Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta dissertação tem como objetivo estudar a relação entre propriedade intelectual, inovação e saúde pública, com foco na análise do consórcio farmacêutico para desenvolvimento do medicamento combinação em dose fixa artesunato-mefloquina (ASMQ) contra a malária. A concepção dessa iniciativa se insere num momento histórico, final dos anos 1990 e início dos anos 2000, em que estudos apontaram a insuficiência da pesquisa e desenvolvimento para as doenças negligenciadas. Na época, o cenário da malária era particularmente preocupante, dada a disseminação de resistência aos medicamentos disponíveis e à falta de perspectiva do lançamento de novos produtos contra a doença. Para proteger a última classe de antimaláricos eficazes, a saber,os derivados a base de artemisinina, uma estratégia encontrada foi a do recurso à terapia combinada a base de artemisinina (artemisinin based combination therapy ACT). Contudo, dos 4 ACTs recomendados pela OMS em 2001, apenas 1 se encontrava disponível no mercado. O projeto FACT foi então criado, em 2002, com o propósito de desenvolver dois novos ACTs artesunato-mefloquina e artesunato-amodiaquina. O consórcio do ASMQ, por suas especificidades, em particular a produção de inovação por um laboratório público do Sul e a circulação Sul-Sul de conhecimentos e tecnologias , o tornam de interesse para estudos nos campos da bioética e da saúde pública; tendo sido, por isso, escolhido como objeto desta dissertação. O estudo se apoiou em pesquisa bibliográfica, de fundamental relevância para a compreensão dos problemas de acesso e de disponibilidade de novos produtos para doenças negligenciadas, decorrentes de um modelo de inovação farmacêutica sustentado em patentes. De forma complementar, foram feitos: i) trabalho de observação durante a 65a Assembleia Mundial da Saúde, da Organização Mundial da Saúdem, evento de importância para os debates sobre propriedade intelectual e interesse público; e ii) entrevistas com integrantes de equipes das duas principais instituições participantes do consórcio FACT (Farmanguinhos/Fiocruz e DNDi). / This thesis aims to study the relationship between intellectual property, innovation and public health, considering the case of the consortium for the development of the fixed-dose combination artesunate-mefloquine (ASMQ) for the treatment of malaria. The genesis of this initiative is part of a historical moment (late 1990s and early 2000s), when studies highlighted the crisis on R&D for neglected diseases. At that time, the scenario of malaria was particularly worrying, given the spread of drug resistance and also the fact that there was no expectation for launching new antimalarials in the market. A strategy was then developed to protect the last class of effective antimalarials (artemisinin derivatives) by establishment of the artemisin-based combination therapies (ACTs). Nevertheless, only one of the four ACTs recommended by WHO in 2001 was available. The FACT project was then created in 2002 with the purpose of developing two new ACTs - artesunate-mefloquine and artesunateamodiaquine. The ASMQ Consortium, due to its specific features (production of an innovation by a public laboratory located in the South and South-South knowledge circulation), may interest the studies in the fields of Bioethics and Public Health, and was chosen to integrate this thesis. Besides the analysis of specialized literature, which was of fundamental importance for understanding the problems of access and availability that arises from the current model of innovation adopted by the pharmaceutical industry, an observation work was conducted during the 65th World Health Assembly, World Health Organization, held in Geneva during May 2012, which was of valuable importance for the debates regarding intellectual property and public interest. Also we conducted interviews with actors belonging to the two institutions participants of the consortium FACT (Farmanguinhos / Fiocruz and DNDi) in order to better understand the initiative.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta dissertação tem como objetivo estudar a relação entre propriedade intelectual, inovação e saúde pública, com foco na análise do consórcio farmacêutico para desenvolvimento do medicamento combinação em dose fixa artesunato-mefloquina (ASMQ) contra a malária. A concepção dessa iniciativa se insere num momento histórico, final dos anos 1990 e início dos anos 2000, em que estudos apontaram a insuficiência da pesquisa e desenvolvimento para as doenças negligenciadas. Na época, o cenário da malária era particularmente preocupante, dada a disseminação de resistência aos medicamentos disponíveis e à falta de perspectiva do lançamento de novos produtos contra a doença. Para proteger a última classe de antimaláricos eficazes, a saber,os derivados a base de artemisinina, uma estratégia encontrada foi a do recurso à terapia combinada a base de artemisinina (artemisinin based combination therapy ACT). Contudo, dos 4 ACTs recomendados pela OMS em 2001, apenas 1 se encontrava disponível no mercado. O projeto FACT foi então criado, em 2002, com o propósito de desenvolver dois novos ACTs artesunato-mefloquina e artesunato-amodiaquina. O consórcio do ASMQ, por suas especificidades, em particular a produção de inovação por um laboratório público do Sul e a circulação Sul-Sul de conhecimentos e tecnologias , o tornam de interesse para estudos nos campos da bioética e da saúde pública; tendo sido, por isso, escolhido como objeto desta dissertação. O estudo se apoiou em pesquisa bibliográfica, de fundamental relevância para a compreensão dos problemas de acesso e de disponibilidade de novos produtos para doenças negligenciadas, decorrentes de um modelo de inovação farmacêutica sustentado em patentes. De forma complementar, foram feitos: i) trabalho de observação durante a 65a Assembleia Mundial da Saúde, da Organização Mundial da Saúdem, evento de importância para os debates sobre propriedade intelectual e interesse público; e ii) entrevistas com integrantes de equipes das duas principais instituições participantes do consórcio FACT (Farmanguinhos/Fiocruz e DNDi). / This thesis aims to study the relationship between intellectual property, innovation and public health, considering the case of the consortium for the development of the fixed-dose combination artesunate-mefloquine (ASMQ) for the treatment of malaria. The genesis of this initiative is part of a historical moment (late 1990s and early 2000s), when studies highlighted the crisis on R&D for neglected diseases. At that time, the scenario of malaria was particularly worrying, given the spread of drug resistance and also the fact that there was no expectation for launching new antimalarials in the market. A strategy was then developed to protect the last class of effective antimalarials (artemisinin derivatives) by establishment of the artemisin-based combination therapies (ACTs). Nevertheless, only one of the four ACTs recommended by WHO in 2001 was available. The FACT project was then created in 2002 with the purpose of developing two new ACTs - artesunate-mefloquine and artesunateamodiaquine. The ASMQ Consortium, due to its specific features (production of an innovation by a public laboratory located in the South and South-South knowledge circulation), may interest the studies in the fields of Bioethics and Public Health, and was chosen to integrate this thesis. Besides the analysis of specialized literature, which was of fundamental importance for understanding the problems of access and availability that arises from the current model of innovation adopted by the pharmaceutical industry, an observation work was conducted during the 65th World Health Assembly, World Health Organization, held in Geneva during May 2012, which was of valuable importance for the debates regarding intellectual property and public interest. Also we conducted interviews with actors belonging to the two institutions participants of the consortium FACT (Farmanguinhos / Fiocruz and DNDi) in order to better understand the initiative.

Introdução - Interações complexas estão presentes entre a biodiversidade de mosquitos (Diptera, Culicidae) e as dinâmicas de transmissão de arbovírus e plasmódios que são agentes infecciosos que podem causar moléstias em humanos e outros animais. Objetivos - Aplicar método de distribuição potencial de habitats para mosquitos vetores de arbovírus e de plasmódios no Vale do Ribeira, sudeste do Estado de São Paulo, sub-região Serra do Mar da Mata Atlântica. Em escala local nessa região, relacionar a heterogeneidade espacial com a biodiversidade e esta com a dinâmica de transmissão de malária no Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Métodos - Foram elaborados mapas de distribuição espacial dos vetores de arbovírus: Aedes serratus, Aedes scapularis e Psorophora ferox. Os mapas gerados para Anopheles cruzii, Anopheles bellator e Anopheles marajoara foram correlacionados com a distribuição espacial de malária. As correlações entre heterogeneidade espacial e biodiversidade de mosquitos foram estabelecidas com o emprego de modelos estatísticos de regressão. Foi elaborado modelo matemático para explicar o efeito da biodiversidade na transmissão de plasmódios. Resultados - As pessoas estão mais expostas às picadas de Ae. serratus, Ae. scapularis e Ps. ferox em áreas mais quentes e chuvosas. A correlação entre An. marajoara e o padrão espacial da malária foi positiva e significativa, enquanto que An. cruzii e An. bellator não foram importantes. Demonstrou-se que o aumento da heterogeneidade espacial está correlacionado, positivamente, com a biodiversidade de mosquitos. Níveis mais elevados de diversidade de mosquitos e de aves e mamíferos foram associados com risco menor de transmissão de plasmódios. Conclusões - A modelagem de distribuição potencial de habitats é uma ferramenta para a vigilância de vetores de arbovírus. Recomenda-se maior atenção ao An. marajoara que poderia ser vetor secundário de plasmódios em áreas abertas, naturais e desmatadas, da Mata Atlântica. A diversidade de plantas aumenta a heterogeneidade espacial e, esta pode ter efeito positivo à biodiversidade de mosquitos. Maiores diversidades de mosquitos, aves e mamíferos poderiam diminuir o número de picadas infectivas de An. cruzii. Pesquisas futuras sobre a epidemiologia dessas doenças deveriam incluir os seguintes temas: mudanças climáticas e arboviroses, heterogeneidade espacial e mosquitos, e biodiversidade e malária / Introduction - Complex interactions are present between biodiversity of mosquitoes (Diptera, Culicidae) and the dynamics of vector-borne arboviruses and malaria-parasites, which are infectious agents that can cause diseases in humans and other animals. Objectives - to apply habitat-suitability modelling for arboviral and malarial mosquito vectors in Vale do Ribeira, southeastern São Paulo state, sub-region of Serra do Mar of Atlantic Forest. In a local scale of this region, to relate the spatial heterogeneity with biodiversity and the role of this with dynamics of malarial transmission in the Parque Estadual da Ilha do Cardoso. Methods - Potential distribution maps were generated for the vectors of arboviruses, such as Aedes serratus, Aedes scapularis and Psorophora ferox. Distribution maps generated for Anopheles cruzii, Anopheles bellator and Anopheles marajoara were correlated with spatial distribution of human malaria. Regression models were applied to correlate the spatial heterogeneity with biodiversity of mosquitoes. It was elaborated a mathematical model to explain the effect of biodiversity on the transmission of Plasmodium. Results - People are more exposed to bites of Ae. serratus, Ae. scapularis and Ps. ferox in warmer and wetter areas. Correlations between An. marajoara and spatial pattern of malaria were positive and significant, while An. cruzii and An. bellator were not important. Spatial heterogeneity was positively associated with biodiversity of mosquitoes. Higher levels of biodiversity of both mosquitoes and vertebrates (birds and mammals) was associated with low risk of Plasmodium transmission. Conclusions - Habitat-suitability modelling is a tool for the surveillance of vector-borne arboviruses. It is recommended greater attention to An. marajoara which can be a potential secondary vector of Plasmodium parasites in natural or deforested open areas of the Atlantic Forest. Plant diversity could increase spatial heterogeneity which can be associated with higher mosquito diversity. Higher levels of mosquito, avian and mammalian diversities may decrease the number of infectious bites of An. cruzii. Future research on the epidemiology of malaria and arboviruses should include the following combinations of subjects: climate change and arboviruses, mosquito and spatial heterogeneity, and biodiversity and malaria

A Malária continua sendo a mais difundida e devastadora doença infecciosa, com aproximadamente 300 milhões de casos anuais e mais de 2 milhões de pessoas vivendo em áreas de risco. Entre os parasitas do gênero plasmodium causadores da malária em humanos, o plasmodium falciparum é a espécie mais letal. Este projeto teve como objetivo a síntese de pró-fármaco recíproco de cloroquina e primaquina e de pró-fármacos duplicados de cloroquina e de primaquina utilizando, para tanto, espaçantes inespecíficos (carboxílicos). Espera-se que o pró-fármaco recíproco permita a cura radical em casos de malária vivax e que os derivados duplicados apresentem maior eficácia, com diminuição da toxicidade, especialmente no caso do derivado de primaquina. Além desses compostos, propôs-se a síntese de pró-fármacos duplicados de cloroquina mediante a ligação com grupo espaçante específico (peptídeos) à cisão pela falcipaína. Tais derivados são potencialmente ativos em malária causada pelo P. falciparum resistente à cloroquina. / Malaria remains the world\'s most widespread and devastating infectious disease, with approximately 300 million annual cases and more than 2 million casualties. Among the protozoan parasites of the genus Plasmodium causing malaria in humans, Plasmodium falciparum is the most lethal species. This project had as objective the synthesis of reciprocal prodrug of chloroqine and primaquine using, for in such a way, inespecífics agents (carboxylics). One expects that the mutual prodrug allows to the radical cure in cases of malaria vivax and that the derivatives duplicates present greater effectiveness, with reduction of the toxicity, especially in the case of the primaquine derivative. Beyond these composites, it was considered synthesis of mutual prodrugs of chloroquine by means of the linking with specific carrier group (peptides) to the split for falcipain. Such derivatives are potentially active in malaria caused for the resistant P. falciparum to the chloroquine.

O objetivo deste trabalho foi estudar a resposta imune, quanto ao nível e à avidez dos anticorpos IgG, dirigidos contra o antígeno recombinante derivada da Proteína 1 de Superfície de Merozoíto de Plasmodium vivax (PvMSP119) em indivíduos residentes em diferentes áreas endêmicas do Brasil, empregando o teste ELISA. Para tanto, foram estudadas amostras de indivíduos expostos à malária, infectados ou não e em acompanhamento terapêutico. Na padronização das condições de reação, obteve-se uma sensibilidade de 95,00% em amostras de pacientes com gota espessa positiva para P. vivax e uma especificidade de 99,50% em amostras de indivíduos saudáveis e com outras patologias. Entre as amostras de pacientes com P. falciparum, 7,14% foram reagentes. O estudo dos diferentes grupos de pacientes com malária vivax mostrou haver diferença significante entre os primo infectados e aqueles com episódios anteriores de malária, sendo os níveis (IR) e avidez (IA) de IgG mais baixos nos primo infectados, embora os níveis de anticorpos já estivessem elevados nesses pacientes. A predominância de IgG anti-PvMSP119 de baixa avidez nos pacientes primo infectados por P. vivax, sugere um baixo grau de proteção, mesmo na presença de elevados níveis de anticorpos observados já no início da infecção. A análise dos indivíduos não infectados mostrou haver uma associação negativa dos resultados de IR com o tempo decorrido desde o último episódio de malária e associação positiva com o número de malárias anteriores. Em relação aos IA houve associação positiva com ambos os parâmetros, nos pacientes que haviam tido malária até, no máximo, seis meses antes da coleta. Entre os pacientes que haviam apresentado episódios de malária anteriores, observaram-se níveis mais baixos de anticorpos IgG anti-PvMSP119 em indivíduos com alta exposição à malária, quando comparados a moradores de áreas com baixa transmissão. Em relação à avidez, foram encontrados índices mais elevados nas áreas de maior transmissão. Considerando-se o município de Alta Floresta, nas regiões de garimpo e próximas à mata, obtiveram-se altos índices de positividade com níveis e avidez dos anticorpos mais elevados que nas demais regiões. Não foi observada correlação entre níveis e avidez dos anticorpos IgG anti-PvMSP119. / The aim of this work was to study the level and avidity of IgG antibodies specific to Plasmodium vivax using the recombinant protein corresponding to 19kDa C-terminal of the merozoite surface protein 1 region (PvMSP119) in individuals living in distinct malaria endemic areas, using ELISA test. Thus, samples from individuals exposed to malaria, with patent infection or not were evaluated. The reaction conditions were standardized, yielding 95.00% sensitivity with sera from P. vivax infected patients and 99.50% specificity with sera from individuals non-exposed to P. vivax malaria. Just 7.14% of patient samples with P. falciparum malaria reacted to PvMSP119. The investigation of different groups of vivax malaria patients showed significant differences between patients with primo infection and those with past malaria episodes. The levels and avidity of IgG were lower in primo infected ones. The predominance of low avidity IgG in P. vivax primo infected patients may suggest low grade of protection even in high level antibody sera. The analysis of non-infected subjects showed a negative association of IgG levels and time elapsed since last malaria episode, and a positive association to the number of malaria episodes. For individuals who had had last malaria episode till maximum six months before the collecting of blood samples, avidity indexes showed positive association for both parameters described before. Individuals sporadically exposed to malaria transmission (Belém group) and who experienced their last episode by P. vivax had significant high levels and proportions of specific antibodies when compared to subjects continuously exposed (Alta Floresta group). Otherwise, higher avidity levels were detected in high transmission areas. In god mines and forest areas of Alta Floresta, higher IgG and avidity levels were obtained, as compared to the other regions of the municipality. No correlation was observed between anti-PvMSP119 IgG levels and avidity levels.

A exposição limitada ao Plasmodium chabaudi induz proeminente imunidade celular, associada à proteção de células T da apoptose. Este estudo tem como objetivo verificar a influência da carga parasitária na geração e manutenção dos linfócitos T e B de memória ao P. chabaudi. Assim, camundongos C57BL/6 foram submetidos à infecção tratada (subpatente) ou não (patente) com cloroquina após a inoculação de 106 eritrócitos parasitados (EP) e analisados nos dias 0, 20, 60, 120 e 200. Com relação à memória de linfócitos T, no dia 20, as freqüências de células CD4+ memória/ativadas e respondedoras aos EP foram significativamente maiores nos animais do grupo subpatente. Os níveis máximos de IgG2a específica foram encontrados no dia 120 em ambos os grupos. O desafio dos animais com 108 EP mostrou que a imunidade protetora declina progressivamente, mas os grupos ainda são capazes de estabelecer resposta secundária eficiente que elimine o parasita. Assim, podemos concluir que a carga parasitária influencia a fase aguda, mas não impede a geração e manutenção das células T e B de memória. / One of the main characteristics of malaria is the intense policlonal activation of splenic T and B lymphocytes induced by the parasite and the consequent elimination, through apoptosis, of part of these cells. However, the limited exposure to the bloodstage malaria seems to induce a prominent cellular immunity, associated with the protection of T lymphocytes from apoptosis. With this in mind, this study aimed to verify the influence of the parasite load in the generation and maintenance of memory T and B cells specific for Plasmodium chabaudi chabaudi AS. In order to evaluate this idea, C57BL/6 mice were infected with 106 parasitized red blood cells (pRBC) and submitted to a patent (untreated) or subpatent infection (controlled with sub-curative doses of chloroquine every time parasitemia reached 1%). Splenocytes from these mice were analyzed at 20, 60, 120 and 200 days after infection, regarding the pRBC-specific T cell proliferation and the expression of surface molecules, as CD4, CD8, CD62L, CD45RB, CD44, CD45R-B220 and IgG. The parasitemia and the splenocyte phenotype were also monitored after the challenge with 108 pRBC. Regarding T cell memory, at day 20 of infection, the frequencies of effector/activated CD4+ T cells (CD62LLOW CD45RBLOW/HIGH) were significantly increased in animals from the patent group, which was strict linked with the highest cellular activation observed in these animals. On the other hand, the total numbers of pRBCproliferating T (CD4+ and CD8+) cells per spleen were approximately 3-fold increased in subpatent animals, indicating that these cells were protected from apoptosis as a result of the limited exposure to the parasite. However, in both groups, these parameters decreased to values similar to those in controls at day 200. The splenocytes from both groups produced Th1 cytokines in response to pRBC in all times of analysis, but at the early phase of infection, Th2 cytokines were also observed, but without differences between the infected groups. Regarding memory B cells, the frequency of sIgG+ cells was increased at day 20 of infection, when 11% and 9% of CD45R+ cells from patent and subpatent animals were positive, respectively. For both groups, specific IgG2a antibodies attained maximum serum levels at day 120, but at day 200, it is possible to observe a significant decrease of these levels only in the serum of patent mice. Moreover, at day 200 of infection, mice of subpatent group showed significantly higher amounts of IgG2a that recognized the intra-erythrocytic forms of the parasite and the surface of infected erythrocytes. Challenge of mice with 108 pRBC showed that protective immunity progressively decline with time and despite the higher levels of specific antibody in subpatent mice, both groups showed similar protection. In experiments of adoptive transference to CD28-/- mice, cells from 200-day infected mice were able to produce specific IgG2a antibodies, in a T CD4+ cell dependent way. In addition, we verified that CD45R+ cells of subpatent mice, when transferred to CD28-/- mice, secreted higher amounts of specific IgG2a and IgG1 antibodies, comparing to cells of patent mice. So, from this work, we can conclude that the parasite load has a great influence in the early immune response to P. chabaudi malaria and it also affects the generation and/or maintenance of memory B cells. Furthermore, according to our data, at least during the analyzed period, the loss of protective immunity against this parasite does not seem to be influenced by the acute-phase parasite load, but it can be a consequence of the progressive decline of T-cell memory response that occurs in patent and subpatent groups with time of infection.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-09-15T12:09:54Z No. of bitstreams: 1 nicollibellottidesouza.pdf: 1508500 bytes, checksum: 7150363e1a046cd4741555cb142f6f21 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2016-09-26T20:18:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nicollibellottidesouza.pdf: 1508500 bytes, checksum: 7150363e1a046cd4741555cb142f6f21 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:18:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nicollibellottidesouza.pdf: 1508500 bytes, checksum: 7150363e1a046cd4741555cb142f6f21 (MD5) Previous issue date: 2011-02-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A malária é causada por protozoários do gênero Plasmodium e é responsável por 250 milhões de casos e 1 milhão de mortes anualmente. Um dos principais empecilhos para o controle da doença é o desenvolvimento de resistência do parasito aos fármacos comumente usados, o que torna urgente a pesquisa por novos antimaláricos. Nesse contexto, análogos de cloroquina acoplados a 6-mercaptopurina e a alquil aminas e complexos de platina foram avaliados quanto a atividade antimalárica utilizando o teste supressivo descrito por Peters em modelo murino de infecção por Plasmodium berghei NK65. Tais análogos exibiram altos valores de supressão da parasitemia, entre 60% e 94% em comparação com o controle não tradado. Considerando o papel imunossupressor de derivados de purina, o análogo de cloroquina acoplado a 6-mercaptopurina MPQUI foi avaliado quanto a aspectos imunológicos (contagem de leucócitos específicos, dosagem de TNF-α e IL-10), não interferindo na resposta imune tendo como base os parâmetros analisados. Portanto, esses análogos devem ser objetos de futuras pesquisas, podendo fornecer novos antimaláricos, já que apresentaram-se promissores e não influenciaram a resposta imune nos parâmetros analisados. / Malaria is caused by protozoan parasites of the genus Plasmodium and is responsible for 250 million cases and 1 million deaths annually. One of the main obstacles for the disease control is the development of resistance by the parasite to the commonly used antimalarials, what makes the research for new ones urgent. In this context, chloroquine analogs attached to 6-mercaptopurine and to alkyl-amines and platinum complexes were evaluated for their antimalarial activity using the 4-day suppressive test described by Peters which was carried out in mice infected with Plasmodium berghei NK65. These analogs exhibited high values of parasitemia suppression, which ranged from 60% to 94% in comparison to untreated control. Considering the immune suppressor role of purine derivates, the chloroquine analog attached to 6-mercaptopurine MPQUI was evaluated for immunological aspects (specific leukocytes count, TNF-α and IL-10 measurements in sera of mice), revealing no interference in the immune response considering these parameters. Therefore, these analogs may be objects of further research, aiming at new antimalarials, since they were shown to be promising and did not influence the immune response in the parameters analyzed.

O Antígeno-1 de Membrana Apical (AMA-1) de merozoítas de Plasmodium é um dos principais candidatos a compor uma vacina contra a malária. A função biológica de AMA-1 não é totalmente conhecida, entretanto, existem evidências que sugerem a participação dessa proteína na ligação a eritrócitos de diferentes espécies de Plasmodium. O objetivo deste estudo foi investigar a participação de AMA-1 de P. vivax (PvAMA-1) na ligação a eritrócitos humanos utilizando células COS-7 transfectadas com plasmídios recombinantes codificando diferentes regiões do ectodomínio de PvAMA-1. Para isso, os genes que codificam os domínios I-II ou III de PvAMA-1 foram inseridos no vetor pDisplay-EGFP, que permite a expressão das proteínas recombinantes em fusão com a porção N-terminal da Proteína Fluorescente Verde (GFP). Em paralelo, utilizamos construções contendo os genes que codificam a região C-terminal de 19 kDa da Proteína 1 de Superfície do Merozoíta (PvMSP119) e a região II da Duffy Binding Protein (PvDBP-RII). As quatro construções foram utilizadas para transfectar células COS-7 na presença de lipofectamina. A eficiência das transfecções transientes foi confirmada por imunofluorescência utilizando anticorpos específicos. Em seguida, estudamos a participação dos diferentes domínios de PvAMA-1 na ligação aos eritrócitos. Nossos resultados mostraram que os domínios contíguos I-II, ao contrário do domínio III, foram capazes de se ligar a eritrócitos in vitro. Essa ligação foi específica, pois soros de indivíduos infectados por P. vivax e soros policlonais de camundongos contendo anticorpos anti-PvAMA-1 foram capazes de inibir essa ligação em 82,0% e 79,8%, respectivamente. Além disso, anticorpos monoclonais dirigidos contra o domínio II dessa proteína foram capazes de inibir parcialmente essa ligação. Após o tratamento de eritrócitos com tripsina ou quimiotripsina, estas células perderam grande parte de sua capacidade de ligação, sugerindo que o receptor para PvAMA-1 tenha constituição predominantemente protéica. Em conjunto, nossos resultados podem servir de base para futuros estudos visando um melhor entendimento da função de anticorpos gerados durante a infecção natural ou induzidos após vacinação com PvAMA-1. / The Apical Membrane Antigen (AMA-1) of Plasmodium merozoites is one of the main candidates to be part of a vaccine against malaria. The biological function of AMA-1 is unknown. However, there are evidences that suggest the participation of this protein in the interaction with erythrocytes (RBC) of different Plasmodium species. Using transfected COS-7 cells with recombinant plasmids encoding different portions of the PvAMA-1 ectodomain, our aim was to identify possible domains of PvAMA-1 able to interact with human RBC. The genes that encoded domains I and II in combination or domain III of PvAMA-1 were cloned into the pDisplay-EGFP vector. This vector allows expression of the protein fused to the N-terminus of enhanced green fluorescent protein (GFP). In parallel, we also used constructions containing the genes that encoded the 19 kDa C-terminal region of Merozoite Surface Protein 1 (PvMSP119) and region II of the Duffy Binding Protein (PvDBP-RII). Constructions were used to transiently transfect COS-7 cells. The efficiency of expression of all constructs was confirmed by immunofluorescence assay using specific antibodies. After that, we studied the participation of the different domains of PvAMA-1 in the binding to human RBC. We found that COS-7 cells expressing domains I-II, but not domain III, bound to human RBC in vitro. This binding was specific, because sera from malaria-infected patients and mouse polyclonal sera containing antibodies to PvAMA-1 were able to block the adhesion by 82.0% and 79.8%, respectively. Moreover, monoclonal antibodies directed against domain II were partially inhibitory in the cytoadherence assays. The receptor recognized on the surface of COS-7 cells expressing the domains I and II was partially removed after human RBC were treated with trypsin or chymotrypsin, suggesting that its composition is predominantly protein. In conclusion, our results can be used as basis for future studies aimed at better understating the function of the antibodies generated during the natural infection or after vaccination with PVAMA-1.

Foi estudado o perfil nosológico da população ribeirinha do Baixo Rio Machado em Rondônia, área de Amazônia Ocidental no Brasil. Neste estudo, escolhemos abordar o perfil das seguintes doenças: malária, hepatite viral B e C, parasitose intestinal e papilomavírus humano. Estas doenças foram priorizadas devido à importância clínica e epidemiológica e também escassez de estudos referentes nas populações ribeirinhas amazônicas. Para isto, foi realizado um estudo descritivo no Baixo Rio Machado que se localiza a 250 km de Porto Velho (capital do Estado de Rondônia) pela margem direita do Rio Madeira, que é um afluente volumoso do Rio Amazonas, no Brasil. Nesta área, vivem aproximadamente 806 pessoas distribuídas em 55 comunidades ribeirinhas isoladas. Em Rondônia, encontramos locais, como o Rio Machado, que abrigam a presença de portadores assintomáticos do Plasmodium, fato que pode contribuir para a persistência desta doença na região. Para caracterizar o perfil da malária ribeirinha, focalizando aspectos da infecção assintomática e sintomática, foram realizados hemoscopia e Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) com amplificação do DNA ribossomal do parasita para Plasmodium vivax e Plasmodium falciparum para o diagnóstico da malária. Foi considerado como assintomático o paciente com hemoscopia positiva ou PCR positivo que permaneceu sem sintomas durante pelo menos 60 dias. Foi realizado acompanhamento longitudinal de 70 dias após o primeiro corte transversal (nC1=585 pessoas) para observação dos pacientes assintomáticos diagnosticados por hemoscopia, onde 25 pacientes (4,25%) permaneceram assintomáticos durante todo esse seguimento. Após, foi realizado mais dois cortes transversais a cada 6 meses (nC2=583 pessoas, nC3=607 pessoas), com tratamento dos indivíduos assintomáticos diagnosticados por PCR no corte transversal anterior ou hemoscopia atual e também dos casos sintomáticos. Foi estudado, na população que permaneceu na área durante toda a pesquisa (n=379), o perfil e o impacto do tratamento da infecção assintomática. Houve diminuição da infecção por P. falciparum de seis vezes e aumento da prevalência de malária por P. vivax de aproximadamente três vezes. O diagnóstico por PCR foi de 2-5 vezes mais eficiente do que por hemoscopia e a prevalência de infecção assintomática foi de 16 a 22% nos cortes transversais. Assim, foi observada a importância do tratamento dos indivíduos assintomáticos para o controle da malária no local, sendo que o incremento de malária por Plasmodium vivax deve ter ocorrido devido a recaídas da doença. Com o estudo entomológico da área, foi verificado que o vetor Anopheles possui atividade hematofágica moderada e principalmente em região peridomiciliar, sendo o A. darlingi a principal espécie da região. Existem poucos dados sobre a prevalência de hepatites na população ribeirinha de Rondônia, o que dificulta a vigilância epidemiológica nestas regiões amazônicas. Foi realizado um estudo de prevalência de hepatite B e C na área, com 123 pacientes pertencentes a 5 comunidades ribeirinhas, incluindo todas as pessoas que estavam presentes na área no momento do corte transversal, de todas as faixas etárias. Foi realizada sorologia para os marcadores de hepatite B: HbsAg, Anti-Hbc (total) e Anti-Hbs e sorologia para hepatite C com o marcador anti-HCV. Foram encontrados 12 (14,7%) pacientes com hepatite B aguda, 29 (38,7%) pacientes apresentaram imunidade vacinal para hepatite B e 7 (9,3%) pacientes apresentaram hepatite C, sendo que um (1,3%) paciente tinha co-infecção para hepatite B e C. Notou-se que esta população ribeirinha está exposta às hepatites virais, sendo necessário intensificar a vigilância epidemiológica na área, assim como a cobertura vacinal e também fornecer cuidados preventivos, curativos e paliativos em relação a estas doenças. A infecção pelo papilomavírus humano (HPV) é altamente prevalente, sendo detectada em aproximadamente 10% a 20% da população sexualmente ativa entre 15 e 49 anos de idade. A introdução de testes mais acurados para a detecção do DNA do HPV em investigações epidemiológicas confirmou a importância do HPV, principalmente dos tipos de alto risco, como o principal fator de risco para o desenvolvimento de neoplasia intra-epitelial cervical e câncer do colo uterino. Não foram encontrados estudos sobre a existência do HPV em populações ribeirinhas amazônicas na literatura médica. Foi realizado, então, um estudo transversal para levantar a prevalência de HPV nesta população, com 84 participantes em idade sexualmente ativa presentes na área. Após coleta de consentimento informado e questionário clínico-epidemiológico, foi realizado exame para isolar o HPV. A tipagem do HPV foi realizada com amplificação dos DNAs por PCR empregando iniciadores genéricos seguida de hibridização em pontos, capaz de identificar mais de 40 tipos diferentes de HPVs. Foram encontradas 18 pacientes contaminadas pelo HPV, perfazendo 21,4% da amostra. Os tipos de HPV encontrados foram: 53, 58, 31, 56, 16, 83, 55, 66, 45, 51, 40, 42, 6, 68. Os tipos de HPV mais freqüentes foram 51 (23%), 58 (19%), 53 (7,7%), 83 (7,7%), sendo HPV 16 encontrado em 3,8% das pacientes HPV positivas e a prevalência do HPV de alto risco oncogênco foi de 13,1%. Desta forma, foi encontrado alta prevalência de HPV na população ribeirinha amazônica estudada, evidenciando a necessidade de vigilância epidemiológica para câncer de colo uterino na região. Por fim, foi estabelecido a prevalência de parasitoses intestinais na população, abordando a correlação das enteroparasitoses com malária assintomática e anemia, realizando um inquérito coproparasitológico na área incluindo pacientes de todas as faixas etárias, que estivessem dispostos a participar do estudo. A análise das amostras foi realizada pelo método da Sedimentação Espontânea (método de Lutz ou Hoffmann, Pons & Janer). Entre os 268 exames de fezes realizados, a prevalência de parasitose intestinal encontrada na região em estudo foi de 86,6%. Entre os helmintos, Ascaris lumbricoides (47%), Ancilostomideos (37,3%), Trichuris trichiura (3,4%), Capillaria hepatica (2,3%), foram os parasitas mais encontrados. Entre os protozoários foram encontrados: Entamoeba coli (21,4%), Entamoeba histolytica (12%), Giardia intestinalis (15,4%), Endolimax nana (10,1%) e Iodamoeba butschlii (7,5%). A alta prevalência de parasitose intestinal encontrada na pesquisa foi concordante com outros dados desenvolvidos na Região Amazônica. Com este estudo, a região da Amazônia Ocidental insere-se no cenário geográfico mundial de distribuição da Capillaria hepatica, particularmente, a região do Baixo Rio Machado. / Was studied the nosological profile of the riverside population of the Baixo Rio Machado in Rondônia, Western Amazon area of Brazil. In this study, was chosed the profile of following diseases: malaria, hepatitis B and C, intestinal parasite and human papillomavirus. These diseases have been prioritized due to clinical and epidemiological importance and scarcity of studies in the riverside Amazon population. For this, was conducted a descriptive study in the Baixo Rio Machado which is located 250 km from Porto Velho (capital of Rondônia State) in the right bank of the Rio Madeira which is a large tributary of the Amazon River in Brazil. In this area, live about 806 people distributed in 55 riversides communities isolated. In Rondônia, we find places such as the Rio Machado, which shelter to the presence of asymptomatic carriers of Plasmodium, which may contribute to the persistence of this disease in the region. To characterize the profile of malaria riverside, focusing on aspects of symptomatic and asymptomatic infections, were performed haemoscopia and Polymerase Chain Reaction (PCR) with amplification of ribosomal DNA for the parasite Plasmodium vivax and Plasmodium falciparum to the diagnosis of malaria. Was considered as asymptomatic patient with positive haemoscopia or positive or PCR that remained without symptoms for at least 60 days. Longitudinal follow-up was conducted for 70 days after the first cross section (nC1 = 585 people) for observation of asymptomatic patients diagnosed by haemoscopia where 25 patients (4.25%) remained asymptomatic throughout the follow-up. After was performed two cross cuts every 6 months (nC2 = 583 people, nC3 = 607 people), with treatment of asymptomatic individuals diagnosed by PCR in previous transverse cross-sections or haemoscopia a current and also symptomatic cases. We studied in the population that remained in the area throughout the study (no= 379), the profile and impact of treatment of asymptomatic infection. There was a decrease in infection by P. falciparum of six times and increased prevalence of malaria by P. vivax approximately three times. The diagnosis by PCR was 2-5 times more efficient than haemoscopia and the prevalence of asymptomatic infection was 16 to 22% in transverse cross-sections. Thus, was saw the importance of treatment of asymptomatic individuals for the control of malaria in the place, and the increase in malaria by Plasmodium vivax should have occurred due to relapse of the disease. With entomological study of the area, was saw that the vector Anopheles has moderate blood activity and especially in peridomiciliary region and the A. darlingi the main species in the region. There are few data on the prevalence of hepatitis in riverside population of Rondônia, which makes surveillance in Amazonian regions. Was conducted a study of prevalence of hepatitis B and C in the area, with 123 patients belonging to 5 communities, including all the people who were present in the area at the cross section of all ages. Serology was performed for markers of hepatitis B: HBsAg, anti-HBc (total) and anti-HBs and serology for hepatitis C with anti-HCV marker. Was found 12 (14.7%) patients with acute hepatitis B, 29(38.7%) patients demonstrated immunity to hepatitis B vaccine and 7(9.3%) patients had hepatitis C, with one (1.3%) patient had co-infection for hepatitis B and C. Realize that this riverside population is exposed to viral hepatitis, being necessary to intensify epidemiological surveillance in the area, as well as immunization coverage and provide preventive care, curative and palliative for these diseases. The infection by human papillomavirus (HPV) is highly prevalent, being detected in approximately 10% to 20% of the sexually active population between 15 and 49 years of age. The introduction of more accurate tests for the detection of HPV DNA in epidemiological investigations confirmed the importance of HPV, particularly types of high risk, as the main risk factor for the development of cervical intraepithelial neoplasia and cervical cancer. Was found no studies on the existence of HPV in riverside Amazonian populations in the medical literature. The transversal cross-section study was take up to raise the prevalence of HPV in this population, with 84 participants in sexually active age in the area. After collection of informed consent and clinical-epidemiological questionnaire, was conducted to isolate the HPV test. The typing of HPV was taking with the DNAs for PCR using generic primers followed by hybridization in points, able to identify over 40 different types of HPV. Was found 18 patients infected by HPV, comprising 21.4% of the sample. The HPV types found were: 53, 58, 31, 56, 16, 83, 55, 66, 45, 51, 40, 42, 6, 68. The most common HPV types were 51 (23%), 58 (19%), 53 (7.7%), 83 (7.7%) with HPV 16 found in 3.8% of HPV positive patients and prevalence the high risk HPV oncogenic was 13.1%. Thus, was find high prevalence of HPV in riverside Amazonian population studied, highlighting the need for surveillance for cancer of the cervix in the region. Finally, was established the prevalence of intestinal parasites in the population, deal the correlation of intestinal with asymptomatic malaria and anemia, taking the fecal examination conducting in the area including patients of all ages, who were willing to participate in the study. The analysis of samples was performed by the spontaneous sedimentation method (method of Lutz or Hoffmann, Pons & Janer). Among the 268 fecal examinations, the prevalence of intestinal parasite found in the region under study was 86.6%. Among helminths, Ascaris lumbricoides (47%), Ancilostomideos (37.3%), Trichuris trichiura (3.4%), Capillaria hepatica (2.3%) were found more parasites. Among the protozoa were: Entamoeba coli (21.4%), Entamoeba histolytica (12%), Giardia intestinalis (15.4%), Endolimax nana (10.1%) and Iodamoeba butschlii (7.5%).The high prevalence of intestinal parasite found in the survey was consistent with other data developed in the Amazon region. In this study, the region of the Western Amazon is part of the scenario of global geographic distribution of Capillaria hepatica, particularly the region of the Baixo Rio Machado.

Seleção de características é um tópico muito importante em aplicações de reconhecimento de padrões, especialmente em bioinformática, cujos problemas são geralmente tratados sobre um conjunto de dados envolvendo muitas variáveis e poucas observações. Este trabalho analisa aspectos de seleção de características no problema de identificação de redes de regulação gênica a partir de sinais de expressão gênica. Particularmente, propusemos um modelo de redes gênicas probabilísticas (PGN) que devolve uma rede construída a partir da aplicação recorrente de algoritmos de seleção de características orientados por uma função critério baseada em entropia condicional. Tal critério embute a estimação do erro por penalização de amostras raramente observadas. Resultados desse modelo aplicado a dados sintéticos e a conjuntos de dados de microarray de Plasmodium falciparum, um agente causador da malária, demonstram a validade dessa técnica, tendo sido capaz não apenas de reproduzir conhecimentos já produzidos anteriormente, como também de produzir novos resultados. Outro aspecto investigado nesta tese é o fenômeno da predição intrinsecamente multivariada (IMP), ou seja, o fato de um conjunto de características ser um ótimo caracterizador dos objetos em questão, mas qualquer de seus subconjuntos propriamente contidos não conseguirem representá-los de forma satisfatória. Neste trabalho, as condições para o surgimento desse fenômeno foram obtidas de forma analítica para conjuntos de 2 e 3 características em relação a uma variável alvo. No contexto de redes de regulação gênica, foram obtidas evidências de que genes alvo de conjuntos IMP possuem um enorme potencial para exercerem funções vitais em sistemas biológicos. O fenômeno conhecido como canalização é particularmente importante nesse contexto. Em dados de microarray de melanoma, constatamos que o gene DUSP1, conhecido por exercer função canalizadora, foi aquele que obteve o maior número de conjuntos de genes IMP, sendo que todos eles possuem lógicas de predição canalizadoras. Além disso, simulações computacionais para construção de redes com 3 ou mais genes mostram que o tamanho do território de um gene alvo pode ter um impacto positivo em seu teor de IMP com relação a seus preditores. Esta pode ser uma evidência que confirma a hipótese de que genes alvo de conjuntos IMP possuem a tendência de controlar diversas vias metabólicas cruciais para a manutenção das funções vitais de um organismo. / Feature selection is a crucial topic in pattern recognition applications, especially in bioinformatics, where problems usually involve data with a large number of variables and small number of observations. The present work addresses feature selection aspects in the problem of gene regulatory network identification from expression profiles. Particularly, we proposed a probabilistic genetic network model (PGN) that recovers a network constructed from the recurrent application of feature selection algorithms guided by a conditional entropy based criterion function. Such criterion embeds error estimation by penalization of rarely observed patterns. Results from this model applied to synthetic and real data sets obtained from Plasmodium falciparum microarrays, a malaria agent, demonstrate the validity of this technique. This method was able to not only reproduce previously produced knowledge, but also to produce other potentially relevant results. The intrinsically multivariate prediction (IMP) phenomenon has been also investigated. This phenomenon is related to the fact of a feature set being a nice predictor of the objects in study, but all of its properly contained subsets cannot predict such objects satisfactorily. In this work, the conditions for the rising of this phenomenon were analitically obtained for sets of 2 and 3 features regarding a target variable. In the gene regulatory networks context, evidences have been achieved in which target genes of IMP sets possess a great potential to execute vital functions in biological systems. The phenomenon known as canalization is particularly important in this context. In melanoma microarray data, we verified that DUSP1 gene, known by having canalization function, was the one which composed the largest number of IMP gene sets. It was also verified that all these sets have canalizing predictive logics. Moreover, computational simulations for generation of networks with 3 or more genes show that the territory size of a target gene can contribute positively to its IMP score with regard to its predictors. This could be an evidence that confirms the hypothesis stating that target genes of IMP sets are inclined to control several metabolic pathways essential to the maintenance of the vital functions of an organism.