Physical exercise has been implicated in several immunophysiological improvements especially during the aging process when an immunocompromised status could be established. Toxoplasma gondii is a protozoan parasite that causes a widespread opportunistic infection, which may present severe consequences, particularly to the fetus and immunocompromised patients. It is estimated that one-third of the human population worldwide has been infected by this parasite, being the reactivation during immunesenescence an unexplored public health issue. The present study was designed to assess the immunophysiological differences between exercised versus sedentary C57BL/6 male mice that have been infected by T. gondii. Before the two key set of experiments, several other sets were carried out to the prospection of the main found data of this study. There were two main sets of experiments: in the first set, the animals were infected after exercising and three groups were formed: experimental groups - infected sedentary (IS, n=6); infected exercised (IEx, n=6) and control group - non-infected sedentary (NIS, n=6). When splenocytes were stimulated by T. gondii-soluble tachyzoite antigens, it was found an significant increasing (P<0.0001) in interferon-gamma (IFN-&#61543;) production concomitant with any changes in IL-10, allowing a greater IFN-&#61543;/IL-10 ratios, produced by the cells from exercised group compared to sedentary one. However, there was no difference concerning quantification of T. gondii genomic DNA by qPCR and immunohistochemistry analysis in brain cysts (P>0.05). In order to further investigate the consequences of these data for the host, a second set of experiments was performed, when the animals were infected before exercising and four groups of animals were established for comparison purpose, as follows: experimental groups - infected sedentary (IS, n=7); infected exercised (IEx, n=6) and control groups - non-infected sedentary (NIS, n=6) and non-infected exercised (NIEx, n=6). It was found that exercised group survived longer (P<0.05) than sedentary one. In both sets of experiments, mice have been submitted to moderate exercises: running (14m/min; 3x/week) and strength (60-80% of one-repetition maximum; 2x/week). In summary, moderated aerobic and strength exercises are able to modulate immune responses against T. gondii infection, being these immunological features beneficial to the host. / A prática regular de exercício físico tem sido relacionado com melhoras imunopatológicas, especialmente durante o processo de envelhecimento quando pode haver um estado de imunocomprometimento. O Toxoplasma gondii é um parasito protozoário que causa infecção oportunista de forma global, podendo apresentar consequências severas, particularmente ao feto e pacientes imunocomprometimentos. É estimado que um terço da população mundial esteja atualmente infectado por este parasito, sendo a reativação durante a imunossenescência um tópico em saúde pública não explorado. O presente estudo foi projetado para avaliar parâmetros de diferenças imunológicas entre camundongos machos C57BL/6 exercitados e sedentários que tenham sido infectados por T. gondii. Antes dos experimentos chaves vários outros conjuntos de experimentos foram realizados para prospecção dos principais achados desta tese. Houve dois conjuntos de experimentos principais: no primeiro conjunto de experimentos, os animais foram infectados após o início dos exercícios formando-se três grupos: um grupo controle - sedentário não infectado (NIS, IS, n=4); dois grupos infectados - um sedentário (IS, n=4) e um exercitado (IEx, n=6). Quando esplenócitos foram estimuladas com antígeno de taquizoíto solúvel de T gondii (STAg), encontrou-se uma maior produção de IFN-&#61543;, concomitante à uma manutenção das taxas de IL-10, que permitiu uma maior razão de IFN-&#61543;/IL10 (P<0,0001) para o grupo exercitado comparado com o sedentário. No entanto, não houve diferenças no que diz repeito a quantificação de DNA genômico de T. gondii pelas análises de qPCR e imunohistoquímica de cistos cerebrais (P>0,05). Com objetivo de se pesquisar posteriormente as consequências destes dados para o hospedeiro, um segundo conjunto de experimentos foram realizados, quando os animais foram infectados antes do início dos exercícios, e quatro grupos foram estabelecidos para comparação deste propósito, como se segue: dois grupos controles não infectados - sedentário (NIS, n=6) e exercitado (NIEx, n=6), e dois grupos infectados - sedentário (IS, n=7) e exercitado (IEx, n=6). Encontrou-se que o grupo infectado exercitado teve sua longevidade aumentada (P<0,05) comparado com o infectado sedentário. Em ambos os conjuntos de experimentos, os camundongos foram submetidos à exercícios moderados: de corrida (14 m/min; 3 x/semana) e resistido (60-80% de uma repetição máxima; 2x/semana). Em síntese, exercícios físicos aeróbicos e resistidos moderados são capazes de modular a resposta do sistema imune no combate da infecção por T. gondii sendo estas características imunológicas benéficas para o hospedeiro. / Doutor em Imunologia e Parasitologia Aplicadas

Durante o desenvolvimento do sistema nervoso, as oscilações da concentração de cálcio intracelular livre resultam na proliferação celular, migração e diferenciação neuronal. Nesta tese foram investigadas a participação dos receptores ionotrópicos purinérgicos dos tipos P2X2 e P2X4 seletivos ao influxo de cálcio durante a diferenciação neuronal in vitro das células de carcinoma embrionário murino P19. Identificamos o padrão diferencial de expressão de receptores purinérgicos nas células indiferenciadas e neurônios P19. O receptor P2X4 é expresso durante toda a diferenciação neuronal e o receptor P2X2 é detectado na fase tardia da diferenciação em neurônios. Através de ensaios farmacológicos, foi possível identificar a participação dos receptores metabotropicos P2Y e do receptor P2X4 na formação dos corpos embriônicos, na proliferação celular e ou na determinação do fenótipo de progenitor neural. Durante a maturação neuronal os receptores P2X2 e P2Y1 participam da determinação do fenótipo neuronal glutamatérgico NMDA e os receptores P2X2 e P2Y2 no fenótipo neuronal colinérgico. A ausência de inibidores específicos e seletivos aos receptores purinérgicos levou-nos a empregar a técnica SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) a fim de identificar inibidores seletivos aos receptores P2X2 e P2X4. A técnica envolve a utilização da biblioteca combinatória randômica de RNA 2\'- F pirimidina modificadas resistentes a nucleases. Após 9 ciclos de seleção in vitro de SELEX (ciclo 9-P2X4), as sequências selecionadas mostraram-se seletivas a ligação somente ao receptor P2X4 e não aos receptores P2X2 ou P2X7 através de ensaios de ligação radioligante-receptor. Por patch clamping na configuração whole cell recording identificou-se que além de seletividade ao receptor, que a aplicação do RNA ciclo 9- P2X4 promoveu inibição da corrente ativada pelo ATP somente nos receptores P2X4 e não em P2X2 em celulas 1321N1 astrocitoma transfectadas. A incubação do RNA ciclo 9-P2X4 na concentração de 200 nM com as células no estágio indiferenciado inibiu a formação dos corpos embriônicos. Já utilização de 25 nM, resultou em mudanças morfológicas nas células diferenciadas. Estes dados corroboram com os dados farmacológicos que identificaram a participação do receptor P2X4 na diferenciação precoce. Após 11 ciclos P2X2 de seleção, identificou-se sequências com especificidade de ligação aos receptores P2X2. Aptâmeros, moleculas de RNA com sequência identificada e com alta afinidade ao alvo da seleção, foram isolados de ambas as bibliotecas, ciclo 9 P2X4 e ciclo 11 P2X2. A co-aplicação destes aptâmeros e ATP em ensaios de whole-cell recording resultou na inibição de 30 a 80% da corrente ativada pelo ATP nos receptores P2X2 ou P2X4. Estes testes em células PC12 de rato, que expressa os receptores endógenos, resultou em inibição da corrente ativada pelo ATP de modo semelhante. Além de termos desenvolvido aptâmeros como ferramentas para elucidar as funções dos receptores P2X2 e P2X4 durante o desenvolvimento, diferenciação, em processos fisiológicos e patológicos, estas moléculas resistentes a nucleases são as primeiras identificadas capazes de reconhecer, discernir e inibir dois subtipos de receptores purinérgicos sendo promissores para utilização terapêutica. / During the development of the nervous system, oscillations of intracellular calcium concentrations activate programs of gene expression resulting in proliferation, migration and neuronal differentiation of embryonic cells. In this thesis, the participation of ionotropic P2X2 and P2X4 receptor subtypes, whose receptor channels are highly permeable for calcium influx in the cells, was studied during the process of neuronal differentiation. We have identified differential gene expression of purinergic receptors in undifferentiated and neuronal-differentiated P19 cells. P2X4 receptor expression was present along neuronal differentiation of P19 cells, whereas P2X2 receptor expression was only detected when P19 cells became neurons. Based on purinergic receptor pharmacology we have determined the participation of P2X4 receptors in addition to metabotropic P2Y2 receptors in the formation of embryonic bodies as prerequisites for phenotype determination of P19 neural progenitor cells. Final neuronal maturation of P19 cells in the presence or absence of agonists or antagonists of purinergic receptors implicated the involvement of P2X2, P2Y1, and P2Y2 in the determination of the final neuronal phenotype, such as expression of NMDA-glutamate and cholinergic receptors. In order to further evaluate the functions of these P2X receptors and due to the absence of specific inhibitors for these receptor subtypes, we have used the SELEX technique (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) to select for specific inhibitors for P2X2 and P2X4 receptors. The 2\' -F-pyrimidine modified, nuclease- resistant combinatorial SELEX RNA pool enriched with inhibitors of P2X4 receptors following nine cycles of in vitro selection (cycle 9-P2X4) specifically interacted with P2X4 receptors and not with P2X2 or P2X7 receptors as verified in radioligand-receptor binding studies. Moreover, whole-cell recording measurements using astrocytoma cells expressing recombinant rat P2X2 or P2X4 receptors showed inhibition of P2X4 but not of P2X2 receptors by the selected RNA molecules. RNA molecules selected in vitro in 11 reiterative SELEX cycles using the P2X2 receptor as target specifically bound to membrane extracts containing recombinant P2X2 receptors. From both selected RNA libraries (against P2X4 and P2X2 receptors) aptamers, as RNA molecules with identified sequences and high-affinity binding, were identified by cloning and DNA sequencing. The presence of these aptamers in whole-cell recording experiments resulted in 30-80% inhibition of ATP-induced receptor activity and did not provoke any inhibitory effects on P2X receptors which had not been used as selection target. The activity of the aptamers selected using recombinant receptors as targets in inhibiting wild-type P2X4 or P2X2 receptors was verified in whole-cell recording experiments with PC12 cells which endogenously express both receptor subtypes. In addition of having developed aptamers as tools to elucidate P2X2 and P2X4 receptor functions during neuronal differentiation, these nuclease-resistant aptamers are suitable for in vivo use and may turn into therapeutics in the inhibition of purinergic receptor participation in pathophysiological conditions.