Para produção de vetores virais utiliza-se uma linhagem celular empacotadora (packaging cell line – PCL), que é transfectada com os vetores componentes do sistema. As partículas virais produzidas são, posteriormente, liberadas no sobrenadante de cultura, que é processado, aliquotado e estocado. À exceção de sistemas oncovirais, baseados no vírus da leucemia murina (MLV), não existem PCLs estáveis disponíveis para emprego de vetores baseados em HIV em nível clínico. Desse modo, a transfecção transiente tem sido explorada com o intuito de maximizar a produção de vírus e de minimizar os riscos envolvendo a metodologia. Para tal finalidade, outras linhagens celulares estão sendo testadas como PCL, e variações nos protocolos de transfecção têm sido propostas. Dentro desse contexto, a avaliação da possibilidade de produção de vetores virais em linhagem de célula tronco mesenquimal murina, produzida em nosso laboratório, contribui para a investigação da aplicação potencial dessas células em terapia gênica. Os resultados mostraram que essa linhagem produz vírus em quantidades equivalentes às tradicionais PCL empregadas, sem apresentar aparente efeito sinsicial oriundo da toxicidade de proteínas virais. Tal característica permite que o período de coletas seja expandido, sem comprometimento significativo dos títulos, dentro das normas de biossegurança. Infere-se a partir dessas observações que essa linhagem possa ser uma alternativa interessante como PCL estável. Além dessas características, a sensibilidade à infecção pelos vírus recombinantes sugere que a mesma possa ser também utilizada nos processos de titulação viral. Perspectivas futuras incluem a comparação direta com uma linhagem de célula tronco mesenquimal humana e a caracterização detalhada dos vírus produzidos em ambas linhagens. / The production of viral vectors is done with packaging cell lines (PCL), which are transfected with the vectors composing the viral system. The viral particles produced are liberated in the cell culture medium which is then harvested, processed and stored. Stable PCLs are available for the production, in clinical level, of oncoviral vectors based on Moloney Leukemia Virus; this is not the case, however, for HIV-based vectors. Transient transfection has, thus, been explored with the objective of maximizing virus production and minimizing the risks concerning this methodology. Different cell lines are being tested as PCL and variations in transfection protocols are being proposed. This work aimed at the evaluation of the potential presented by a murine mesenchymal stem cell line, produced in our laboratory, to be employed as PCL for the production of viral vectors. Our results showed that this cell line produces titers as high as the traditional PCL based on 293T cells, and do not present the synsycial effects caused by toxic viral proteins which limits the use of other cell lines. This has allowed extended periods of harvesting, without compromising viral titers. This cell lineage may represent an interesting alternative as stable PCL to be used in retroviral-mediated gene therapy. Besides these aspects, the sensibility to lentivirus infection suggests that it may be used in titering process as well. Future perspectives include the comparison with a human mesenchymal stem cell line and the full characterization of the viruses produced in both lineages.

Para produção de vetores virais utiliza-se uma linhagem celular empacotadora (packaging cell line – PCL), que é transfectada com os vetores componentes do sistema. As partículas virais produzidas são, posteriormente, liberadas no sobrenadante de cultura, que é processado, aliquotado e estocado. À exceção de sistemas oncovirais, baseados no vírus da leucemia murina (MLV), não existem PCLs estáveis disponíveis para emprego de vetores baseados em HIV em nível clínico. Desse modo, a transfecção transiente tem sido explorada com o intuito de maximizar a produção de vírus e de minimizar os riscos envolvendo a metodologia. Para tal finalidade, outras linhagens celulares estão sendo testadas como PCL, e variações nos protocolos de transfecção têm sido propostas. Dentro desse contexto, a avaliação da possibilidade de produção de vetores virais em linhagem de célula tronco mesenquimal murina, produzida em nosso laboratório, contribui para a investigação da aplicação potencial dessas células em terapia gênica. Os resultados mostraram que essa linhagem produz vírus em quantidades equivalentes às tradicionais PCL empregadas, sem apresentar aparente efeito sinsicial oriundo da toxicidade de proteínas virais. Tal característica permite que o período de coletas seja expandido, sem comprometimento significativo dos títulos, dentro das normas de biossegurança. Infere-se a partir dessas observações que essa linhagem possa ser uma alternativa interessante como PCL estável. Além dessas características, a sensibilidade à infecção pelos vírus recombinantes sugere que a mesma possa ser também utilizada nos processos de titulação viral. Perspectivas futuras incluem a comparação direta com uma linhagem de célula tronco mesenquimal humana e a caracterização detalhada dos vírus produzidos em ambas linhagens. / The production of viral vectors is done with packaging cell lines (PCL), which are transfected with the vectors composing the viral system. The viral particles produced are liberated in the cell culture medium which is then harvested, processed and stored. Stable PCLs are available for the production, in clinical level, of oncoviral vectors based on Moloney Leukemia Virus; this is not the case, however, for HIV-based vectors. Transient transfection has, thus, been explored with the objective of maximizing virus production and minimizing the risks concerning this methodology. Different cell lines are being tested as PCL and variations in transfection protocols are being proposed. This work aimed at the evaluation of the potential presented by a murine mesenchymal stem cell line, produced in our laboratory, to be employed as PCL for the production of viral vectors. Our results showed that this cell line produces titers as high as the traditional PCL based on 293T cells, and do not present the synsycial effects caused by toxic viral proteins which limits the use of other cell lines. This has allowed extended periods of harvesting, without compromising viral titers. This cell lineage may represent an interesting alternative as stable PCL to be used in retroviral-mediated gene therapy. Besides these aspects, the sensibility to lentivirus infection suggests that it may be used in titering process as well. Future perspectives include the comparison with a human mesenchymal stem cell line and the full characterization of the viruses produced in both lineages.

Para produção de vetores virais utiliza-se uma linhagem celular empacotadora (packaging cell line – PCL), que é transfectada com os vetores componentes do sistema. As partículas virais produzidas são, posteriormente, liberadas no sobrenadante de cultura, que é processado, aliquotado e estocado. À exceção de sistemas oncovirais, baseados no vírus da leucemia murina (MLV), não existem PCLs estáveis disponíveis para emprego de vetores baseados em HIV em nível clínico. Desse modo, a transfecção transiente tem sido explorada com o intuito de maximizar a produção de vírus e de minimizar os riscos envolvendo a metodologia. Para tal finalidade, outras linhagens celulares estão sendo testadas como PCL, e variações nos protocolos de transfecção têm sido propostas. Dentro desse contexto, a avaliação da possibilidade de produção de vetores virais em linhagem de célula tronco mesenquimal murina, produzida em nosso laboratório, contribui para a investigação da aplicação potencial dessas células em terapia gênica. Os resultados mostraram que essa linhagem produz vírus em quantidades equivalentes às tradicionais PCL empregadas, sem apresentar aparente efeito sinsicial oriundo da toxicidade de proteínas virais. Tal característica permite que o período de coletas seja expandido, sem comprometimento significativo dos títulos, dentro das normas de biossegurança. Infere-se a partir dessas observações que essa linhagem possa ser uma alternativa interessante como PCL estável. Além dessas características, a sensibilidade à infecção pelos vírus recombinantes sugere que a mesma possa ser também utilizada nos processos de titulação viral. Perspectivas futuras incluem a comparação direta com uma linhagem de célula tronco mesenquimal humana e a caracterização detalhada dos vírus produzidos em ambas linhagens. / The production of viral vectors is done with packaging cell lines (PCL), which are transfected with the vectors composing the viral system. The viral particles produced are liberated in the cell culture medium which is then harvested, processed and stored. Stable PCLs are available for the production, in clinical level, of oncoviral vectors based on Moloney Leukemia Virus; this is not the case, however, for HIV-based vectors. Transient transfection has, thus, been explored with the objective of maximizing virus production and minimizing the risks concerning this methodology. Different cell lines are being tested as PCL and variations in transfection protocols are being proposed. This work aimed at the evaluation of the potential presented by a murine mesenchymal stem cell line, produced in our laboratory, to be employed as PCL for the production of viral vectors. Our results showed that this cell line produces titers as high as the traditional PCL based on 293T cells, and do not present the synsycial effects caused by toxic viral proteins which limits the use of other cell lines. This has allowed extended periods of harvesting, without compromising viral titers. This cell lineage may represent an interesting alternative as stable PCL to be used in retroviral-mediated gene therapy. Besides these aspects, the sensibility to lentivirus infection suggests that it may be used in titering process as well. Future perspectives include the comparison with a human mesenchymal stem cell line and the full characterization of the viruses produced in both lineages.

As células iPS surgiram com a promessa de contornar as limitações das células-tronco embrionárias, como questões éticas, segurança, compatibilidade e disponibilidade. Essas células podem ser obtidas a partir de células somáticas de indivíduos normais ou de pacientes com doenças genéticas, fazendo destas uma importante ferramenta para o screening de drogas, modelos de doenças e testes toxicológicos. Grandes avanços ocorreram na reprogramação de células diferenciadas pela expressão forçada de fatores de transcrição (FT), principalmente, através de vetores lentivirais (VL), que proporcionam uma reprogramação eficiente. Entretanto, a inserção lentiviral no genoma humano e sua influência na reprogramação é pouco conhecida. Neste trabalho, avaliamos o perfil de inserção dos VL utilizados na geração de iPS. As iPS foram geradas e caracterizadas por nosso grupo a partir de fibroblastos humanos transduzidos com VL contendo 3 FT [SOX2, TCL-1A e C-MYC (célula TSM)], e de células mesenquimais derivadas de tecido adiposo com um vetor lentiviral policistrônico contendo 4 FT [OCT4, SOX2, KLF4 e C-MYC (iPS 4FT)]. Cinco colônias isoladas de cada iPS foram mapeadas e analisadas quanto aos sítios de inserção pela técnica de LM-PCR. O DNA genômico digerido foi amplificado com um primer específico para o LTR viral e outro para um linker sintético. Os produtos foram clonados, sequenciados, e analisados em bancos de dados para identificar similaridades com o genoma humano, entre outras análises. Na célula TSM, 176 sequências, obtidas com a técnica de LM-PCR, apresentaram identidade com o genoma humano, sendo que cerca de 50% ocorreram em regiões gênicas com 94% destas em introns. Já nas iPS 4FT, 251 sequências apresentaram identidade, com cerca de 45% atingindo genes, 92% destas em introns. As inserções distribuíram-se por todos os cromossomos, com preferência pelos cromossomos 16, 17 e 20 para a TSM e pelos cromossomos 11, 15 e 17 para a iPS 4FT. Analisamos a distância da inserção ao sítio de início de transcrição (TSS), e inserções próximas a ilhas CpG, que em geral correspondem a regiões regulatórias. A maior proporção de inserção ocorreu a partir de ±30Kb de distância desses sítios. Os sítios frágeis e as regiões repetitivas do genoma foram atingidas, mas com uma frequência baixa. Os resultados mostraram uma preferência de inserção lentiviral por regiões gênicas nas iPS, indicando a possível participação de proteínas como LEDGF/p75 na integração nas células estudadas. Este trabalho mostrou que o local da integração pode contribuir para a reprogramação e, apesar de possíveis efeitos negativos das integrações, estas as células iPS ainda são uma ferramenta importante para estudos in vitro. E identificar fatores que influenciem a seleção do sítio de inserção é importante para determinar regiões cromossômicas \"seguras\" para a integração, aumentando a segurança no uso clínico. / The induced pluripotent stem (iPS) cells came with the promise of circumvent some of the limitations in the use of embryonic stem cells, like ethical issues, biological safety, immune compatibility and availability. This cells can be generated from somatic cells of normal individuals or from patients with some genetic disease, making then an important tool for drug screening, construction of disease models and toxicological trials. Great advances have happened in reprogramming differentiated cells through the forced exogenous expression of transcription factors (TF), mostly by lentiviral vectors (LV), which provide an efficient reprogramming. However, the lentiviral insertion in the human genome and its influence in reprogramming is not well known. In this work, we evaluate the insertion profile of LV used to generate human iPS cells. The iPS cells were generated, by our group, from human fibroblasts transduced by LV containing 3 TF [SOX2, TCL-1A and C-MYC (TSM reprogrammed cell)], and from mesenchymal cells derived from human adipose tissue transduced by a polycistronic LV containing 4 TF [OCT4, SOX2, KLF4 and C-MYC (iPS 4TF)]. Five isolated colonies of each iPS cell were mapped and analyzed for the insertion sites through LM-PCR technique. The digested genomic DNA was amplified with a primer for the viral LTR e another for a synthetic linker. The products were cloned, sequenced and analyzed in database to identify similarities with the human genome, among other analyzes. In TSM cell, 176 sequences, derived from the LM-PCR technique, presented identity with the human genome, and about 50% of those occurred in genic regions with 94% in introns. In iPS 4TF, 251 sequences showed identity, with about 45% reaching genes, 92% of these in introns. The insertions were distributed on all chromosomes, with preference for the 16, 17 and 20 for the TSM cell, and for the 11, 15 and 17 for the iPS 4TF. We analyzed the distance of the insertion from de transcription start site, and insertions near CpG islands, which, overall, correspond to regulatory regions. The highest proportion of insertion occurred starting ±30Kb distance from these sites. The fragile sites and the repetitive regions of the genome were also reached, but with low frequency. The results showed a preference of lentiviral insertion for genic regions in iPS, indicating the potential participation of proteins like LEDGF/p75 in integration in the cells of this work. This work shows that the integration site may contribute to the reprogramming, and, despite possible negative effects of integration, these iPS cells are still an important tool for in vitro studies. Identify factors that influence the selection of insertion site is important for determination of \"safe\" chromosomal regions for the integration, increasing the safe in clinical use.

O fator IX (FIX) da coagulação sanguínea é uma proteína dependente de vitamina K de grande valor farmacêutico no tratamento da Hemofilia B, o qual é baseado na administração do fator de coagulação derivado de plasma humano ou da proteína recombinante produzida em células murinas. A terapia baseada nestas abordagens apresenta alto custo e está associada às contaminações com vírus e príons, além do desenvolvimento de inibidores de FIX. Esses efeitos aumentam o risco de morbidade e mortalidade relacionadas às hemorragias. Neste trabalho, clonamos o cDNA do FIX em um vetor lentiviral e avaliamos a expressão da proteína recombinante em duas linhagens celulares humanas. A clonagem do cDNA do FIXh no vetor de expressão lentiviral 1054 foi confirmada através da análise com enzimas de restrição específicas obtendo-se as bandas esperadas de 1407 pb e 10054 pb visualizadas em gel de agarose. As linhagens celulares 293T e SK-Hep-1 foram transduzidas com o vetor lentiviral 1054-FIX gerado em nosso laboratório e as células que apresentaram maior expressão de EGFP foram selecionadas e separadas por citometria de fluxo. A quantificação da expressão de FIXrh foi realizada por ensaios de ELISA e cromogênico. A quantificação de FIXrh total foi de 500 ng/106 células para a linhagem 293T e 803 ng/106 células para a linhagem SK-Hep-1. A atividade biológica específica de FIXh nas células 293T e SK-Hep-1 foi 0,047 UI/106 células e 0,186 UI/106 células, respectivamente. Com o intuito de avaliar o perfil de produção de FIXrh ativo ao longo do tempo, foi realizado um acompanhamento de 180 dias, no qual foi observado que a linhagem SK-Hep-1 cessou a expressão de FIX, enquanto as células 293T mantiveram a expressão durante o período. O FIXrh foi caracterizado por western blot confirmando a presença de uma banda imunoreativa esperada de 57 kDa. As linhagens 293T e SK-Hep-1 apresentaram 7,67 e 17 cópias do vetor inserido/célula, respectivamente. Considerando a importância do processo de ?-carboxilação, foi realizada uma análise da expressão gênica dos genes envolvidos neste processo, tais como o VKORC1, ?-carboxilase e o inibidor calumenina, nas linhagens celulares. Os resultados demonstraram razões elevadas entre os genes VKORC1 e calumenina e VKORC1 e ?-carboxilase nas duas linhagens. A cinética de crescimento das células foi realizada por um período de 7 dias apresentando diferenças significativas entre as células SK-Hep-1 transduzidas e não transduzidas, enquanto que as células 293T não presentaram diferenças estatísticas no crescimento celular. A suplementação do meio de cultura com íons Ca+2 e Mg+2 foi testada para avaliar sua influência na expressão de FIXrh ativo. As células 293T apresentaram melhor desempenho nas concentrações de 0,5 mmol/L de Ca+2 e 1,0 mmol/L de Mg+2 e as células SK-Hep-1 no meio de cultura não suplementado. Nossos dados indicam que a linhagem hepática SK-Hep-1 é a melhor produtora de FIXrh funcional e as comparações realizadas entre os dois tipos celulares são importantes na caracterização do comportamento de linhagens geneticamente modificadas voltadas para a expressão de proteínas recombinantes heterólogas e abre novos caminhos para futuros estudos que visam o melhoramento da produção desse tipo de proteína. / Blood coagulation factor IX is a vitamin K-dependent protein, and it has become a valuable pharmaceutical in the treatment of Hemophilia B which is based on the plasma-derived coagulation factors or recombinant protein produced in murine cells. Coagulation therapy based on these approaches has high costs and is closely associated with prion and virus contamination besides the FIX inhibitors development. These effects increase the risk for bleeding-related morbidity and mortality. The purpose of this study was to clone hFIX into a lentiviral vector and evaluate the expression of the recombinant protein in two human cell lines. The cloning of the hFIX cDNA into 1054 lentiviral expression vector was confirmed by enzymatic restriction obtaining the expected 1407 bp and 10054 bp bands in agarose gel. The 293T and SK-Hep-1 cell lines have been stable transduced with 1054-FIX lentiviral vector generated in our laboratory and the cells with higher expression of EGFP were selected and separated by flow cytometry. The quantification of the expression of rhFIX was performed by ELISA and chromogenic assays. The concentration of total rhFIX was 500 ng/106 cells in 293T cell line and 803 ng/106 cells in SK-Hep-1 cell line. The biological activity of FIX secreted by 293T and SK-Hep-1 was 0,047 UI/106 cells and 0,186 UI/106 cells, respectively. In order to evaluate the active rhFIX production profile over time, we conducted a monitoring of 180 days, which was noted that the SK-Hep-1 cell line ceased FIX expression, while 293T cells maintained the expression during this period. rhFIX was characterized by western blot analysis confirming the presence of a expected 57 kDa immunereactive band. The 293T and SK-Hep-1 cell lines showed 7.67 and 17 integrated vector copies/cell, respectively. Considering the importance of the ?-carboxylation process, we performed a gene expression analysis of genes involved in this process, such as VKORC1, ?-carboxylase and calumenin, in cell lines. The results showed high ratios among the genes VKORC1 and calumenin and among VKORC1 and ?-carboxylase in both cell lines. The cell growth kinetics was performed by a 7-day period, showed significant differences between SK-Hep-1 transduced cells and non-transduced cells, whereas 293T cells showed no difference in cell growth. Enrichment of culture medium with Ca +2 and Mg +2 ions was tested to evaluate its influence on the expression of active FIX. 293T cells showed better performance in 0.5 mmol/L Ca+2 and 1.0 mmol/L Mg +2 concentrations and SK-Hep-1 cells in culture medium control. Our data indicate that transduced SK-Hep-1 cells are the best producer of functional rhFIX, and comparisons between these two cell lines are important in characterizing the behavior of genetically modified cell lines focused on the heterologous expression of recombinant proteins and opens new avenues for future studies aimed at improving the production of this type of protein.

O fator IX (FIX) da coagulação sanguínea é uma proteína dependente de vitamina K de grande valor farmacêutico no tratamento da Hemofilia B, o qual é baseado na administração do fator de coagulação derivado de plasma humano ou da proteína recombinante produzida em células murinas. A terapia baseada nestas abordagens apresenta alto custo e está associada às contaminações com vírus e príons, além do desenvolvimento de inibidores de FIX. Esses efeitos aumentam o risco de morbidade e mortalidade relacionadas às hemorragias. Neste trabalho, clonamos o cDNA do FIX em um vetor lentiviral e avaliamos a expressão da proteína recombinante em duas linhagens celulares humanas. A clonagem do cDNA do FIXh no vetor de expressão lentiviral 1054 foi confirmada através da análise com enzimas de restrição específicas obtendo-se as bandas esperadas de 1407 pb e 10054 pb visualizadas em gel de agarose. As linhagens celulares 293T e SK-Hep-1 foram transduzidas com o vetor lentiviral 1054-FIX gerado em nosso laboratório e as células que apresentaram maior expressão de EGFP foram selecionadas e separadas por citometria de fluxo. A quantificação da expressão de FIXrh foi realizada por ensaios de ELISA e cromogênico. A quantificação de FIXrh total foi de 500 ng/106 células para a linhagem 293T e 803 ng/106 células para a linhagem SK-Hep-1. A atividade biológica específica de FIXh nas células 293T e SK-Hep-1 foi 0,047 UI/106 células e 0,186 UI/106 células, respectivamente. Com o intuito de avaliar o perfil de produção de FIXrh ativo ao longo do tempo, foi realizado um acompanhamento de 180 dias, no qual foi observado que a linhagem SK-Hep-1 cessou a expressão de FIX, enquanto as células 293T mantiveram a expressão durante o período. O FIXrh foi caracterizado por western blot confirmando a presença de uma banda imunoreativa esperada de 57 kDa. As linhagens 293T e SK-Hep-1 apresentaram 7,67 e 17 cópias do vetor inserido/célula, respectivamente. Considerando a importância do processo de ?-carboxilação, foi realizada uma análise da expressão gênica dos genes envolvidos neste processo, tais como o VKORC1, ?-carboxilase e o inibidor calumenina, nas linhagens celulares. Os resultados demonstraram razões elevadas entre os genes VKORC1 e calumenina e VKORC1 e ?-carboxilase nas duas linhagens. A cinética de crescimento das células foi realizada por um período de 7 dias apresentando diferenças significativas entre as células SK-Hep-1 transduzidas e não transduzidas, enquanto que as células 293T não presentaram diferenças estatísticas no crescimento celular. A suplementação do meio de cultura com íons Ca+2 e Mg+2 foi testada para avaliar sua influência na expressão de FIXrh ativo. As células 293T apresentaram melhor desempenho nas concentrações de 0,5 mmol/L de Ca+2 e 1,0 mmol/L de Mg+2 e as células SK-Hep-1 no meio de cultura não suplementado. Nossos dados indicam que a linhagem hepática SK-Hep-1 é a melhor produtora de FIXrh funcional e as comparações realizadas entre os dois tipos celulares são importantes na caracterização do comportamento de linhagens geneticamente modificadas voltadas para a expressão de proteínas recombinantes heterólogas e abre novos caminhos para futuros estudos que visam o melhoramento da produção desse tipo de proteína. / Blood coagulation factor IX is a vitamin K-dependent protein, and it has become a valuable pharmaceutical in the treatment of Hemophilia B which is based on the plasma-derived coagulation factors or recombinant protein produced in murine cells. Coagulation therapy based on these approaches has high costs and is closely associated with prion and virus contamination besides the FIX inhibitors development. These effects increase the risk for bleeding-related morbidity and mortality. The purpose of this study was to clone hFIX into a lentiviral vector and evaluate the expression of the recombinant protein in two human cell lines. The cloning of the hFIX cDNA into 1054 lentiviral expression vector was confirmed by enzymatic restriction obtaining the expected 1407 bp and 10054 bp bands in agarose gel. The 293T and SK-Hep-1 cell lines have been stable transduced with 1054-FIX lentiviral vector generated in our laboratory and the cells with higher expression of EGFP were selected and separated by flow cytometry. The quantification of the expression of rhFIX was performed by ELISA and chromogenic assays. The concentration of total rhFIX was 500 ng/106 cells in 293T cell line and 803 ng/106 cells in SK-Hep-1 cell line. The biological activity of FIX secreted by 293T and SK-Hep-1 was 0,047 UI/106 cells and 0,186 UI/106 cells, respectively. In order to evaluate the active rhFIX production profile over time, we conducted a monitoring of 180 days, which was noted that the SK-Hep-1 cell line ceased FIX expression, while 293T cells maintained the expression during this period. rhFIX was characterized by western blot analysis confirming the presence of a expected 57 kDa immunereactive band. The 293T and SK-Hep-1 cell lines showed 7.67 and 17 integrated vector copies/cell, respectively. Considering the importance of the ?-carboxylation process, we performed a gene expression analysis of genes involved in this process, such as VKORC1, ?-carboxylase and calumenin, in cell lines. The results showed high ratios among the genes VKORC1 and calumenin and among VKORC1 and ?-carboxylase in both cell lines. The cell growth kinetics was performed by a 7-day period, showed significant differences between SK-Hep-1 transduced cells and non-transduced cells, whereas 293T cells showed no difference in cell growth. Enrichment of culture medium with Ca +2 and Mg +2 ions was tested to evaluate its influence on the expression of active FIX. 293T cells showed better performance in 0.5 mmol/L Ca+2 and 1.0 mmol/L Mg +2 concentrations and SK-Hep-1 cells in culture medium control. Our data indicate that transduced SK-Hep-1 cells are the best producer of functional rhFIX, and comparisons between these two cell lines are important in characterizing the behavior of genetically modified cell lines focused on the heterologous expression of recombinant proteins and opens new avenues for future studies aimed at improving the production of this type of protein.

As células iPS surgiram com a promessa de contornar as limitações das células-tronco embrionárias, como questões éticas, segurança, compatibilidade e disponibilidade. Essas células podem ser obtidas a partir de células somáticas de indivíduos normais ou de pacientes com doenças genéticas, fazendo destas uma importante ferramenta para o screening de drogas, modelos de doenças e testes toxicológicos. Grandes avanços ocorreram na reprogramação de células diferenciadas pela expressão forçada de fatores de transcrição (FT), principalmente, através de vetores lentivirais (VL), que proporcionam uma reprogramação eficiente. Entretanto, a inserção lentiviral no genoma humano e sua influência na reprogramação é pouco conhecida. Neste trabalho, avaliamos o perfil de inserção dos VL utilizados na geração de iPS. As iPS foram geradas e caracterizadas por nosso grupo a partir de fibroblastos humanos transduzidos com VL contendo 3 FT [SOX2, TCL-1A e C-MYC (célula TSM)], e de células mesenquimais derivadas de tecido adiposo com um vetor lentiviral policistrônico contendo 4 FT [OCT4, SOX2, KLF4 e C-MYC (iPS 4FT)]. Cinco colônias isoladas de cada iPS foram mapeadas e analisadas quanto aos sítios de inserção pela técnica de LM-PCR. O DNA genômico digerido foi amplificado com um primer específico para o LTR viral e outro para um linker sintético. Os produtos foram clonados, sequenciados, e analisados em bancos de dados para identificar similaridades com o genoma humano, entre outras análises. Na célula TSM, 176 sequências, obtidas com a técnica de LM-PCR, apresentaram identidade com o genoma humano, sendo que cerca de 50% ocorreram em regiões gênicas com 94% destas em introns. Já nas iPS 4FT, 251 sequências apresentaram identidade, com cerca de 45% atingindo genes, 92% destas em introns. As inserções distribuíram-se por todos os cromossomos, com preferência pelos cromossomos 16, 17 e 20 para a TSM e pelos cromossomos 11, 15 e 17 para a iPS 4FT. Analisamos a distância da inserção ao sítio de início de transcrição (TSS), e inserções próximas a ilhas CpG, que em geral correspondem a regiões regulatórias. A maior proporção de inserção ocorreu a partir de ±30Kb de distância desses sítios. Os sítios frágeis e as regiões repetitivas do genoma foram atingidas, mas com uma frequência baixa. Os resultados mostraram uma preferência de inserção lentiviral por regiões gênicas nas iPS, indicando a possível participação de proteínas como LEDGF/p75 na integração nas células estudadas. Este trabalho mostrou que o local da integração pode contribuir para a reprogramação e, apesar de possíveis efeitos negativos das integrações, estas as células iPS ainda são uma ferramenta importante para estudos in vitro. E identificar fatores que influenciem a seleção do sítio de inserção é importante para determinar regiões cromossômicas \"seguras\" para a integração, aumentando a segurança no uso clínico. / The induced pluripotent stem (iPS) cells came with the promise of circumvent some of the limitations in the use of embryonic stem cells, like ethical issues, biological safety, immune compatibility and availability. This cells can be generated from somatic cells of normal individuals or from patients with some genetic disease, making then an important tool for drug screening, construction of disease models and toxicological trials. Great advances have happened in reprogramming differentiated cells through the forced exogenous expression of transcription factors (TF), mostly by lentiviral vectors (LV), which provide an efficient reprogramming. However, the lentiviral insertion in the human genome and its influence in reprogramming is not well known. In this work, we evaluate the insertion profile of LV used to generate human iPS cells. The iPS cells were generated, by our group, from human fibroblasts transduced by LV containing 3 TF [SOX2, TCL-1A and C-MYC (TSM reprogrammed cell)], and from mesenchymal cells derived from human adipose tissue transduced by a polycistronic LV containing 4 TF [OCT4, SOX2, KLF4 and C-MYC (iPS 4TF)]. Five isolated colonies of each iPS cell were mapped and analyzed for the insertion sites through LM-PCR technique. The digested genomic DNA was amplified with a primer for the viral LTR e another for a synthetic linker. The products were cloned, sequenced and analyzed in database to identify similarities with the human genome, among other analyzes. In TSM cell, 176 sequences, derived from the LM-PCR technique, presented identity with the human genome, and about 50% of those occurred in genic regions with 94% in introns. In iPS 4TF, 251 sequences showed identity, with about 45% reaching genes, 92% of these in introns. The insertions were distributed on all chromosomes, with preference for the 16, 17 and 20 for the TSM cell, and for the 11, 15 and 17 for the iPS 4TF. We analyzed the distance of the insertion from de transcription start site, and insertions near CpG islands, which, overall, correspond to regulatory regions. The highest proportion of insertion occurred starting ±30Kb distance from these sites. The fragile sites and the repetitive regions of the genome were also reached, but with low frequency. The results showed a preference of lentiviral insertion for genic regions in iPS, indicating the potential participation of proteins like LEDGF/p75 in integration in the cells of this work. This work shows that the integration site may contribute to the reprogramming, and, despite possible negative effects of integration, these iPS cells are still an important tool for in vitro studies. Identify factors that influence the selection of insertion site is important for determination of \"safe\" chromosomal regions for the integration, increasing the safe in clinical use.

A imunoterapia utilizando linfócitos T modificados com receptor quimérico de antígenos (CAR) tem se mostrado eficaz no tratamento de leucemia e linfomas resistentes à quimioterapia. A proteína CD19 é considerada um alvo ideal porque é expressa na maioria dos tumores de linfócitos B e linfócitos B normais, mas não em outras células. Estudos clínicos recentes mostraram excelentes respostas de linfócitos T-CAR em uma variedade de tumores de células B. Os vetores lentivirais são o método mais comumente utilizado para modificação genética em ensaios clínicos. Este estudo teve como objetivo desenvolver uma plataforma eficiente para a produção de lentivírus e testar a funcionalidade desses vetores para que possam ser usados para modificar geneticamente linfócitos T. A transfecção transiente de céulas HEK293T com plasmídeos na proporção de 3:1:1:1 (transgene:gag-pol:VSV-G:rev) utilizando lipossomos catiônicos e 5 mM de butirato de sódio resultou nos títulos virais mais elevados. Isso representa um aumento de 17 vezes no título viral da transfecção com polietilenoimina (PEI). Três métodos para concentracao lentiviral foram utilzados nesse trabalho, ultracentrifugação, filtração tangencial e ultrafiltração. A ultrafiltração sobre membrana com corte de peso molecular (MWCO) de 100 kDa resultou na maior taxa de recuperação de partículas virais viáveis, aproximadamente 82%. As partículas virais produzidas por este processo demonstraram ser funcionais para a transdução de linfócitos T. Além disso, o receptor quimérico (CAR) se mostrou específico contra o antígeno CD19 de células B, resultando na ativação dos linfócitos T-CAR e gerando citotoxicidade contra células CD19+ in vitro. Houve uma redução de aproximadamente 87% das células alvo, quando analisado por citometria de fluxo e uma citotoxicidade média de 50% foi observada por ensaios colorimétricos. / Immunotherapy using T cells modified with chimeric antigen receptor (CAR) has been proven effective in the treatment of leukemia and lymphomas resistant to chemotherapy. CD19 protein has been shown to be an ideal target because it is expressed on most B-cell tumors and normal B cells, but not in other cells. Recent clinical studies have shown excellent responses of CAR T-cells in a variety of B-cell tumors. Lentiviral vectors are the most commonly used method for genetic modification in clinical trials. This study aimed to develop an efficient platform for lentiviral production and to test the functionality of those vectors so that they can be used in to genetically modify T cells. Transient transfection of HEK293T cells with plasmids in a 3:1:1:1 ratio (transgene:gag-pol:VSV-G:rev) using cationic liposomes and 5 mM sodium butyrate resulted in the highest viral titers. That represents a 17-fold increase in viral titer from polyethylenimine (PEI) transfection. Three methods for lentiviral concentration were used in this work, ultracentrifugation, tangential filtration and ultrafiltration. Membrane ultrafiltration with 100 kDa molecular weight cutoff (MWCO) resulted in the highest recovery rate of viable viral particles, approximately 82%. The viral particles produced by this process have been shown to be functional for the transduction of T cells. In addition, the chimeric receptor (CAR) was shown to be specific against the B cell antigen CD19, resulting in the activation of CAR-T cells and generating cytotoxicity against CD19+ cells in vitro. There was a reduction of approximately 87% of the target cells when analyzed by flow cytometry and an average cytotoxicity of 50% was observed by colorimetric assays.

Os vetores retrovirais representam uma das melhores opções para transferência e terapia gênica, pois fornecem expressão do transgene em longo prazo. Entretanto, a inserção do provírus pode causar mutagênese insercional, induzindo proto-oncogenes. Eventos deste tipo têm sido descritos em protocolos clínicos para o tratamento de SCID-X1, doença granulomatosa crônica e talessemia beta, quando vetores retrovirais (oncorretrovirus) foram utilizados. Atualmente, existem poucos métodos simples e rápidos para revelar e quantificar a expansão clonal. Assim, descrevemos a construção uma biblioteca de vetores contendo uma marcação aleatória, denominada código de barras. O sequenciamento do código de barras permitirá revelar, caracterizar e até quantificar a expansão clonal de uma população de células transduzidas. Esta metodologia ajudará a testar novos arranjos de promotores e genes terapêuticos, para o desenvolvimento de vetores mais seguros contribuindo para a redução da probabilidade de um evento de proliferação clonal desencadeado pela mutagênese insercional. / Retroviral vectors represent one of the best options for gene transfer and therapy, where long-term transgene expression is required. However, insertion of the provirus can cause insertional mutagenesis, which may have adverse consequences, such as induction of proto-oncogenes. Such events have been described in clinical trials for the treatment of SCID-X1, chronic granulomatous disease and beta thalessemia with some retroviral vectors. Currently, there are few simple and quick methods that can reveal and quantify clonal expansion. Thus, we describe the construction of a vector library containing random markers, called \"barcodes\". The sequencing of the barcode could reveal, characterize and quantify the clonal expansion of a transduced cells population. This methodology will be valuable to test new arrangements of promoters and therapeutic genes, allowing the development of safer vectors, helping to reduce the probability of clonal proliferation events triggered by insertional mutagenesis.

Os vetores retrovirais representam uma das melhores opções para transferência e terapia gênica, pois fornecem expressão do transgene em longo prazo. Entretanto, a inserção do provírus pode causar mutagênese insercional, induzindo proto-oncogenes. Eventos deste tipo têm sido descritos em protocolos clínicos para o tratamento de SCID-X1, doença granulomatosa crônica e talessemia beta, quando vetores retrovirais (oncorretrovirus) foram utilizados. Atualmente, existem poucos métodos simples e rápidos para revelar e quantificar a expansão clonal. Assim, descrevemos a construção uma biblioteca de vetores contendo uma marcação aleatória, denominada código de barras. O sequenciamento do código de barras permitirá revelar, caracterizar e até quantificar a expansão clonal de uma população de células transduzidas. Esta metodologia ajudará a testar novos arranjos de promotores e genes terapêuticos, para o desenvolvimento de vetores mais seguros contribuindo para a redução da probabilidade de um evento de proliferação clonal desencadeado pela mutagênese insercional. / Retroviral vectors represent one of the best options for gene transfer and therapy, where long-term transgene expression is required. However, insertion of the provirus can cause insertional mutagenesis, which may have adverse consequences, such as induction of proto-oncogenes. Such events have been described in clinical trials for the treatment of SCID-X1, chronic granulomatous disease and beta thalessemia with some retroviral vectors. Currently, there are few simple and quick methods that can reveal and quantify clonal expansion. Thus, we describe the construction of a vector library containing random markers, called \"barcodes\". The sequencing of the barcode could reveal, characterize and quantify the clonal expansion of a transduced cells population. This methodology will be valuable to test new arrangements of promoters and therapeutic genes, allowing the development of safer vectors, helping to reduce the probability of clonal proliferation events triggered by insertional mutagenesis.