentou genotoxicidade, porém não induziu clastogênese e nem aneugênese. / Alive cells are constantly threated by chemical and physical agents that can generate DNA damage. Here, the studied agent was stannous chloride (SnCl2), a 99mTc reducing agent employed in nuclear medicine. This salt can produce lesions through generation of reactive oxygen species (ROS) as H2O2 and OH. These ROS can be the origin of several diseases and cell death by apoptosis or necrosis. In this way it is important the research about the biological effects of this salt and the other substances composing the radiopharmaceuticals used in nuclear medicine.The aim of this work was to evaluate, in different biological systems, the stannous chloride toxic potentiality, associated or not to 99mTc-MDP radiopharmaceutical as well as the other kit components. Alkaline electrophoresis agarosis gel of E. coli AB 1157 to evaluate the genotoxicity in prokariotic cells; Comet assay in Wistar rats total blood to evaluate the genotoxicity in eukaryotic cells; Micronucleous assay in Wistar rats bone marrow cells to verify the aneugenic and clastogenic effects; Comet assay in human in peripherical total blood and mononuclear cells to evaluate the genotoxicity; Trypan blue viability assay and flow cytometry to evaluate citotoxicity in PBMC; Micronucleous assay in human lymphocyte cells to verify the aneugenic and clastogenic effects; SnCl2 and MDP when isolated induced breaks in E. coli genomic DNA. But, when used in an associated way it was observed an atenuation of the breaks number. 99mTc-MDP was not genotoxic, clastogenic nor aneugenic in Wistar rats In ex vivo human total blood, SnCl2 presented a dose-response effect In ex vivo PBMC; 99mTc-MDP induced a cellular viability reduction and presented genotoxic but not clastogenic or aneugenic effects.