NOD mice model human type 1 diabetes and have been used to investigate tolerance induction protocols for islet transplantation in a setting of autoimmunity. Costimulation blockade-based tolerance protocols that induce prolonged skin and permanent islet allograft survival in non-autoimmune mice have failed in NOD mice. To investigate the underlying mechanisms, we generated NOD hematopoietic chimeras. We were able to show that dendritic cell maturation defects seen in NOD mice are partially corrected in mixed hematopoietic chimeras. Furthermore, skin allograft survival was dependent upon the phenotype of the bone marrow donor, demonstrating that in the NOD the resistance to tolerance induction resides in the hematopoietic compartment. In addition, we studied congenic NOD mice bearing insulin dependent diabetes (Idd) loci that reduce diabetes incidence. The incidence of diabetes is reduced in NOD.B6 Idd3 mice, and virtually absent in NOD.B6 Idd3Idd5 mice. Islet allograft survival in NOD.B6 Idd3 mice is prolonged as compared to NOD mice, and in NOD.B6 Idd3Idd5 mice islet allograft survival is similar to that achieved in C57BL/6 mice. Alloreactive CD8 T cell depletion in NOD mice treated with costimulation blockade is impaired, but is partially restored in NOD.B6 Idd3 mice, and completely restored in NOD.B6 Idd3Idd5 mice. Idd3 results from variations in Il2 gene transcription. We hypothesized insufficient levels of IL-2 in NOD mice contributes to impaired deletion of alloreactive CD8 T cells and shortened islet allograft survival. We observed using synchimeric mice that co-administration of exogenous IL-2 to NOD mice treated with costimulation blockade led to deletion of alloreactive CD8 T cells comparable to that in C57BL/6 mice and prolonged islet allograft survival. However, some Idd loci impaired the induction of transplantation tolerance. These data suggest that Idd loci can facilitate or impair induction of transplantation tolerance by costimulation blockade, and that Idd3 (IL-2) is critical component in this process.

The main aim of this thesis is to investigate the role of Impl2 gene in the regulation of immune response to bacterial infection in Drosophila melanogaster. The theoretical part provides a conceptual background concerning immunity in drosophila and also it summarizes what is known about the Impl2 gene. In the practical part, the function of Impl2 gene during infection is examined, starting with the location of its production during immune response, the changes of Impl2 gene amount during infection and its essentiality for a proper immune response. Furthermore, it examines the metabolic changes underlying an immune activation in connection to Impl2 gene. Last but not least, it tests how Impl2 gene is connected with the mobilization of energy during Chill Coma Recovery assay.

In this work we analyse two problems coming from theoretical biology. In the first part we propose a spatially structured population model which is defined on a continuous lattice. In the model individuals disperse at a constant rate v and competition is local and delimitated by the competition radius R. Due to dispersal, the neighborhooh size fluctuates over time. We analyse how these variables affect the adaptive process. While the fixation probabilities of beneficial mutations are roughly the same as in a panmitic population for small and intermediate fitness effects s, a dependence on v and R appears for large s. These quantities also strongly influence fixation times. The model exhibits a dual behavior displaying a power-law growth for the fixation rate and speed of adaptation with the beneficial mutation rate as observed in spatially structured population models, but simultaneously showing a non-saturating behavior for the speed of adaptation with the population size. In the second part we numerically study the dynamics of model imune networks with random and scale-free topologies. We observe that a memory state is reached when the antigen is attached to the most connected sites of the network, where as a percolation state may occur when the antigen attaches to the less connected sites. For increasing values of the connectivity, its population converges exponentially to the asymptotic value of the memory state. On the other hand, the next-nearest populations evolve slowly as power-laws towards the virgin-like state. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, analisamos dois problemas provenientes da biologia teórica. Na primeira parte, propomos um modelo de população espacialmente estruturada, que é definido numa rede contínua. No modelo, indivíduos se dispersam numa taxa constante v e a competição é local e delimitada pelo raio de competição R. Devido à dispersão, o tamanho da vizinhança flutua ao longo do tempo. Analisamos como essas variáveis afetam o processo adaptativo. Embora as probabilidades de fixação de mutações benéficas sejam aproximadamente as mesmas que numa população panmítica para valores de adaptação de pequeno e médio s, uma dependência de v e R aparece para grandes s. Estas quantidades também influenciam fortemente os tempos de fixação. O modelo exibe um comportamento duplo que indica um crescimento em lei de potência para a taxa de fixação e a velocidade de adaptação com a taxa de mutação benéfica como observado em modelos de população espacialmente estruturadas, mas simultaneamente mostra um comportamento não saturante para a velocidade de adaptação com o tamanho da população. Na segunda parte, estudamos numericamente a dinâmica de modelos de redes imunes com topologias aleatória e livre de escala. Observamos que um estado memória é alcançado quando o antígeno é ligado aos sítios mais conectados da rede enquanto que um estado de percolação pode ocorrer quando o antígeno se liga aos sítios menos conectados. Para maiores valores de conectividade, sua população converge exponencialmente para o valor assintótico do estado de memória. Por outro lado, as populações mais próximas evoluem lentamente, como leis de potência para o estado virgem.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In aquaculture, eugenol have been used and recommended as anesthetics for several fish species. Moreover, this product has attracted the attention of researchers because of its chemopreventive, anti-inflammatory and antioxidant properties, as well as, its antimicrobial potential. The aim of this study was to evaluate the activity of eugenol against the fish pathogen Aeromonas hydrophila and eugenol s effect on hematological and natural immune parameters in silver catfish (Rhamdia quelen). In vitro, eugenol showed weak activity against A. hydrophila, but in vivo, at a subinhibitory concentration (10 mg L-1), it promoted survival in infected silver catfish. Eugenol (50 μg mL-1) reduced the hemolytic activity of A. hydrophila supernatant in vitro in fish erythrocytes. Subjecting catfish to eugenol baths (5 and 10 mg L-1) for five days did not alter the hematological and immunological parameters studied in this work. Based on these results, eugenol can be used to treat or prevent bacterial diseases in fish. / Na aquicultura o eugenol tem sido utilizado e recomendado como anestésico para várias espécies de peixes. Além disso, este produto tem atraído a atenção de pesquisadores devido a suas propriedades quimiopreventivas, antiinflamatórias e antioxidantes, bem como, o seu potencial antimicrobiano. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade do eugenol contra o patógeno de peixes Aeromonas hydrophila e seu efeito sobre parâmetros hematológicos e de imunidade natural em jundiás (Rhamdia quelen). O eugenol mostrou fraca atividade contra A. hydrophila in vitro, mas in vivo, a uma concentração subinibitória (10 mg/L) promoveu a sobrevivência de jundiás infectados. In vitro o eugenol (50 μg/mL) reduziu a atividade hemolítica do sobrenadante de A. hydrophila em eritrócitos de peixe. A exposição de jundiás ao eugenol (5 e 10 mg/L) através de banhos durante cinco dias não alterou os parâmetros hematológicos e imunológicos estudados neste trabalho. Com base nestes resultados, o eugenol pode ser usado para tratar ou prevenir infecções bacterianas em peixes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 201389 bytes, checksum: b16c6cf09aae35c8ba2e6527547629ed (MD5) Previous issue date: 2007-03-14 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Aiming to evaluate spray-dried animal plasma (PSP) by piglets weaning at 28 days of age was made a experiment with 128 piglets of a 7.635 ± 0.103 kg initial body weight allocated in a experimental block design, composed by four treatments, eight replicates and four animals a replicate. The treatments used were: 1) Diets without spray-dried plasma (PSP) and with dried milk (LDP), from 29 to 42 days of age; 2) Diets with LDP and 2.8% of PSP from 29 to 35 days of age in the phase one and 2.0% of PSP from 36 to 42 days of age in the phase two; 3) Diets with LDP and 4.2% of PSP from 29 to 35 days of age in the phase one and 3.0% of SPP from 36 to 42 days of age and 4) Diets without LDP and 5.6% of PSP from 29 to 35 days of age and 4.0% of PSP from 36 to 42 days of age in the phase two. From 42 to 56 days of age (phase three) all treatments animals received initial diets without PSP. It was not verified effect (P≥0.10) of SPP inclusion on the average daily feed intake (ADFI), in the period one. On the period one it was verified linear effect (P≤0.10, IBN = 6.8371GPMD 3.5732CRMD) of the treatments over the bio-nutritional index and over the inclusion of PSP (P≤0.10; Ŷ = 0.1364 + 0.0100X) over the daily weight gain and that the feed conversion ratio got better as the level of PSP in the diets was raised. There was no effect of treatments over the diarrhea index. It concluded that the inclusion level of PSP in the first week post-weaning diets for 28 days of age weaning piglets is 5.6%. / Objetivando-se avaliar níveis de plasma sanguíneo em pó (PSP) em dietas para leitões desmamados aos 28 dias de idade foi realizado um experimento utilizando 128 leitões com peso inicial médio de 7,64 ± 0,103 kg, distribuídos em delineamento em blocos, composto por quatro tratamentos, oito blocos e quatro animais por unidade experimental. Os tratamentos usados foram: 1) Ração sem plasma sanguíneo em pó (PSP) e com leite desnatado em pó (LDP), dos 29 aos 42 dias; 2) ração com LDP mais 2,8% de PSP dos 29 aos 35 dias na fase um e 2,0% de PSP dos 36 aos 42 dias na fase dois; 3) ração com LDP mais 4,2% de PSP dos 29 aos 35 dias na fase um e 3,0% de PSP dos 36 aos 42 dias e 4) ração com 5,6% dObjetivando-se avaliar níveis de plasma sanguíneo em pó (PSP) em dietas para leitões desmamados aos 28 dias de idade foi realizado um experimento utilizando 128 leitões com peso inicial médio de 7,64 ± 0,103 kg, distribuídos em delineamento em blocos, composto por quatro tratamentos, oito blocos e quatro animais por unidade experimental. Os tratamentos usados foram: 1) Ração sem plasma sanguíneo em pó (PSP) e com leite desnatado em pó (LDP), dos 29 aos 42 dias; 2) ração com LDP mais 2,8% de PSP dos 29 aos 35 dias na fase um e 2,0% de PSP dos 36 aos 42 dias na fase dois; 3) ração com LDP mais 4,2% de PSP dos 29 aos 35 dias na fase um e 3,0% de PSP dos 36 aos 42 dias e 4) ração com 5,6% de PSP e sem LDP dos 29 aos 35 dias na fase um e 4,0% de PSP dos 36 aos 42 dias na fase dois. Dos 42 aos 56 dias, na fase três, ração de creche sem PSP foi fornecida para os animais de todos os tratamentos. Não se verificou efeito (P≥0,10) da inclusão de PSP nas dietas sobre o consumo de ração médio diário. No período um verificou-se efeito linear crescente (P≤0,10, IBN = 6,8371GPMD 3,5732CRMD) dos tratamentos sobre o índice bionutricional e crescente da adição de PSP (P≤0,10; Ŷ = 0,1364 + 0,0100X ) sobre o ganho de peso médio diário e a Conversão Alimentar melhorou à medida que se aumentou o nível de PSP na dieta. Não houve efeito dos tratamentos sobre o índice de diarréia. Concluiu-se que o nível de inclusão de PSP é de 5,6% no período um.e PSP e sem LDP dos 29 aos 35 dias na fase um e 4,0% de PSP dos 36 aos 42 dias na fase dois. Dos 42 aos 56 dias, na fase três, ração de creche sem PSP foi fornecida para os animais de todos os tratamentos. Não se verificou efeito (P≥0,10) da inclusão de PSP nas dietas sobre o consumo de ração médio diário . No período um verificou-se efeito linear crescente (P≤0,10, IBN = 6,8371GPMD 3,5732CRMD) dos tratamentos sobre o índice bionutricional e crescente da adição de PSP (P≤0,10; Ŷ = 0,1364 + 0,0100X ) sobre o ganho de peso médio diário e a Conversão Alimentar melhorou à medida que se aumentou o nível de PSP na dieta. Não houve efeito dos tratamentos sobre o índice de diarréia. Concluiu-se que o nível de inclusão de PSP é de 5,6% no período um.

A gestação confere ao organismo materno uma série de mudanças e desafios, envolvendo especialmente seu sistema imunológico. O feto, do ponto de vista imunológico, é comparado a um enxerto semi-alogenêico, pois expressa moléculas do complexo de histocompatibilidade principal (MHC) paterno, considerado não próprio ao organismo materno, capaz de desencadear uma resposta imunológica no ambiente intrauterino. Porém, durante todo o período gestacional, o organismo materno reconhece o embrião sem uma resposta imunológica contra sua permanência no útero, estabelecendo-se uma tolerância materno-fetal. Vários mecanismos contribuem para esse estado tolerogênico, como a atividade da enzima indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO). A IDO promove o catabolismo do aminoácido triptofano, levando as células T à apoptose, devido à carência deste aminoácido e pela ação de seus catabólitos no micro ambiente placentário. Diversos tipos celulares estão presentes na interface materno fetal e vários deles podem potencialmente expressar a IDO. Em ratas Wistar, sabe-se que diversas proteínas, principalmente o interferon γ e, recentemente, a progesterona, podem aumentar a expressão desta enzima; contudo, ainda não são conhecidos quais tipos celulares são efetivamente influenciados por estas moléculas. Desta forma, este trabalho buscou suprir esta lacuna, por meio da identificação das células IDO positivas pela imunofenotipagem e citometria de fluxo. De acordo com as analises realizadas, os resultados deste trabalho mostraram que todos os tipos celulares fenotipados foram capazes de expressar a enzima. Contudo somente alguns grupos específicos de células presentes no ambiente uterino placentário sofrem influência das proteínas supracitadas, principalmente as células dendríticas, e os linfócitos CD4 que elevam a expressão de IDO na presença de progesterona e IFN-γ. Tais achados sugerem que a ação da enzima em grupos celulares específicos poderiam constituir meios pelo qual o organismo regula o sistema imunológico no ambiente uterino-placentário, em que é capaz de impedir o desenvolvimento de células imunológicas potencialmente ativas, colaborando com a formação de um ambiente tolerogênico favorável para o desenvolvimento embrionário. / Pregnancy causes several changes and challenges to the maternal body, especially involving the immune system. The fetus, on the immunological point of view, is compared to a semialogeneic graft, expressed as molecules of the paternal major histocompatibility complex (MHC) considered not self to the maternal organism, capable of triggering an immune response in the intrauterine environment. However, throughout the gestational period, maternal organism tolerates the embryo without an immune response against its permanence in the uterus, establishing maternal-fetal tolerance. Several mechanisms contribute to this tolerogenic state, as the activity of the enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO). The IDO promotes the catabolism of tryptophan, inducing T cells apoptosis due to the deprivation of this amino acid and by the action of its catabolites in the placental microenvironment. Several cell types are present in the maternal-fetal interface and many of them can potentially express IDO. In Wistar rats, it is known that interferon γ and recently, progesterone, may increase the expression of this enzyme; however, which cell types are actually influenced by these molecules is still unknown. Thus, this study intends to fill this gap, by identifying IDO positive cells by immunophenotyping and flow cytometry. According to the analysis carried out, the results of this study showed that all phenotyped cell types were able to express the enzyme, however only some specific groups present in placental uterine environment are influenced by the factors above mentioned, especially dendritic cells and lymphocytes CD4 increase the IDO expression at the presence of progesterone and IFN-γ. These findings suggest that the action of the enzyme in specific cell groups may be one of the means by which the body regulates the immune system uterine-placental environment, which is able to prevent the development of potentially active immune cells, contributing to the formation tolerogenic environment favorable for embryonic development.

Avanços recentes nos conhecimentos sobre a infecção viral e AIDS tem levado pacientes soropositivos a uma melhor qualidade de vida. A determinação de quais populações celulares ou qual mecanismo imunológico seja mais relevante para instalação da epidemia conduz a novos patamares de possibilidades de novas drogas antiretrovirais e tratamento mais eficientes. O uso de modelagem matemática, para a epidemiologia, correlaciona indivíduos (neste caso células) e doença (o vírus) através de equações diferenciais, onde se quer observar as condições necessárias para a instalação ou não da doença. Neste trabalho, observou-se através das simulações, que o componente mais importante, depois do linfócito TCD4+, é a célula macrófago (por ser um reservatório de proliferação viral), que a infecção ocorre várias vezes ao longo do tempo (devido o processo de apresentação de antígenos) e que os linfócitos CTL são ineficientes em erradicar a infecção pelo vírus HIV-1, que pode ser um simples fenômeno de co-adaptação. / Recent advances in knowledge about the viral infection and AIDS seropositive patients has led to a better life quality. The determination of what people or cellular immune mechanism which is more relevant for the epidemic installation leads to new levels of possibilities to new antiretroviral drugs discovers and more efficient treatment. Mathematical modeling use on epidemiology, correlates individuals (this case cells) and illness (the virus) through differential equations, where want to observe the conditions necessary to the installation or not the disease. In this study, it was observed through simulations, that the most important component, after lymphocyte CD4 T cells, macrophages is the cell (as a reservoir of viral proliferation) that the infection occurs repeatedly over time (because of the antigen presenting process) and CTL lymphocytes are inefficient in eradicating the infection by HIV-1, which may be a simple phenomenon of co-adaptation.

Os avanços relacionados à ciência dos biomateriais e engenharia tecidual buscam esclarecer os mecanismos envolvidos na resposta biológica associada ao uso desses dispositivos e sua interação com o sistema imune. Neste estudo, avaliou-se a resposta imune e inflamatória desenvolvida em camundongos frente à implantação de membrana de cortical óssea bovina no tecido subcutâneo, em implantação única e sequencial de duas membranas, assim como os possíveis mecanismos envolvidos no processo de reconhecimento e reabsorção desse biomaterial, de acordo com análise histomorfométrica, enzimática e molecular. Após a implantação da membrana, sinais de reabsorção que antes eram notados em pontos isolados, aos poucos se unem até sua completa degradação, observada somente após 15 dias. Todo o processo de reabsorção da membrana é acompanhado por uma reação inflamatória de magnitude moderada, seguida pelo declínio do número de leucócitos, surgimento de células gigantes multinucleadas e formação de uma cápsula de tecido conjuntivo fibroso. A cinética de TNF- e MMP-2, MMP-8, MMP-9 e MMP-13 apresentou um padrão de produção decrescente, entretanto os níveis dos inibidores de metaloproteinases (TIMPs) e TGF- parecem atuar de forma inversa. A velocidade de reabsorção após duas implantações consecutivas da membrana foi maior quando comparada ao grupo de animais que sofreu apenas uma implantação, porém os resultados do teste de hipersensibilidade do tipo tardia (DTH) demonstraram que a membrana é biocompatível, pois não elicitou resposta imunológica exacerbada após uma segunda implantação, confirmando então a natureza não imunogênica desse biomaterial. Finalmente, os animais CD14KO e MyD88KO apresentaram uma reabsorção mais lenta da membrana implantada, quando comparados aos animais C57Bl/6 (WT), demonstrando que as moléculas CD14 e MyD88 estão envolvidas no reconhecimento do biomaterial e desempenham importante papel no processo de reabsorção da membrana de cortical óssea bovina, indicando a participação de PAMPs e/ou DAMPs na resposta biológica gerada por esse biomaterial. / Advances related to the biomaterials science and tissue engineering seek to clarify the mechanisms involved in the biological response associated with the use of those devices and their interaction with the immune system. This study evaluated the inflammatory and immune response developed in mice after implantation bovine bone cortical membrane in subcutaneous tissue, in both, unique and sequential implantation of 2 membranes, as the mechanisms involved in this biomaterial recognition and resorption process, on regards to histomorphometric, enzymatic and molecular analysis. After membrane implantation, previously observed signs of resorption in isolated spots, gradually unite until their complete degradation after 15 days. The whole membrane resorption process is accompanied by a moderate inflammatory reaction, followed by a decline in the leukocytes number, appearance of multinucleated giant cells and formation of a capsule of fibrous connective tissue. The kinetics of TNF-, MMP-2, MMP-8, MMP-9 e MMP-13 showed a pattern of decreasing production, however, levels of metalloproteinases inhibitors (TIMPs) and TGF- seem to act in reverse way. The resorption rate after two successive membrane implantations was higher when compared to the group which suffered only one implantation, however, the results of delayed test hypersensity (DTH) demonstrated that the membrane is biocompatible, that is, it does not elicited too high immune response after a second position, confirming the non immunogenic nature of this biomaterial. Eventually, CD14KO and MyD88KO strains showed a slower membrane resorption when compared to animals C57Bl/6, demonstrating that the CD14 and MyD88 molecules are involved in biomaterial recognition and play an important role in bovine cortical bone membrane resorption process, indicating that PAMPs and/or DAMPs are involved in biological response generated by this biomaterial.

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-08T10:33:23Z No. of bitstreams: 1 tiagofayerdejesus.pdf: 1430604 bytes, checksum: 44c933cea80c72bd24709a956ba5c9cd (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-01-22T18:34:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tiagofayerdejesus.pdf: 1430604 bytes, checksum: 44c933cea80c72bd24709a956ba5c9cd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-22T18:34:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tiagofayerdejesus.pdf: 1430604 bytes, checksum: 44c933cea80c72bd24709a956ba5c9cd (MD5) Previous issue date: 2017-08-31 / Neste trabalho é proposta uma metodologia para resolução de problemas de planejamento de redes de distribuição de energia elétrica considerando incertezas na demanda. A metodologia é baseada na técnica meta-heurística Sistema Imunológico Artificial. No processo de solução, a matemática intervalar é usada no fluxo de potência, e nele estão modeladas as incertezas da carga. As variáveis intervalares de entrada são as cargas ativas e reativas nas barras do sistema. O resultado esperado é apresentado de maneira intervalar e consiste na minimização dos custos de instalação de cabos, de construção/reforço de subestações mais os custos associados às perdas de energia e operação considerando um horizonte de planejamento. Para isso, restrições como radialidade, conectividade, balanço de potência e capacidades físicas de equipamentos foram utilizadas. Para determinar a melhor topologia de rede, outra metodologia foi adotada para se fazer a comparação dos intervalos. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o impacto de se considerar as incertezas da demanda no planejamento de redes de distribuição comparadas com modelos determinísticos tradicionais. O algoritmo proposto é testado em sistemas conhecidos na literatura. / This work proposes a methodology to solve distribution networks planning problems considering demand uncertainties. The methodology is based on the Artificial Immune System metaheuristics. In the solution process, the interval mathematics is implemented within the power flow and inside it, load uncertainties are modeled. The input interval variables are the active and reactive loads in the system buses. The expected result is presented in an interval and consists of minimizing the cable costs installation, construction or reinforcement of substations plus the costs associated with energy losses and operation considering a planning horizon. For this, restrictions such as radiality, connectivity, power balance and physical equipment capacities were used. To determine the best network topology, another methodology was adopted to compare the intervals. The main objective of this work is to evaluate the impact of considering the uncertainties of demand in the planning of distribution networks compared with traditional deterministic models. The proposed algorithm is tested in systems well-known in the literature.

Estudo observacional em uma coorte 148 indivíduos infectados pelo HIV-1, em uso de terapia anti-retroviral, avaliando padrões de resposta imunológica, clínica e virológica em um período de 251 semanas, estratificados em três grupos de resposta virológica: Avirêmicos, Virêmicos e Virêmicos Atenuados. Este estudo observou melhor progressão clínica e imunológica foi observada no grupo Avirêmico, porém um significante ganho de linfócitos TCD4 (p < 0.013) e menor número de casos com evolução para Aids (p < 0.001) foi observado grupo Virêmico Atenuado comparado ao grupo Virêmico. / Observacional study in cohort of 148 HIV-1 infected patients under highly active antiretroviral therapy, analysed by different patterns of immunological reconstitution, clinical outcome and viral suppression in 251 weeks of follow up, estratified in Aviremic, Viremic and Virec Attenuated groups. This study observed better clinical and immunological response in Aviremic group, but Viremic Attenuated group shows a significant TCD4+ cells gain (p < 0.013) and less number of cases progressing to AIDS (p < 0.001) compared to Viremic group.