Natural killer cells play a significant role in the immune response against tumor and infected cells. NK cells express a wide variety of surface receptors, including NKRP1, a C-type lectin-like family of both activating and inhibitory receptors. Recently, ligands have been found for some of these previously orphan molecules, some of them lying within the same family. This is also the case of rat Clr-b as a cognitive ligand for rat NKRP1B. It has been shown that in rat, this inhibitory NKRP1B-Clr-b mutual receptor system is subverted by rat cytomegalovirus protein RCTL, a viral version of Clr-b, which serves as a decoy ligand for NK cells. The aim of my diploma thesis was cloning and production of the above mentioned C-type lectin-like proteins based on transient transfection of HEK293T cell line in a suspension culture. This expression system allows us not only to obtain proteins of our interest with a satisfactory yield but also in their native conformation, removing the need for time consuming and often fruitless refolding procedures required in case of using the E. coli expression system. Success was achieved in case of Clr-b and NKRP1B receptors from both WAG and SD strains. Proteins were purified using IMAC followed by gel filtration, identified by mass spectrometry and characterized by disulfide...

As infecções fúngicas invasivas são um problema global em saúde pública que acometem milhões de vidas anualmente. Entre os principais gêneros causadores dessas doenças, a espécie Cryptococcus gattii destaca-se por acometer indivíduos imunocompetentes e imunossuprimidos. Esse patógeno atua no bloqueio da diferenciação das células T helper (Th) 1 (Th1) e 17 (Th17) através da atenuação da resposta pró-inflamatória no tecido pulmonar. Em vista da capacidade imunomoduladora de ArtinM em induzir uma resposta imunológica Th1 e Th17 através da indução da produção de IL-12 por células apresentadoras de antígenos (APCs), e pelo efeito da lectina em células T CD4+, esse efeito imunomodulador de ArtinM promoveu o controle da infecção por P. brasiliensis e C. albicans. Dessa forma, investigamos os efeitos da administração profilática ou terapêutica de ArtinM no controle da infecção experimental por C. gattii. Constatamos que a infecção por C. gattii rapidamente progride no tecido pulmonar, assim como há uma disseminação completa para o coração, fígado, rim, baço, cérebro e sangue após 21 dias de infeção. Na análise do pulmão, o perfil citocínico apresentou baixos níveis de citocinas pró-inflamatórias, e observamos um aumento na expressão relativa dos marcadores de polarização para o perfil M2 (Arginase-1 e YM-1), em todo período analisado. Visto a capacidade reguladora do C. gattii sobre o sistema imunitário do hospedeiro, avaliamos o efeito da administração profilática de ArtinM sobre o curso dessa infecção. Ao longo de 42 dias de infecção, o grupo tratado com ArtinM apresentou uma redução da carga fúngica pulmonar nos dias 28 e 35 pós-infecção, e os níveis de IFN-?, IL-17 e TNF-? aumentaram significativamente no grupo ArtinM. Esse efeito imunomodulador da administração profilática de ArtinM sobre o modelo de infecção experimental por C. gattii levou-nos a avaliar o efeito da administração terapêutica de ArtinM no curso dessa infecção. Essa nova proposta de aplicação de ArtinM resultou na redução da carga fúngica pulmonar de C. gattii após 21 dias de infecção, comparado com o grupo controle. A administração terapêutica de ArtinM foi capaz de elevar o número absoluto de neutrófilos e linfócitos no sangue periférico dos animais infectados, porém os níveis de citocinas não diferiram entre os grupos ArtinM e controle. Além disso, o grupo tratado com ArtinM apresentou menor frequência de células T CD4+ no baço. Diante do efeito imunomodulador a administração profilática ou terapêutica de ArtinM que promoveu um controle parcial da infecção por C. gattii, partimos para a associação desse agente imunomodulador com o antifúngicoR e s u m o | viii Fluconazol. Verificamos que os animais tratados com ArtinM em associação com fluconazol também apresentaram uma redução da carga fúngica pulmonar em comparação ao grupo controle, indicando que ArtinM é passível de ser associada com a terapia convencional antifúngica. Portanto, nossos dados evidenciaram que a atividade imunomodulatória de ArtinM, através da administração profilática ou terapêutica, foi evidenciada no curso da infecção por C. gattii e favoreceu a imunidade do hospedeiro promovendo uma redução parcial da carga fúngica pulmonar / Invasive fungal diseases are a global public health problem, that affects millions of individuals each year. Among the species that cause these diseases, Cryptococcus gattii is a major because affects immunosuppressed and immunocompetent individuals. C. gattii regulates the differentiation of helper (Th) T cells 1 (Th1) and 17 (Th17) by attenuating the proinflammatory response in the lungs. We know that the immunomodulatory capacity of ArtinM to induce the Th1 and Th17 immune response through IL-12 production by antigen presenting cells (APCs) and the CD4+ T cells activation by direct effect of ArtinM, these activities of ArtinM promoted the control of P. brasiliensis and C. albicans infection. Thus, we investigated the effects of prophylactic or therapeutic administration of ArtinM in the control of C. gattii infection. We found that C. gattii infection rapidly increase in the lungs and disseminate to the heart, liver, kidney, spleen, brain and blood after 21 days of infection. In the lung analysis, the cytokine profile showed low levels of proinflammatory cytokines and we observed an increase in the relative expression of the polarization markers for the M2 macrophages (Arginase-1 and YM-1) for all period. Given the regulatory ability of C. gattii on the host immune response, we evaluated the effect of prophylactic administration of ArtinM on the course of C. gattii infection. During 42 days of infection, the ArtinM-treated group had a reduction in the pulmonary fungal burden on days 28 and 35 post-infection, and levels of IFN-?, IL-17 and TNF-? were significantly increased in the ArtinM group. This immunomodulatory effect of prophylactic administration of ArtinM on the C. gattii infection led us to evaluate the effect of the therapeutic administration of ArtinM on the course of this infection. This new strategy for the ArtinM administration promoted a reduction in the lung fungal burden of C. gattii after 21 days of infection compared to control group. Therapeutic administration of ArtinM was able to increase the absolute number of neutrophils and lymphocytes in the peripheral blood of infected mice, but the cytokine levels did not differ between the ArtinM and control groups. In addition, the ArtinM-treated group showed decrease of the CD4+ T cell frequency in the spleen. Considering the immunomodulatory effect, the prophylactic or therapeutic administration of ArtinM promoted a partial control of C. gattii infection, and instigate us to investigate the association of ArtinM and Fluconazole. We found that the treatment with ArtinM in combination with fluconazole also promoted a reduction in the pulmonary fungal burden, which suggested that ArtinM works well inA b s t r a c t | xi association with antifungal drugs. Therefore, our data showed that the immunomodulatory activity of ArtinM, via prophylactic or therapeutic administration, was evidenced in the course of C. gattii infection and contributed the host immune response to reduce the lung fungal burden

A Ipomoea carnea é uma planta tóxica amplamente distribuída no Brasil e em outros países tropicais. Durante os períodos de seca esta planta se mantém verde, podendo servir como fonte de alimento para os animais de produção. A intoxicação natural é de caráter crônico e ocorre quando ruminantes particularmente, caprinos ingerem a planta, estes animais desenvolvem, principalmente, sintomatologia de origem nervosa. Dois tipos de princípios ativos tóxicos foram isolados desta planta, um alcalóide nortropânico, as calisteginas B1, B2, B3 e C1 e principalmente o alcalóide indolizidínico, a suainsonina, cujo mecanismo de ação tóxico se estabelece por inibição de duas enzimas a α-manosidase lisossomal, levando ao acúmulo de oligossacarídeos não metabolizados no interior de lisossomos, promovendo a degeneração vacuolar intracitoplasmática, perda de função e até mesmo morte celular e a manosidase II do Complexo de Golgi, causando alterações na síntese, no processamento e no transporte de glicoproteínas. Histologicamente esta intoxicação é caracterizada pela presença de vacúolos lisossomais no sistema nervoso central (SNC), tireóide, fígado, pâncreas e rins. Recentemente, pesquisas, relativas à toxicidade perinatal desta planta, vêm mostrando que a Ipomoea carnea possui efeitos teratogênicos, em ratos, caprinos e coelhos, porém até o momento não se sabe se a placenta poderia estar envolvida na gênese desta patologia ou se os efeitos deletérios no feto seriam devidos diretamente à passagem transplacentária do princípio ativo tóxico. Portanto o principal objetivo desta pesquisa foi verificar o possível efeito placentotóxico da planta. Assim, o resíduo aquoso final da planta (RAF) foi administrado, via oral, por gavage para ratas Wistar gestantes, nas doses de 1,0; 3,0 e 7,0 g/kg no período do 6º ao 19º dias de gestação, já os animais do grupo controle e peer-feeding, receberam apenas água pela mesma via e período que os animais tratados. Durante o período de tratamento estes animais foram inspecionados diariamente e o consumo de água e ração, bem como o ganho de peso mensurados à cada 3 dias. No final da gestação parte dos animais foram, destinados a secção cesariana, para principalmente avaliação do tecido placentário e os outros animais seguiram a gestação até o nascimento a termo para análise das proles. Dos animais provenientes da secção cesariana, foram coletados os fetos e suas respectivas placentas, sendo estas encaminhadas para análise anatomopatológica, histoquímica (lectinas e TUNEL) e morfométrica, assim como os fetos mensurados quanto ao seu tamanho e peso e avaliados para malformações externas e análise óssea e visceral e realizado o desempenho reprodutivo destas fêmeas. As gestantes que seguiram até o nascimento de suas prole, as quais foram avaliadas quanto ao seu desenvolvimento físico e reflexológico diariamente e nos dias 4, 8, 15 e 22 de lactação, um filhote de cada mãe foi eutanasiado para coleta de fragmentos representativos do fígado, rim, SNC e pâncreas para avaliação histopatológica, este procedimento também foi realizado naquelas mães submetidas a secção cesariana no 20º dia de gestação, bem como nas mães lactantes no 22º dia de lactação. Os resultados obtidos evidenciam claramente o potencial teratogênico produzido pela Ipomoea carnea, visto que tanto os fetos quanto os filhotes apresentaram algumas anomalias congênitas, diminuição do peso ao nascimento e também o retardo na geotaxia negativa. No fígado e nos rins das mães e dos filhotes foi observada a degeneração vacuolar, evidenciando a toxicidade materna e fetal promovida pela planta expostos durante o período gestacional. Um dado importante aqui observado se refere à avaliação do tecido placentário, o qual apresentou algumas alterações histopatológicas, como o espessamento da zona de labirinto e a redução de espessura da zona juncional, porém a degeneração vacuolar não fora observada neste órgão, porém quando realizada a técnica de lectina-histoquímica, foi possível observar o acúmulo de alguns açúcares nas células em diversas regiões da placenta, evidenciando desta forma que este tecido também sofreu injúria promovida pela ação da planta, não sendo mais possível considerar este órgão apenas como um local de passagem para estes princípios ativos tóxicos. / Ipomoea carnea is a toxic plant widely distributed in Brazil and other tropical countries. During periods of drought, animals graze on this plant which grows even in the presence of adverse climatic conditions. After prolonged periods of plant intake, the animals exhibit a variety of clinical signs as depression, general weakness, body weight loss, staggering gait, muscle tremors, ataxia, posterior paresis, and paralysis. Two kinds of toxic principles were isolated from the plant, the nortropane alkaloids calystegines B1, B2, B3 and C1 and mainly the indolizidine alkaloid swainsonine. The latter alkaloid is a potent inhibitor of two distinct intracellular enzymes, the lysosomal α-mannosidase which results in lysosomal accumulation of incompletely processed oligosaccharides moieties inside vacuoles, which progresses to cellular function loss and, ultimately, to cell death and the Golgi mannosidase II enzyme causes alteration of the N-linked glycoprotein process, modifying the glycoprotein synthesis, processing and carrier. Histologically, cellular vacuolization of Purkinje cells, thyroid follicles, exocrine pancreas, liver and kidney cells have been observed. Recently, many studies in our laboratory have shown that Ipomoea carnea have teratogenic effects in rats, goats and rabbits. However, it is not known yet if the alterations observed in the fetuses are due to alterations in the placenta or if they can be directly related to the transplacental transfer of the active principle. The present study was performed to evaluate the effects of Ipomoea carnea in the placental tissue and in the litter of female rats treated during. Pregnant rats of the experimental groups were treated orally by gavage, once a day from GD6 to GD19, with 1,0; 3,0; 7,0 g/kg of Ipomoea carnea AF. The control and peer-feeding group received tap water by gavage. Total body weight gain, water and food consumption were measured each three days during the experimental period. At the end of pregnancy period some animals were, for cesarean section, mainly for evaluation of placental tissue and the other animals followed the pregnancy until the birth to the term analysis of offspring. From the animals that came from the cesarean section, were collected the fetuses and their placental, those being collected for anatomopathological, histochemistry (lectins and TUNEL) and morphometric analysis, as the fetuses measured about their sizes and weight and assessed to external malformation and bone and visceral analysis and performed the reproductive performance of those females. The pregnants that followed up to the birth of their offspring, which were assessed regarding their physical and reflexology development daily and at days 4, 8, 15 e 22 of lactation, an offspring of each mother was euthanized so representatives fragments of the liver, kidney, SNC and pancreas could be collected for a histopathological assessment, this procedure was also performed at those mothers submitted to the cesarean section at the 20th pregnancy day, as well as at the breastfeeding at the 22nd lactation day. The obtained results clearly show the teratogenic potential produced by the Ipomoea carnea, because both the fetuses as the pups had some congenital anomalies, decrease in birth weight and the delayed negative geotaxis. At both the mother and offsprings liver and kidneys was observed a vacuolar degeneration, showing the maternal and fetal toxicity promoted by the plant exposed during the pregnancy period. An important data noted here refers to the placental tissue assessment, which showed some histopathological alterations, as the labirinth zone thickening and the reduction of the junctional zone thickness, however the vacuolar degeneration was not observed in this organ, although when performed the lectin-histochemistry technique, it was possible to observe the accumulation of some sugars in some cells located at several regions of the placenta, this way showing that this tissue has also suffered some injury promoted by the plant action, not being possible anymore to consider this organs just as a plac of passage for these toxic active principle.

A galectina-1 (Gal-1) é uma proteína que reconhece -galactosídeos e participa de vários processos biológicos, incluindo a modulação da resposta imunológica. Vários relatos da literatura reportam o potencial uso terapêutico da Gal-1 para doenças auto-imunes, inflamatórias, degenerativas e infecciosas. Entretanto, são escassos os relatos sobre o envolvimento da Gal-1 na doença causada por Tripanosoma cruzi. O presente trabalho tem como objetivos o estudo da participação da Gal-1 endógena e exógena na evolução da infecção aguda experimental por T. cruzi. Galectina-1 recombinante, camundongos C57BL/6 deficientes (nocaute - Gal-1-/-) ou não (selvagem - Gal-1+/+) do gene da galectina-1 e macrófagos desses animais foram utilizados em experimentos de infecção in vivo e/ou in vitro. Os animais foram infectados com tripomastigotas de T. cruzi da cepa Y, por via intraperitoneal. Os parâmetros analisados na caracterização do processo de infecção foram: parasitemia e sobrevivência; histopatologia do tecido cardíaco; dosagem de óxido nítrico, pelo método de Griess; imunofenotipagem de leucócitos, por citometria de fluxo; dosagem de citocinas por ELISA e taxa de liberação de parasitas em cultura de macrófagos. Os camundongos Gal-1-/- ou Gal-1+/+ tratados com Gal-1 exógena apresentaram as menores taxas de parasitemia. De modo interessante, todos os camundongos Gal-1-/- sobreviveram à infecção, enquanto que os selvagens apresentaram uma drástica redução de sobrevivência após o desafio com T. cruzi. A ausência da Gal-1 endógena ou o tratamento com a Gal-1 exógena provocou no músculo cardíaco de camundongos infectados uma significativa redução infiltrado inflamatório. As dosagens de citocinas séricas indicaram que animais selvagens infectados e tratados com Gal-1 apresentaram uma diminuição de IFN- em relação aos não tratados. Além disso, soros de animais nocautes infectados apresentaram níveis inferiores de diferentes citocinas (TNF-, IFN- , IL-4, IL-10 e IL-12) em comparação com amostras séricas de animais selvagens infectados. As porcentagens de diferentes tipos de células esplênicas (T, B, macrófagos, NKT e NK) foram, geralmente, maiores em camundongos selvagens do que em nocautes após a infecção por T. cruzi. Curiosamente, na cavidade peritoneal de camundongos Gal-1-/- ocorreu um aumento de neutrófilos e macrófagos após 12h ou 24h da infecção, respectivamente. O pico de produção de NO induzido por T. cruzi em macrófagos Gal-1-/- foi mais precoce e intenso do que o obtido por macrófagos Gal-1+/+. Além disso, os macrófagos Gal-1-/- liberaram menos parasitas in vitro em comparação como os macrófagos Gal-1+/+. Com base nesse conjunto de resultados sugerimos que a ausência de Gal-1 endógena ou o tratamento de animais com Gal-1 exógena promoveram perfis imunológicos (resposta inata e adaptativa) favorecedores da resolução da infecção experimental aguda por T. cruzi. / Galectin-1 (Gal-1) is a -galactoside-binding protein and participates in several biological processes, including modulation of immune response. In the literature, there are several reports about the potential therapeutic use of Gal-1 for autoimmune diseases, inflammatory, degenerative and infectious diseases. However, there are few reports on the involvement of Gal-1 in disease caused by Trypanosoma cruzi. Thus, this work was conducted to study the participation of endogenous and exogenous Gal-1 in acute experimental infection by T. cruzi. Recombinant Gal-1, galectin-1-deficient mice (KO - Gal-1-/-) or wild type (WT - Gal-1+/+) mice and macrophages from these animals were used to perform the in vivo and in vitro assays. The animals were infected with trypomastigotes of T. cruzi (strain Y), intraperitoneally. The biological parameters analyzed were parasitemia and survival; histopathology of heart tissue, measurement of nitric oxide by Griess reaction; leukocyte immunophenotyping by flow cytometry; cytokine detection by ELISA and the release rate of parasites in cultured macrophages. Infected-Gal-1-/- mice or infected-Gal-1+/+ mice treated with Gal-1 showed the lowest levels of parasitemia. Interestingly, all infected-KO mice survived after the infection, whereas the infected-WT mice showed a drastic reduction in survival. The absence of endogenous Gal-1 or the exogenous Gal-1 treatment promoted a drastic reduction on inflammatory cells infiltrate in the cardiac muscle of infected mice. The sera of infected-WT mice treated with Gal-1, but not untreated animals, showed high levels of IFN-. Additionally, sera from infected-KO mice showed lower levels of different cytokines (TNF-, IFN-, IL-4, IL-10 and IL-12) compared with serum samples from infected-WT animals. The number of spleen cells (T, B cells, macrophages, NK and NKT) were generally higher in WT mice than in KO mice after infection with T. cruzi. Interestingly, the peritoneal cavity of infected-KO mice presented an increased numbers of neutrophils and macrophages after 12h or 24h of infection, respectively. The peak of NO production induced by T. cruzi in Gal-1-/- macrophages was earlier and more intense than that obtained by Gal-1+/+ macrophage. Furthermore, Gal-1-/- macrophage released fewer parasites in vitro in comparison to Gal-1+/+ macrophages. Taken together, these results suggest that the absence of endogenous Gal-1 or treatment with exogenous Gal-1 promoted immunological profiles (innate and adaptative responses) that cooperate to the resolution of acute experimental infection by T. cruzi

A galectina-1 (Gal-1) é uma proteína que reconhece ?-galactosídeos e participa de vários processos biológicos, incluindo a modulação da resposta imunológica. Vários relatos da literatura reportam o potencial uso terapêutico da Gal-1 para doenças auto-imunes, inflamatórias e infecciosas. Entretanto, são escassos os relatos sobre o envolvimento da Gal-1 na infecção causada por Tripanosoma cruzi. Neste trabalho foi avaliada a participação da Gal-1 endógena e a administração de Gal-1 exógena na evolução da infecção aguda induzida experimentalmente por T. cruzi. Foram realizados experimentos in vivo e/ou in vitro com o uso de Gal-1 recombinante humana, camundongos C57BL/6 deficientes do gene da Gal-1 (Gal-1 KO, knock-out) ou do gene Toll Like Receptor 4 (TLR-4 KO, knock-out) e selvagens (WT, wild type), além de seus macrófagos. A forma de T. cruzi utilizada foi a tripomastigota da cepa Y. Os parâmetros analisados na caracterização do processo de infecção foram: i) parasitemia e sobrevivência de animais; ii) histopatologia do tecido cardíaco; iii) imunofenotipagem de leucócitos; iv) dosagem de citocinas; v) determinação de taxas de invasão e liberação de parasitas a partir de células infectadas; vi) produção de óxido nítrico por macrófagos. A Gal-1 e/ou anticorpos anti-glicopeptídeos miméticos de mucina de T. cruzi ligam-se à glicanas da superfície deste parasita e impedem sua invasão em fibroblastos e sua captura por macrófagos. O tratamento de macrófagos infectados com Gal-1 reduz a liberação de parasitas e aumenta a produção de óxido nítrico (NO) por um mecanismo, aparentemente, independente da sinalização via TLR-4. Os camundongos KO Gal-1 e os WT tratados com Gal-1 exógena apresentaram as menores taxas de parasitemia, sendo que os primeiros são mais resistentes à infecção aguda por T. cruzi. A ausência da Gal-1 endógena nos animais infectados provocou vários efeitos como a redução no infiltrado inflamatório e carga parasitária no tecido cardíaco, níveis séricos elevados de citocinas (IL-2, IL-4, IL-6, IL-10 e IL-17A), menor porcentagem de linfócitos T CD4+ e maior de T CD8+ no coração dos animais, aumento do influxo de neutrófilos na cavidade peritoneal e no coração. Com base nesse conjunto de resultados sugerimos que a ausência de Gal-1 endógena ou o tratamento de animais com Gal- 1 exógena promoveram perfis imunológicos (resposta inata e adaptativa) favorecedores da resolução da infecção experimental aguda por T. cruzi / Galectin-1 (Gal-1) is a protein that recognizes ?-galactosides and participates in many biological processes, including the modulation of the immune response. Several reports in the literature show the potential therapeutic use of Gal-1 to autoimmune, inflammatory and infectious diseases. However, there are few reports on the involvement of Gal-1 on infection caused by Trypanosoma cruzi. Here, we evaluated the involvement of endogenous Gal-1 and Gal-1 administration of exogenous in the development of acute experimental infection by T. cruzi. Recombinant human Gal-1, C57BL/6 mice deficient for Gal-1 gene (Gal-1 KO, knockout) or for Toll like receptor 4 gene (TLR-4 KO, knock-out) or C57BL/6 wild type mice (WT), and macrophages from these animals were used in experiments in vivo and / or in vitro. The form of T. cruzi used in this work was trypomastigotes from Y strain. The analyzed parameters characterizing the process of infection were: i) parasitemia and survival of animals; ii) histopathology of cardiac tissue; iii) leucocyte immunophenotyping; iv) cytokine assay; v) determination of invasion and release rates of parasites from infected cells; vi) nitric oxide production by macrophages. The Gal-1 and / or antibodies anti- glycopeptides that mimics T. cruzi mucin bind to glycans on the surface of this parasite and prevent invasion of the parasite in fibroblasts and its capture by macrophages. Treatment of infected macrophages with Gal-1 promotes a lower release of parasites and increased production of nitric oxide (NO) by these phagocytes, and this production of NO is independent of TLR-4 signaling pathway. The Gal-1 KO mice and WT mice treated with exogenous Gal-1 had the lowest rates of parasitemia and the first group is more resistant to acute infection with T. cruzi. The absence of endogenous Gal-1 in infected animals caused various effects such as a reduction in the inflammatory infiltrate and the parasite load in the cardiac tissue, elevated serum levels of cytokines (IL-2, IL-4, IL-6, IL-10 and IL- 17A), a lower percentage of T CD4+ and increased T CD8+ the hearts of animals, increased influx of neutrophils into the peritoneal cavity and heart tissue. Based on this set of results we suggest that the absence of endogenous Gal-1 or treatment of animals with exogenous Gal-1 promoted immunological profiles (innate and adaptive response) favoring the resolution of acute experimental T. cruzi infection.

O fungo termodimórfico Paracoccidioides brasiliensis (P. brasiliensis) é o agente causador da paracoccidioidomicose (PCM), doença endêmica na América Latina. A partir do reconhecimento de componentes fúngicos, macrófagos são ativados e adquirem propriedades que favorecem a eliminação do patógeno. Essas células produzem citocinas responsáveis pelo direcionamento da resposta adaptativa, sendo que o perfil Th1 é associado a proteção. Lectinas são proteínas que se ligam seletiva e reversivelmente a açúcares. Sua interação com glicanas da superfície de células da imunidade pode resultar em ativação e produção de citocinas, o que pode culminar em imunomodulação de efeito anti-infectivo. Nosso grupo trabalha com uma lectina de P. brasiliensis, denominada de Paracoccina (PCN) que se liga a N-acetilglicosamina. Assim, no presente trabalho objetivamos a produção de paracoccina recombinante (rPCN) expressa em Pichia pastoris e análise do papel ativador da rPCN em macrófagos. Demonstramos que esse organismo transformado secreta rPCN para o meio de cultura, com baixa contaminação de proteínas endógenas, o que possibilita o isolamento da proteína recombinante através de etapa cromatográfica única. Verificamos que a preparação obtida reproduz características da proteína nativa obtida de leveduras de P. brasiliensis e tem massa molecular aparente de 27 kDa. Demonstramos que rPCN estimula macrófagos murinos a produzirem citocinas pró-inflamatórias (IL-6, IL-12p40 e TNF-) e óxido nítrico (NO). Macrófagos estimulados com rPCN polarizam-se em direção ao perfil M1, como indicado pela maior expressão relativa de mRNA para iNOS2, SOCS3 e STAT1. Verificamos que TLR2 e TLR4 medeiam a ativação de macrófagos por rPCN, uma vez que a ausência de cada um desses receptores, com destaque para TLR4, afeta a produção de mediadores inflamatórios estimulada pelo componente fúngico. TLR4 é também responsável pela polarização de macrófagos em direção ao perfil M1, pois na ausência desse receptor não se detecta mensagem para iNOS2. Concluímos que o método de produção de rPCN via P. pastoris é eficiente e que a preparação obtida ativa macrófagos, levando-os a produzirem mediadores pró-inflamatórios e se polarizarem em direção ao perfil M1. Esses processos são essencialmente mediados por TLR4. Postula-se que paracoccina seja um agonista de TLR4 capaz de desencadear respostas que, sabidamente, conferem proteção contra a infecção por P. brasiliensis. / The dimorphic fungus Paracoccidioiddes brasiliensis (P. brasiliensis) is the causative agent of paracoccidioidomycosis (PCM), an endemic disease in Latin America. From the recognition of fungal components, macrophages are activated and acquire properties that favor the elimination of the pathogen. These cells produce cytokines that are responsible for directing the adaptive response, wherein Th1 immunity is protective. Lectins are proteins that bind selectively and reversibly to sugars. Their interaction with glycans in the surface of immune cell can result in activation and cytokine production, which may result in immunomodulatory anti-infective effect. Our group has been working with a lectin from P. brasiliensis called paracoccin (PCN) which binds to N-acetylglucosamine. In the present work we aimed to produce recombinant paracoccin (rPCN) expressed in Pichia pastoris and analysis of the role of rPCN in macrophages activation. We have demonstrated that this transformed organism secret rPCN to the culture medium and presents low contamination with endogenous proteins, which allows the isolation of recombinant protein by a single chromatography step. We found that the obtained preparation reproduces characteristics of the native protein from P. brasiliensis yeast and has apparent molecular mass of 27 kDa. We demonstrated that rPCN stimulates murine macrophages to produce pro-inflammatory cytokines (IL-6, IL-12 p40, and TNF-) and nitric oxide (NO). Macrophages stimulated with rPCN polarize toward the M1 profile, as indicated by increased relative expression of iNOS2, SOCS3, and STAT1. We found that TLR2 and TLR4 mediate macrophage activation by rPCN, since the absence of each of these receptors, especially TLR4, affects the production of inflammatory mediators stimulated by the fungal component. TLR4 is also responsible for macrophage polarization toward the M1 profile, because in the absence of this receptor, the message to iNOS2 is not detected. We conclude that the method used to rPCN production, by P. pastoris, is efficient and that the obtained preparation is able to active macrophage, inducing them to produce pro-inflammatory mediators and polarize into the M1 profile. These processes are primarily mediated by TLR4. It is postulated that Paracoccin corresponds to a TLR4 agonist, able to trigger responses that are known to provide protection against infection with P. brasiliensis.

As galectinas são proteínas que se ligam a -galactosídeos por meio do domínio de reconhecimento de carboidratos (CRD do inglês, Carbohydrate Recognition Domain) e que participam de vários processos de reconhecimento celular, sinalização, adesão e destinação intracelular de proteínas recém-sintetizadas. A primeira galectina, Galectina-1 (Gal-1), foi identificada em 1976 e possui um papel importante na progressão e proliferação tumoral, angiogênese, resistência a drogas e processos inflamatórios. Assim, é interessante a construção de dispositivos com Galectinas imobilizadas, preservando o CRD para o estudo de mecanismos e/ou detecção destas doenças. Neste trabalho a produção e caracterização de uma proteína recombinante fusionada, a MBP-Gal-1, foi descrita. A proposta do projeto foi pautada na hipótese de que a fusão da MBP à Gal-1 seria uma excelente estratégia para imobilização orientada da proteína de interesse, (Gal-1), sobre eletrodos modificados com filme polimérico, auxiliando na preservação da atividade da biomolécula imobilizada para posterior desenvolvimento de biossensor. A MBP-Gal-1 foi purificada utilizando 2 colunas com resinas diferentes: sepharose/lactose e amilose onde foi possível comprovar a atividade/preservação dos sítios ativos da Gal-1 e MBP, respectivamente. A proteína fusionada teve seu estado oligomérico estimado e seu raio hidrodinâmico determinado pela técnica Espalhamento Dinâmico da Luz sendo que a mesma se encontrava na forma monomérica com raio hidrodinâmico de 4 nm ± 1,26. A massa molecular de 57,834 kDa para a MBP-Gal-1 foi obtida através da técnica de Espectrometria de Massas MALDI-TOF/TOF. O PPB, material polimérico empregado na modificação dos eletrodos de carbono vítreo e ouro, foi sintetizado e teve sua estrutura confirmada pela técnica de Ressonância Magnética Nuclear; este material foi utilizado para a realização dos ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR) para a construção do biossensor. Os ensaios EIE utilizando eletrodo de carbono vítreo modificado com PPB mostraram a importância da imobilização orientada da sonda (MBP-Gal-1) para garantir a preservação da atividade biológica da mesma, uma vez que os resultados relativos ao aumento da Resistência à Transferência de Carga (Rtc), após adição do alvo (lactose), foram da ordem de 80% a mais para a proteína fusionada MBP-Gal-1 quando comparados à proteína nativa Gal-1. Os ensaios de SPR revelaram maior SPR efetiva para a MBP-Gal-1 imobilizada sobre superfície de eletrodo Au-SPR modificado com PPB o qual apresentou bom desempenho na detecção de lactose. / Galectins are proteins that bind to -galactosides by the Carbohydrate Recognition Domain (CRD) and participate in various processes of cell recognition, signaling, adhesion and intracellular destination of newly synthesized proteins. The first galectin, Galectin-1 (Gal-1), was identified in 1976 and plays an important role in tumor progression and proliferation, angiogenesis, drug resistance and inflammatory processes. Thus, it is interesting to desing devices with immobilized Galectins, preserving its CRD for the study of mechanisms and /or detection of such diseases. In this work the production and characterization of a fused recombinant protein, MBP-Gal-1, has been described. The project goal was based on the hypothesis that the fusion of the MBP to Gal-1 would be an excellent strategy for oriented immobilization of the protein of interest, (Gal-1), onto PPB- modified electrodes, promoting the preservation of the biomolecule activity immobilized for further development of a biosensor. MBP-Gal-1 was purified using 2 columns with different resins: sepharose/lactose and amylose and it was possible to prove the activity/preservation of both CRDs from Gal-1 and MBP, respectively. Dynamic Light Scattering showed that MBP-Gal-1 was in a monomeric form and with a hydrodynamic radius of 4 nm ± 1,26. The molecular mass of 57.834 kDa for MBP-Gal-1 was obtained by the technique of MALDI-TOF/TOF Mass Spectrometry. The PPB, a polymeric material used in the modification of glassy carbon and gold electrodes, was synthesized and its structure was confirmed by the Nuclear Magnetic Resonance (NMR); this material was used to carry out the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Surface Plasmon Resonance (SPR) tests for the construction of the biosensor. EIS assays using PPB-modified glassy carbon electrode showed the importance of probe-immobilization (MBP-Gal-1) to ensure the preservation of the biological activity of the protein, since the results related to the increase in Resistance of Charge Transfer (Rct), after addition of the target (lactose), were 80% higher for the fused protein MBP-Gal-1 when compared to the Gal-1 native-form protein. The SPR assays revealed a greater effective SPR for MBP-Gal-1 immobilized onto PPB-modified Au-SPR electrode surface which showed good performance in the detection of lactose.

As galectinas são proteínas que se ligam a -galactosídeos por meio do domínio de reconhecimento de carboidratos (CRD do inglês, Carbohydrate Recognition Domain) e que participam de vários processos de reconhecimento celular, sinalização, adesão e destinação intracelular de proteínas recém-sintetizadas. A primeira galectina, Galectina-1 (Gal-1), foi identificada em 1976 e possui um papel importante na progressão e proliferação tumoral, angiogênese, resistência a drogas e processos inflamatórios. Assim, é interessante a construção de dispositivos com Galectinas imobilizadas, preservando o CRD para o estudo de mecanismos e/ou detecção destas doenças. Neste trabalho a produção e caracterização de uma proteína recombinante fusionada, a MBP-Gal-1, foi descrita. A proposta do projeto foi pautada na hipótese de que a fusão da MBP à Gal-1 seria uma excelente estratégia para imobilização orientada da proteína de interesse, (Gal-1), sobre eletrodos modificados com filme polimérico, auxiliando na preservação da atividade da biomolécula imobilizada para posterior desenvolvimento de biossensor. A MBP-Gal-1 foi purificada utilizando 2 colunas com resinas diferentes: sepharose/lactose e amilose onde foi possível comprovar a atividade/preservação dos sítios ativos da Gal-1 e MBP, respectivamente. A proteína fusionada teve seu estado oligomérico estimado e seu raio hidrodinâmico determinado pela técnica Espalhamento Dinâmico da Luz sendo que a mesma se encontrava na forma monomérica com raio hidrodinâmico de 4 nm ± 1,26. A massa molecular de 57,834 kDa para a MBP-Gal-1 foi obtida através da técnica de Espectrometria de Massas MALDI-TOF/TOF. O PPB, material polimérico empregado na modificação dos eletrodos de carbono vítreo e ouro, foi sintetizado e teve sua estrutura confirmada pela técnica de Ressonância Magnética Nuclear; este material foi utilizado para a realização dos ensaios de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) e Ressonância de Plásmons de Superfície (SPR) para a construção do biossensor. Os ensaios EIE utilizando eletrodo de carbono vítreo modificado com PPB mostraram a importância da imobilização orientada da sonda (MBP-Gal-1) para garantir a preservação da atividade biológica da mesma, uma vez que os resultados relativos ao aumento da Resistência à Transferência de Carga (Rtc), após adição do alvo (lactose), foram da ordem de 80% a mais para a proteína fusionada MBP-Gal-1 quando comparados à proteína nativa Gal-1. Os ensaios de SPR revelaram maior SPR efetiva para a MBP-Gal-1 imobilizada sobre superfície de eletrodo Au-SPR modificado com PPB o qual apresentou bom desempenho na detecção de lactose. / Galectins are proteins that bind to -galactosides by the Carbohydrate Recognition Domain (CRD) and participate in various processes of cell recognition, signaling, adhesion and intracellular destination of newly synthesized proteins. The first galectin, Galectin-1 (Gal-1), was identified in 1976 and plays an important role in tumor progression and proliferation, angiogenesis, drug resistance and inflammatory processes. Thus, it is interesting to desing devices with immobilized Galectins, preserving its CRD for the study of mechanisms and /or detection of such diseases. In this work the production and characterization of a fused recombinant protein, MBP-Gal-1, has been described. The project goal was based on the hypothesis that the fusion of the MBP to Gal-1 would be an excellent strategy for oriented immobilization of the protein of interest, (Gal-1), onto PPB- modified electrodes, promoting the preservation of the biomolecule activity immobilized for further development of a biosensor. MBP-Gal-1 was purified using 2 columns with different resins: sepharose/lactose and amylose and it was possible to prove the activity/preservation of both CRDs from Gal-1 and MBP, respectively. Dynamic Light Scattering showed that MBP-Gal-1 was in a monomeric form and with a hydrodynamic radius of 4 nm ± 1,26. The molecular mass of 57.834 kDa for MBP-Gal-1 was obtained by the technique of MALDI-TOF/TOF Mass Spectrometry. The PPB, a polymeric material used in the modification of glassy carbon and gold electrodes, was synthesized and its structure was confirmed by the Nuclear Magnetic Resonance (NMR); this material was used to carry out the Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) and Surface Plasmon Resonance (SPR) tests for the construction of the biosensor. EIS assays using PPB-modified glassy carbon electrode showed the importance of probe-immobilization (MBP-Gal-1) to ensure the preservation of the biological activity of the protein, since the results related to the increase in Resistance of Charge Transfer (Rct), after addition of the target (lactose), were 80% higher for the fused protein MBP-Gal-1 when compared to the Gal-1 native-form protein. The SPR assays revealed a greater effective SPR for MBP-Gal-1 immobilized onto PPB-modified Au-SPR electrode surface which showed good performance in the detection of lactose.

Os estudos sobre o mecanismo de enovelamento das proteínas é o resultado de um estudo intenso utilizando métodos bioquímicos, biofísicos e teóricos. \"In vitro\", o estado inicial deste estudo é a proteína desnaturada. Neste trabalho, temos estudado o reenovelamento, após desnaturação térmica, de uma glicoproteína denominada frutalina; da família das lectinas. A característica principal desta classe de proteínas é sua habilidade para interagir com carboidratos e, portanto, combinar-se com glicocomponentes da superfície da célula, induzindo suas propriedades biológicas. A frutalina é uma lectina tetramérica extraída das sementes de Artocarpus incisa. Ela é ligante de D-galactose e o espectro de CD (dicroísmo circular) de sua estrutura nativa foi identificado como sendo dominado por folhas ?. A desnaturação térmica e as etapas do reenovelamento foram monitoradas por espectroscopia de CD, fluorescência e também pela perda da atividade hemaglutinante. As condições de desnaturação utilizadas foram aquecimento à 60°C por 30 a 60 minutos, dependendo do tempo de estocagem (a -18°C) da proteína na forma nativa. Os resultados indicaram que o reenovelamento é promovido por um processo de congelamento na presença de PBS contendo 0,l M de D-galactose seguida por centrífugoconcentração em Centriprep 3. A hemaglutinação positiva ocorreu tanto para a fração nativa quanto para a fração reenovelada. O reenovelamento da frutalina desnaturada também ocorreu com PBS contendo 0,1 M de solução de D-glicose. Quando a forma desnaturada foi concentrada antes do congelamento em PBS sem D-galactose ou em PBS contendo xilose, o reenovelamento não ocorreu. Estes resultados mostraram que o reenovelamento da frutalina foi dependente da ligação com a D-galactose ou D-glicose, bem como a importância do congelamento para obter a forma biologicamente ativa. A análise da estrutura secundária utilizando o programa CCA forneceu um resultado importante: para a forma nativa da frutalina obtivemos 85% de folhas ? paralelas e antiparalelas, incluindo voltas ?, enquanto que para a forma reenovelada obtivemos 73%, mostrando que a estrutura reenovelada, a nível secundário, se aproximou satisfatoriamente da nativa, concordando com os resultados obtidos nos testes de hemaglutinação. / Our current understanding of the protein folding mechanism is the result of intense study employing biophysical, biochemical and theoretical methods. \"In vitro\", the initial state of the protein in this puzzle is its unfolded form. In the present work we have studied the refolding, after thermal denaturation, of the glycoprotein frutalin, a member of the lectin class. The main characteristic of these proteins is their ability to interact with carbohydrates and thus combine with glycocomponents of the cell surface, leading to their biological properties. Frutalin is a tetrameric lectin extracted from the seeds of Artocarpus incisa. It is D-galactose specific and its native CD spectrum was identified as being dominated by ? -sheet. The thermal unfolding and refolding steps were measured by CD and fluorescence spectroscopies together with the loss of hemagglutinating activity. The unfolding conditions used were 60°C for 30 to 60 minutes, depending on the protein storage time. The results indicate that refolding is promoted by the freezing process in the presence of 0,1 M D-galactose-PBS followed by three-fold concentration in a Centriprep 3. Positive hemagglutination occurred for both the native and refolded forms. Refolding of denatured frutalin also occurred with PBS containing 0,1 M D-glucose. When the unfolded form was concentrated before freezing in PBS without D-galactose or in PBS containing xylose, refolding did not occur. These results show that the refolding of frutalin is dependent on the binding of D-galactose or D-glucose, and demonstrate the importance of freezing in order to obtain the biologically activity form. An analysis of secondary structure using the CCA program showed an important result: the native form, presented 85% ? -sheet/ ?-turns, while in the refolded form, this content fell to 73%. These results show that the refolded form is very similar to the native protein, which is in agreement with the hemagglutination results.

A finalidade desse trabalho foi a análise de aspectos estruturais e biológicos de uma lectina do veneno de B. atrox, denominada galatrox. A purificação da galatrox envolveu dois passos cromatográficos, sendo o primeiro por afinidade em coluna de agarose-lactose e o segundo referente a aplicação do material retido no gel de agarose-lactose (LacR), em coluna de Sephadex G-25. As etapas de purificação foram monitoradas por leitura de absorbância em 280nm e SDS-PAGE. Preparações de galatrox foram submetidas à digestão in situ com tripsina e a massa molecular e o sequenciamento dos peptídeos obtidos foram determinados por espectrometria de massa (MALDI-TOF-MS e ESI-CID-MS/MS). A seqüência N-terminal de aminoácidos da galatrox foi obtida pela reação automatizada de Edman (PROCISE-419®). A atividade lectínica dessa proteína foi caracterizada por meio de testes de aglutinação de eritrócitos humanos, na presença ou ausência de diferentes carboidratos como lactose (4mM) e galactose (20mM), EDTA (5mM) e aquecimento (100ºC/10min). A desgranulação mastocitária foi determinada pela liberação de -Hexosaminidase por células RBL-2H3 sensibilizadas com IgE anti-DNP(dinitrofenil) e estimuladas com galatrox, veneno bruto, fração não retida na coluna de agarose-lactose (Lac-nR), HSA-DNP (controle positivo) ou PBS (controle negativo). O nível de indução de apoptpse e/ou necrose de células RBL-2H3 tratadas com galatrox foi avaliado pela marcação com anexina V-FITC e/ou iodeto de propídeo e analisado por citometria de fluxo (FACScanto®) com o auxílio do software (CBA-DIVA®). A camptotecina foi utilizada como referência de apoptose/necrose. A atividade edematogênica foi testada em camundongos pela injeção intraplantar de galatrox; fração Lac-nR, veneno bruto e PBS. Análise por SDS-PAGE indicou que as preparações de galatrox eram homogêneas e continham bandas de 14.000 e 28.000 de massa molecular relativa em condições redutoras ou não, respectivamente. A seqüência N-terminal foi correspondente aos seguintes aminoácidos: NNXPQDWLPMNGLXYKIFD, e a seqüência de alguns aminoácidos internos corresponderam a KDFSWEWTDR e GHSEVWLGLWDK. A atividade hemaglutinante dessa lectina foi dose-dependente e inibida por EDTA (5mM), aquecimento (100ºC/10min) e lactose (32mM, 16mM, 8mM, 4mM, 2mM, 1mM, 0,5mM). Ao contrário do veneno bruto e da fração Lac-nR, esta lectina não foi edematogênica e nem promoveu apoptose e necrose de células RBL- 2H3. A galatrox induziu uma discreta desgranulação mastocitária em comparação com o veneno bruto e a fração Lac-nR. Com base nos dados obtidos sugere-se que a galatrox é uma lectina homodímérica com 28.000 de massa molecular relativa, ligante de -galactosídeos e que apresenta similaridade estrutural com outras lectinas tipo-C do veneno de Bothrops ssp. Além disso, a galatrox comportou-se como um fraco agente pró-inflamatório e não induziu efeitos apoptótico e necrótico significantes. Finalmente, esse trabalho poderá contribuir para o melhor entendimento do impacto biológico da presença de lectinas no veneno e nos envenenamentos, bem como na geração de novos produtos biotecnológicos. / The aim of this work was the analysis of structural and biological aspects of a B. atrox venom lectin, named galatrox. The galatrox purification involved two chromatographic steps, starting with an affinity column of Lactosyl-Sepharose followed by application of the retained material on a Lactosyl-Sepharose gel (LacR) in Sephadex G-25 column. The purification steps were monitored by absorbance at 280nm and SDSPAGE. Galatrox samples were submitted to digestion in situ with trypsin and the sequencing mass of the obtained peptides were determined by mass spectrometry (MALDI-TOF-MS and ESI-CID-MS/MS). The N-terminal sequence of amino acids from galatrox was obtained by automatized Edman degradation (PROCISE-491®). The lectin activity of this protein was characterized by human erytrocytes agglutination test in presence or absence of different carbohydrates as lactose (4mM) and galactose (20mM), EDTA (5mM) and heat. The mast cells degranulation was determined by -hexosaminidase release in RBL-2H3 cells sensibilized with anti-DNP IgE and challenged with galatrox, crude venom in a non retained fraction in Lactosyl-Sepharose (Lac-nR) , HAS-DNP (positive control) or PBS (negative control). The apoptosis and/or necrosi induced level in treated RBL- 2H3 cells with galatrox was evaluated using AnnexinV and/or Propidium iodide and analysed by flow citometry (FACSCanto®) with the help software (CBA-DIVA®). The camptotecin was used with apoptosi/necrosi reference. The edematogenic was tested in mice by the intraplantar injection of galatrox, Lac-nR fraction, crude venom and PBS. SDS-PAGE analyse indicated that the galatrox preparations were homogenous and contained a single band of 14,000 or 28,000 relative molecular weight showed in reducting or non-reducting conditions, respectively. N-terminal amino acid sequence was determined as following: NNXPQDWLPMNGLXYKIFD, and some internal amino acid sequence was obtained which correspond to KDFSWEWTDR and GHSEVWLGLWDK. The hemagglutination activity of this lectin was dose dependent and inhibited by EDTA (5mM), heating (100ºC/10min) and lactose (32mM, 16mM, 8mM, 4mM, 2mM, 1mM, 0,5mM). In the other hand, the crude venom and Lac-nR fraction, this lectin was not edematogenic nor promoted apoptosis and necrosi of RBL-2H3 cells. The galatrox induced a discret mast cells degranulation compared with crude venom and Lac-nR fraction. Based in obtained datas is suggested that galatrox is a homodimeric lectin with relative molecular mass of 28,000, -galactoside bindings and that shows structural similarity with other Ctype lectins from Bothrops ssp. venom. Even more the galatrox showed to be a weak proinflamatory agent and did not induced significant apoptotic and necrotic effect. Finally this work would contribute to better understanding of the biological impact that the lectin presence in venom and in poisonings as well in the generation of a new biotechnological products.