Orientadores: Sergio Marangoni, Stephen Hyslo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-04T06:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beghini_DanielaGois_D.pdf: 1308184 bytes, checksum: 582d335118571519295c9a3f39074588 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Crotoxina, a principal neurotoxina do veneno das cascavéis Crotalus durissus terrificus e Crotalus durissus cascavella, é um complexo protéico que contém uma fosfolipase A2 (PLA2) básica e uma proteína ácida, crotapotina. O veneno e a crotoxina purificada do veneno de C. d. cascavella foram estudados quanto aos efeitos neurotóxico e miotóxico na preparação biventer cervicis de pintainho. O veneno e a crotoxina mostraram bloqueio neuromuscular nessa preparação em concentrações tão baixas quanto 0,2 mg/ml e 1 mg/ml. Quanto ao efeito miotóxico, a mionecrose foi mais marcante com altas concentrações de veneno e crotoxina (1, 5 e 25 mg/ml). Assim, o veneno de C. d. cascavella e sua crotoxina possuem um efeito neurotóxico preponderante e bastante potente nessa preparação, e uma ação miotóxica que foi observada somente em altas concentrações. Para melhor entender o mecanismo de neutralização da crotoxina por anticorpos foram produzidos antissoros específicos contra a crotoxina e PLA2 do veneno de C. d. cascavella. O título de anticorpos e a especificidade dos antisoros produzidos foram avaliados por ELISA e immunoblotting, respectivamente. A neutralização da atividade neurotóxica foi avaliada por intermédio de técnica miográfica nas preparações biventer cervicis de pintainho e nervo frênico diafragma de camundongo. A capacidade neutralizante dos antissoros na preparação de camundongo foi comparável à do soro comercial anticrotálico produzido contra o veneno de C. d. terrificus. O antissoro anti-crotoxina foi um pouco menos potente do que o antissoro anti-PLA2 no processo de neutralização e isso confirma o papel central da PLA2 no mecanismo de neurotoxicidade da crotoxina. Neste trabalho, nós também avaliamos a habilidade do antissoro produzido em coelho contra a crotapotina do veneno C. d. cascavella em neutralizar a neurotoxicidade e miotoxicidade deste veneno e crotoxina, e inibir a atividade enzimática do complexo crotoxina e da PLA2. Este antissoro neutralizou parcialmente o bloqueio neuromuscular causado pelo veneno e crotoxina na preparação frênico nervo-diafragma de camundongo, sem prevenir o dano morfológico resultante ou inibir a atividade fosfolipásica. Em contraste, antissoros contra a PLA2 e crotoxina neutralizaram o bloqueio neuromuscular e a atividade enzimática efetivamente. A neutralização parcial do bloqueio neuromuscular pelo anti-crotapotina sugere que este antissoro pode prevenir a interação da crotoxina com seu receptor causando dissociação do complexo crotoxina por se ligar a crotapotina. Neste estudo, nós também examinamos a habilidade dos antissoros contra a crotoxina e PLA2 em neutralizar a neurotoxicidade dos venenos de Crotalus durissus terrificus e Bothrops jararacussu e suas principais toxinas na preparação frênico nervo-diafragma de camundongo. Immunoblotting mostrou que o anti-crotoxina de C. d. cascavella reconheceu a crotoxina de C. d. terrificus e BthTX-I de B. jararacussu, enquanto que o antissoro contra a PLA2 reconheceu a PLA2 de C. d. terrificus e a BthTX-I de B. jararacussu. ELISA confirmou esta reatividade cruzada. Estes antissoros neutralizaram eficazmente o bloqueio neuromuscular causado pelo veneno e crotoxina de C. d. terrificus na preparação de camundongo em proporções semelhantes às usadas para neutralizar o veneno e a crotoxina de C. d. cascavella. Anti-crotoxina e anti-PLA2 também neutralizaram eficientemente o bloqueio produzido pelo veneno e principal toxina de Bothrops jararacussu, porém doses mais altas dos antissoros foram necessárias para essa neutralização. Então, os resultados mostram reatividade cruzada entre esses venenos e suas toxinas principais e também mostra que o antissoro produzido contra PLA2 eficazmente neutraliza a neurotoxicidade dos venenos de C. d. terrificus e B. jararacussu e suas toxinas PLA2. Esses resultados, portanto, confirmam o importante papel da PLA2 no mecanismo de neurotoxicidade dos venenos / Abstract: Crotoxin, the main neurotoxin from venom of the rattlesnakes Crotalus durissus terrificus and Crotalus durissus cascavella, is a protein complex that contains a phospholipase A2 (PLA2) basic and an acid protein, crotapotin. The venom and the purified crotoxin from C. d. cascavella venom were studied with relationship to the neurotoxic and myotoxic effects in the chick biventer cervicis preparation. The venom and crotoxin showed neuromuscular blockade in this preparation at doses as low as 0,2 mg/ml and 1 mg/ml. With relationship to the myotoxic effect, the myonecrosis was stronger with higher doses of venom and crotoxin (1, 5 and 25 mg/ml). These results showed that the C. d. cascavella venom and its crotoxin possess a preponderant and quite potent neurotoxic effect in this preparation, and a myotoxic action that was observed only at higher doses. To clarify the crotoxin neutralization mechanism by antibodies, specific anti-sera was produced against the crotoxin and PLA2 from C. d. cascavella venom. The title of antibodies and specificity of the anti-sera raised in rabbits were tested by ELISA and immunoblotting, respectively. The neutralization of the neurotoxic activity was evaluated through myoghraphic technique in the chick biventer cervicis and mouse phrenic nerve diaphragm preparations. The neutralizing capacity of the anti-sera against crotoxin and PLA2 in the mouse preparation was comparable to the commercial crotalic antiserum produced against the C. d. terrificus venom. The anti-crotoxin anti-sera was a little less potent than the anti-PLA2 and this confirms the central role of PLA2 in the mechanism of neurotoxicity of the crotoxin. In this work, we also examined the ability of rabbit anti-serum raised against crotapotin purified from Crotalus durissus cascavella venom to neutralize the neurotoxicity and myotoxicity of this venom and crotoxin, and to inhibit the enzymatic activity of the crotoxin complex and PLA2 alone. This anti-serum to crotapotin partially neutralized the neuromuscular blockade caused by venom and crotoxin in electrically stimulated mouse phrenic nerve-diaphragm preparations, without preventing the resulting morphological damage or inhibiting the PLA2 activity. In contrast, rabbit anti-sera to PLA2 and crotoxin effectively neutralized the neuromuscular and PLA2 activities. The partial neutralization of the neurotoxicity of crotoxin by the anti-serum to crotapotin suggested that this anti-serum may prevent the interaction of intact crotoxin with its recceptor by causing dissociation of the crotoxin complex through binding to crotapotin. In this study, we also examined the ability of anti-sera raised against crotoxin and PLA2 to neutralize the neurotoxicity of Crotalus durissus terrificus and Bothrops jararacussu venoms and their major toxins, crotoxin and bothropstoxin-I (BthTX-I), respectively, in mouse isolated phrenic nerve-diaphragm preparations. Immunoblotting showed that anti-serum to crotoxin from C. d. cascavella recognized crotoxin from C. d. terrificus and BthTX-I from B. jararacussu, while anti-serum to PLA2 from C. d. cascavella recognized PLA2 from C. d. terrificus and BthTX-I from B. jararacussu. ELISA corroborated this cross-reactivity. These anti-sera efficiently neutralized the neuromuscular blockade caused by venom and crotoxin from C. d. terrificus in mouse preparation in similar proportions used to neutralize the venom and crotoxin from C. d. cascavella. Anti-crotoxin and anti-PLA2 anti-sera also efficiently neutralized this blockade produced by venom and main toxin of Bothrops jararacussu, bothropstoxin-I (BthTX-I), however higher doses of anti-sera was necessary for this neutralization. Therefore, the results show cross-reactivity between these venoms and its main toxins and also shown that anti-serum produced against PLA2 efficiently neutralized the neurotoxicity of C. d. terrificus and B. jararacussu venoms and their PLA2 toxins. These results confirms the important role of PLA2 in the neurotoxicity mechanism of the venoms / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Lea Rodrigues-Simioni, Maria Alice Cruz-Hofling / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-07-22T10:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franco_YokoOshima_M.pdf: 11411260 bytes, checksum: 5403f0689ceac02dc46c3ee98511f0c5 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar as atividades neurotóxica e miotóxica das peçonhas de Crotalus duhssus tenificus (Cdt,10 ng/ml), Bothrops jararacussu (Bjssu, 50 ng/ml) e de suas principais toxinas, crotoxina (CrTX, 10 ng/ml) e bothropstoxina (BthTX, 20 ng/mi), respectivamente. Utilizamos antivenenos (AV) comerciais e específicos para avaliar a capacidade de neutralização dessas atividades, em preparações biológicas (camundongo), nervo frênico-diafragma (NFD) e extensor digitorum longus (EDL). O AV eqüino comercial empregado foi produzido pelo Instituto Vital Brazii. O AV específico foi produzido por inoculação sucessiva, em coelhos, com veneno totat de Cdt, Bjssu e da toxina CrTX. O acompanhamento da produção de anticorpos foi realizado por imunodifusão e, posteriormente, confirmado pela técnica de ELISA. A atividade neurotóxica foi avaliada por intermédio de técnica miográfica e a miotóxica, através de determinação de creatinoquinase (CK), in vitro, e de análise histológica. Os dois venenos e suas respectivas toxinas produziram bloqueio neuromuscular dose-dependente e mionecrose, em diferentes graus. O estudo do bloqueio neuromuscular evidenciou diferenças entre as preparações utilizadas (NFD e EDL), quanto à sensibilidade aos venenos e toxinas, provavelmente pela constituição predominante de fibras de contração rápida (EDL) e lenta (NFD). A neutralização do bloqueio neuromuscular mostrou ser dose-dependente na preparação NFD e, a partir de determinada dose de AV, foi registrada uma facilitação importante para os AV comerciais. A neutralização cruzada também foi investigada para Bjssu e BthTX, em ambas as preparações, e novamente a resposta foi diferente entre elas. Os elevados níveis obtidos da enzima CK, liberada após 120 minutos de exposição aos AV, sozinhos, o que pretendia ser um simples controle, revefou que, possivelmente a quantidade de proteínas interfira no mecanismo liberador de CK Isto sugere que a determinação enzimática, em associação à análise histológica, pode constituir um parâmetro quantitativo de mionecrose, mas deve ser interpretada com cuidado na avaliação de lesão celular se estudada individualmente. A análise histológica revelou que a capacidade do veneno botrópico de destruir a musculatura esquelética é maior do que a do crotálico, nas condições experimentais empregadas. Os AV específicos foram eficientes na neutralização da miotoxicidade. Pode-se concluir que, o estudo da neutralização com AV produzido de frações purificadas, associada aos parâmetros miográficos e miotóxicos, pode constituir um modelo útil na dissociação entre as atividades neurotóxica e miotóxica das toxinas / Abstract: This thesis evaluates the neurotoxic and myotoxic activities of Crotalus durissus terrificus (Cdt, 10 \xg/m\) and Bothrops jararacussu (Bjssu, 50 ng/ml) venoms and their major toxins, crotoxin (CrTX, 10 ng/ml) and bothropstoxin-l (BthTX-l, 20 ng/ml), respectively, and the ability of commercial and specific antivenoms to neutralize these activities. Neurotoxic activity was studied in vitro using the phrenic nerve-diaphragm (PND) and extensor digitorum longus (EDL) preparations. Myotoxic activity was determined by measuring the release of CK in vitro from the EDL preparation as well as by histological analysis. The commercial equine antivenom employed was produced by the Instituto Vital Brazil. The specific antiCdt, antiBjssu and antiCrTX antivenoms were raised in rabbits by successive inoculations over a two month period. The antibody production was determined by both immunodiffusion and by an enzyme-linked immunosorbent assay (EUSA). Both of the venoms and their respective toxins produced a dose-dependent neuromuscular blockade as well as differing degrees of necrosis. The variation in sensitivity between the two preparations may reflect the presence of predominantly fast fibers in the EDL and slow fibers in the PND. Neutralization of the neuromuscular blockade was dose-dependent in the PND and, at elevated concentrations, the antisera produced facilitation of the preparation. Bjssu venom was more potent than Cdt venom in producing skeletal muscle damage under the conditions employed here. The specific antivenoms had a greater neutralization capacity than the commercial antivenoms. Concomitant studies on the neutralization of both neurotoxic and myotoxic activities may provide a useful model for dissociating these two activities / Mestrado / Farmacologia / Mestre em Ciências Médicas

Orientador: Maria Alice da Cruz-Hofling / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:23:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zago_GabrielaMariotoni_M.pdf: 5451987 bytes, checksum: 84e15c6e492816ce6e4cc4c92760e544 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A barreira hematoencefálica (BHE) é a principal estrutura controladora da manutenção da homeostase do SNC. A perda da integridade da BHE em respostas inflamatórias do SNC, desencadeada por agentes neurotóxicos, têm sido associadas ao desenvolvimento de sinais neurológicos. O veneno da aranha Phoneutria nigriventer (PNV) produz sinais e sintomas excitatórios em humanos e sua ação neurotóxica sugere habilidade potencial em alterar a permeabilidade da BHE. Nesse trabalho, o PNV foi utilizado como ferramenta para avaliar a susceptibilidade da BHE em diferentes regiões anatômicas cerebrais de ratos. Após injeção sistêmica do PNV (0.85 mg/Kg in 0.5 ml), os ratos anestesiados foram perfundidos 1, 2 e 5 h após a injeção, com solução fixadora à qual foi adicionado traçador extracelular eletron-opaco. Córtex motor fronto-parietal, substância cinzenta periaquedutal, núcleos da base e amigdala foram dissecados e processados para microscopia eletrônica de transmissão. O estado funcional da BHE foi avaliado considerando evidências do vedamento da barreira (edema vasogênico e extravasamento do traçador) e a resposta de elementos do tecido circunjacente (astrócitos, terminais sinápticos, populações de células). Além disso, foi investigada a expressão das proteínas GFAP, o principal filamento intermediário dos astrócitos, proteína S100, uma família de proteínas ligantes de cálcio e as citocinas pró-inflamatórias, IFN-? e TNF-a, através de marcação imunohistoquímica, no hipocampo e cerebelo. Logo após a administração do PNV, os animais mostraram sinais indicativos de envolvimento do SNC, SNP e SNA. Nossos resultados mostraram que todas as regiões analisadas apresentaram sinais morfológicos de reação defensiva, tais como migração de micróglia perivascular reativa, pés-vasculares astrocitário edemaciados e macrófagos ativos circulantes. Entretanto, apenas o córtex motor fronto-parietal mostrou número significante de vasos afetados em relação aos controles e às outras áreas anatômicas (1 h p.i.). Nos grupos controle, uma expressão basal de GFAP e S100B foi mantida inalterada durante os períodos de observação, enquanto nenhuma produção fisiológica das proteínas TNFa e INF? ocorreu. Por outro lado, a análise dos grupos tratados com PNV mostrou que, variavelmente, todas as proteínas investigadas aumentaram sua expressão no cerebelo e hipocampo ao longo do tempo após a injeção do veneno. O aumento da GFAP no cerebelo foi mais precoce e mais forte do que no hipocampo. Essa gliose mais evidente no cerebelo, provavelmente justifica estudos prévios, onde o extravasamento do traçador foi menor nessa região do que hipocampo, demonstrando assim, uma maior resistência da BHE do cerebelo. Outros mecanismos moleculares envolvidos poderiam ser a expressão de citocinas pró-inflamatórias TNFa e INF?, cuja modulação diferente em hipocampo e cerebelo de animais tratados com PNV, poderia também ter papel nas diferenças de permeabilidade da BHE vistas em ambas as áreas após PNV. Nosso trabalho dá suporte à hipótese de que os sinais e sintomas apresentados pelos animais durante o intervalo de tempo, após a injeção de PNV e o sacrifício, refletem alterações fisiológicas em curso, que por sua vez se revela ao nível histológico e ultraestrutural no desigual envolvimento da BHE nas diferente regiões cerebrais analisadas. Os vasos do córtex motor fronto parietal foram mais afetados pelo PNV, do que as demais regiões, confirmando a existência de diferenças regionais na capacidade do tecido local de mediar eventos requeridos para que ocorram as alterações da permeabilidade da BHE e para a invasão de populações celulares. O veneno de Phoneutria nigriventer representa uma importante substância natural, cuja complexa composição pode ser explorada em relação à ação de drogas que agem no SNC / Abstract: The blood¿brain barrier (BBB) is of pivotal importance to maintain homeostasis of the CNS, as it closely regulates the composition of the interstitial fluid in the brain. The loss of BBB integrity in CNS inflammatory responses triggered by neurotoxic agents has been associated with the development of neurological signs. Phoneutria nigriventer armed spider venom (PNV) produces excitatory signals and symptoms in humans, and its recognized neurotoxic action suggests a potential ability to alter BBB permeability. In this work, the PNV was used as tool to analyzing the BBB susceptibility of different rat brain anatomic regions. After PNV systemic injection (0.85 mg/ Kg in 0.5 ml) the rats were perfused at 1, 2 and 5 h post-injection (p.i.) with fixative solution to which had been added an electro-opaque extracellular tracer. Frontal-Parietal Motor Cortex, Periaqueductal Gray Matter, Base Nucleus and Amygdala were dissected and processed for routine transmission electron microscopy. The functional state of the BBB was evaluated considering evidences of the tightness of the barrier (vasogenic edema and tracer extravasation) and the response of elements of circumjacent tissue (astrocytes, synaptic endings, cells population). Besides, it was investigated the expression of the GFAP, the major intermediate filament of astrocytes, S100 protein, a family of calcium-binding proteins, and IFN-? and TNF-a pro-inflammatory cytokines, through imunohistochemistry labeling, in the hippocampus and cerebellum. Soon after PNV dministration the animals showed clinical signs indicative of peripheral, autonomic and central nervous system involvement. Our findings showed that all regions analyzed presented morphological signs of defensive reaction, such as migrating reactive perivascular microglia, swollen astrocytes end-feet and circulating active macrophages. However, only FPMC showed significant number of affected vessels in relation to controls and the other anatomic areas (1 h p.i.). A basal expression of GFAP and S100 was maintained unaltered along the periods of observation, whereas none physiologic production of TNFa and INF? proteins has occurred in control groups. In contrast, analysis of the PNV-treated groups showed that all investigated proteins variably enhanced its expression along the time-course after venom injection in cerebellum and hippocampus. The increase of GFAP in cerebellum is more precocious and stronger than in hippocampus. A more prominent reactive gliosis by cerebellum over hippocampus would be supposedly one of the molecular events underlying the previous findings showing to be cerebellum BBB more resistant to leakage than hippocampus. Other possible molecular mechanism involved would be the expression of proinflammatory TNFa and INF? cytokines, whose different modulation in cerebellum and hippocampus of PNV-treated animals could be also involved in differences of permeation of BBB seen in both areas. Our study further support the idea that the symptomatic interval after systemic P. nigriventer spider venom injection is characterized by sequential physiologic changes that are reflected in histological and ultrastructural preparations and reveal that BBB impairment is unequal in different anatomical brain areas. The Fronto-Parietal Motor Cortex vessels are more targeted for PNV, confirming the existence of regional differences in the capacity of the local tissue of mediating the events required for the changes of BBB permeability and for cell invasion. Phoneutria nigriventer venom represents an important natural substance, whose complex composition should be explored in terms of CNS acting drugs / Mestrado / Farmacologia / Mestre em Farmacologia

Orientador: Sergio Marangoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-20T13:19:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toyama_MarcosHikari_M.pdf: 3761928 bytes, checksum: 04541e5732f168a5aa6a88fd209fc89a (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: As neurotoxinas escorpiônicas têm sido classificadas em duas grandes categorias: as a -toxinas (encontradas em espécies do Velho Mundo) que retardam a inativação dos canais de sódio e as ß-toxinas (provenientes de espécies do Novo Mundo), que induzem um estado persistente de despolarização das membranas de células excitáveis (neurônios). A TsTX-V foi obtida por cromatografia de troca iônica em CM-Cellulose 52 e teve seu grau de pureza confirmado por cromatografia de fase reversa em HPLC e por eletroforese em PAGE-SDS Tricina. A estrutura primária da TsTX-V foi determinada por degradação automática de Edman, a partir da proteína pura carboximetilada e reduzida e de seus digestos peptídicos obtidos por Tripsina e Protease V8. Sua seqüência, 64 resíduos de aminoácidos e uma massa molecular, calculada através da somatória dos resíduos, de 7,2 kDa, contendo oito resíduos de cisteina. Testes eletrofisiológicos realizados em nervo vago de coelho mostraram que a toxina TsTX-V (0,03µg/mL) induz um prolongamento do potencial de ação das fibras B do nervo vago devido ao retardo na inativação do canal de Na+. A 0,3µg/mL ela induz também uma despolarização do nervo. Esses efeitos são irreversíveis e podem ser abolido por tetrodoxina (200 - 500 mM), mas não por um aumento da concentração de potássio no meio externo. Estes resultados demosntraram que TsTX-V é uma a-toxina (Arantes et aI., 1994). Em ilhotas de Langerhans, isoladas de ratos, a TsTX-V (a-toxina) potencializou a secreção de insulina, na ausência ou na presença de 8,3 mM de glicose. A Ts-g potencializou a secreção de insulina por 8,3 mM de glicose. A toxina TsTX-V (5,6 mg/ ml) induziu um aumento do efluxo de 86Rb+ cerca de 2,0 a 2,4 vezes em relação ao induzido por 8,3 mM de glicose em ilhotas de Langerhans. Este efeito foi persistente e lentamente reversível. Efeito similar foi observado em presença de (110 mM) de veratridina, substância que retarda a inativação de canais de sódio sensíveis a voltagem. Estes dados sugerem que a toxina TsTX-V prolonga o período de despolarização das células B, ativando indiretamente os canais de K+ dependente de voltagem, mantendo, desta forma, a permeabilidade da membrana ao K+, medida indiretamente pelo efluxo de 86Rb+, mateve-se elevada.. A estrutura tridimensional da toxina TsTX-V foi determinada através de modelagem molecular, utilizando-se para isso os dados cristalográficos da toxina CsE-V3, cujas coordenadas estão depositadas em banco de dados, e da toxina AaH II. De um modo geral, ela tem as feições típicas das neurotoxinas de escorpiões, como a formação em a.-hélice e as três folhas b antiparalelas, mas diferindo quanto à disposição das alças J e B, e da região N-terminal e Carboxi terminal, quando comparados com a toxina do Androctonus autralis Hector (AaH II). O dendograma obtido através das similaridades e coincidências de resíduos e do alinhamento das estruturas secundárias mostra que as toxinas do Novo Mundo podem ser subdivididas em três subgrupos: duas (beta) b e uma (alfa) a / Abstract: Antimamals scorpion neurotoxins are classified in two groups: a-toxins (from the Old World species) that induce a slowing down of the inactivation of the sodium channel, and b-toxins (from the New World species), that induce a persistant depolarization of excitable cell membranes. TsTX-V was obtained by ion-exchange chromatography on CM-Cellulose 52 and its of purity was confirmed by reverse phase chromatography and Tricine SDS-PAGE. Primary structure of TsTX-V has been determined by automatic Edman degradation from the reduced and carboxymethyled protein and digestic peptide obtained by Protease V8 and Tripsin. Its sequence shows, a total of 64 aminoacid residues, a calculated molecular weight of 7200.and eight cysteine residues. Electrophysiological assay performed on the vagus nerve of rabit, showed that TsTX-V (0,03 ).mg/mL) induce a persistent depolarized state during long time on B fibers, this effect was abolished by addition of tetrodoxin (200 - 500 mM) but not abolished by high externaI potassium depolarization. Those effects characterized TsTX-V as a-toxins.(Arantes et al, 1994) On isolated rat islets of Langerhans TsTX-V induced insulin secretion in both absecence or presence os glucose (8,3 mM)presence of glucose 8,3 mM, but in absence any effect was observed. However, Tsg (b toxin) potentiated insulin secretion in the presence of glucose 8,3 mM. TsTX-V (5,6 mg/mL) induced a 86Rb+ outflow increase, 2,0~2,4 fold the rate of the marker outflow in the presence of 8,3 mM glucose. This effect was persistent and slowly reversible, showing similarity to that induced by 100 mM veratridine, an agent that prolong the open period of Na+ channel, delaying their inactivation. This suggested that, by extending the depolarized period, TsTX-V indirectly affect b cells voltage dependent K+ channels, thus increasing K+ permeability. Homology studies performed with TsTX-V and other scorpion neurotoxins revealed common folding among them, for example the presence of highly conserved regions and residues and the presence of eight cystein residues at same locations. The three-dimensional structure of TsTX-V was determined by modeling from crystalographic determined structure of CsE-V3 and AaH II. TsTX-V has conserved a and b structure present in other scorpion neurotoxins. Basically its three-dimensional structure is similar to CsE-V3 and AaH lI, but differs in the folding patterns in the J and B loops. Computer simulation performed on the three-dimensional structure obtained by molecular modeling, shows that the C-terminal and N-terminal loops have a great degree of freedom. On the other hand J and B loops did not show great diferences in its leght spatial disposition whem compared with atoxic fraction TsTX-VI or Ts-g (b toxins) / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Ciências Biológicas

Orientador: Mario Sergio Palma / Banca: Alexander Henning Ulrich / Banca: Maria Izabel Camargo Mathias / Resumo: As neurotoxinas são excelentes ferramentas moleculares para ativar ou bloquear seletivamente diversos componentes do sistema nervoso central (SNC) de mamíferos, incluindo neuroreceptores, neurotransmissores e canais iônicos. O conhecimento das estruturas e dos mecanismos de ação de diferentes neurotoxinas pode direcionar o desenvolvimento de drogas mais eficazes no tratamento de doenças neurológicas. Durante as décadas de 80 e 90, os compostos de baixas massas moleculares oriundos das secreções tóxicas de aranhas e vespas foram alvos de intensa investigação, as toxinas de aranhas Nephilinae, como NSTX-3 e JSTX-3 são exemplos caracterizados estrutural e funcionalmente. Estudos sobre a função dessas toxinas foram realizados in vitro em junções neuromusculares de crustáceos e em preparações de porções encefálicas de mamíferos. Já os estudos realizados in vivo contemplaram a avaliação comportamental de camundongos, usados como modelo experimental, em detrimento dos aspectos bioquímicos da ação de toxinas. Considerando-se a importância da estrutura desses compostos para a ligação a receptores de membrana e a elevada similaridade das estruturas moleculares das acilpoliaminas NSTX-3 e JSTX-3 a proposta deste trabalho foi a caracterização funcional in vivo dessas duas toxinas. Essas toxinas possuem o mesmo grupo cromóforo e uma longa cadeia de poliaminas, que se diferenciam apenas pela presença de um grupo arginil na extremidade da cadeia da NSTX-3. As acilpoliaminotoxinas NSTX-3 e JSTX-3 foram administradas no ventrículo lateral do cérebro de ratos Wistar (icv), e tiveram suas ações mapeadas no SNC pela análise da proteína Fos. A administração icv da NSTX-3 resultou na ativação de regiões encefálicas relacionadas às vias de resposta ao estresse (hipotálamo), controle das emoções (amígdala e tálamo), resposta a estímulos aversivos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The neurotoxins are excellent tools for the selective activation or blockage of different components of the central nervous system (CNS) of mammals, including neuroreceptors, neurotransmitters and ion channels. The understanding of different neurotoxins structures and mechanisms of action can direct the development of effective drugs for the therapy of neurological diseases. Since the 80 and 90's, the compounds of low molecular masses from the toxic secretions of spiders and wasps have been one of the main targets of research in this field. The toxins of Nephilinae spiders such as NSTX-3 and JSTX-3 are examples of well known low molecular mass toxins. Studies developed to elucidate part of their actions were performed in vitro both in crustacean neuromuscular junctions and in portions of mammalian brains. Studies were performed in vivo, analyzing mice behaviors upon the effect toxin administration, as an experimental model, in detriment of the action of toxins. Considering the importance of the structure of these toxins for the binding to membrane receptors and the high structural similarity between these acylpolyamines, the goal of this study was to carry-out a comparative functional characterization in vivo of both toxins. They possess the same aromatic group and a long-chain of polyamines, which differ from each other only by the presence of an arginyl group at the end of polyamine chain of NSTX-3. The acylpolyaminetoxins NSTX-3 and JSTX- 3, were administered in lateral ventricle of rats brain (icv), and their sites of action were mapped through the detection of Fos protein. The icv administration of NSTX-3 resulted in activation of brain regions related to response to stress (hypothalamus), emotions control (amygdala and thalamus), respond to aversive stimuli (piriform cortex). Meanwhile, JSTX-3 increased Fos protein in regions of CNS related to memory and learning (hippocampus)... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-14Bitstream added on 2014-06-13T19:08:41Z : No. of bitstreams: 1 sales_fp_me_rcla.pdf: 1496460 bytes, checksum: 3bb25fd31fee40da768dcbf5aafdb5b1 (MD5) / As neurotoxinas são excelentes ferramentas moleculares para ativar ou bloquear seletivamente diversos componentes do sistema nervoso central (SNC) de mamíferos, incluindo neuroreceptores, neurotransmissores e canais iônicos. O conhecimento das estruturas e dos mecanismos de ação de diferentes neurotoxinas pode direcionar o desenvolvimento de drogas mais eficazes no tratamento de doenças neurológicas. Durante as décadas de 80 e 90, os compostos de baixas massas moleculares oriundos das secreções tóxicas de aranhas e vespas foram alvos de intensa investigação, as toxinas de aranhas Nephilinae, como NSTX-3 e JSTX-3 são exemplos caracterizados estrutural e funcionalmente. Estudos sobre a função dessas toxinas foram realizados in vitro em junções neuromusculares de crustáceos e em preparações de porções encefálicas de mamíferos. Já os estudos realizados in vivo contemplaram a avaliação comportamental de camundongos, usados como modelo experimental, em detrimento dos aspectos bioquímicos da ação de toxinas. Considerando-se a importância da estrutura desses compostos para a ligação a receptores de membrana e a elevada similaridade das estruturas moleculares das acilpoliaminas NSTX-3 e JSTX-3 a proposta deste trabalho foi a caracterização funcional in vivo dessas duas toxinas. Essas toxinas possuem o mesmo grupo cromóforo e uma longa cadeia de poliaminas, que se diferenciam apenas pela presença de um grupo arginil na extremidade da cadeia da NSTX-3. As acilpoliaminotoxinas NSTX-3 e JSTX-3 foram administradas no ventrículo lateral do cérebro de ratos Wistar (icv), e tiveram suas ações mapeadas no SNC pela análise da proteína Fos. A administração icv da NSTX-3 resultou na ativação de regiões encefálicas relacionadas às vias de resposta ao estresse (hipotálamo), controle das emoções (amígdala e tálamo), resposta a estímulos aversivos... / The neurotoxins are excellent tools for the selective activation or blockage of different components of the central nervous system (CNS) of mammals, including neuroreceptors, neurotransmitters and ion channels. The understanding of different neurotoxins structures and mechanisms of action can direct the development of effective drugs for the therapy of neurological diseases. Since the 80 and 90’s, the compounds of low molecular masses from the toxic secretions of spiders and wasps have been one of the main targets of research in this field. The toxins of Nephilinae spiders such as NSTX-3 and JSTX-3 are examples of well known low molecular mass toxins. Studies developed to elucidate part of their actions were performed in vitro both in crustacean neuromuscular junctions and in portions of mammalian brains. Studies were performed in vivo, analyzing mice behaviors upon the effect toxin administration, as an experimental model, in detriment of the action of toxins. Considering the importance of the structure of these toxins for the binding to membrane receptors and the high structural similarity between these acylpolyamines, the goal of this study was to carry-out a comparative functional characterization in vivo of both toxins. They possess the same aromatic group and a long-chain of polyamines, which differ from each other only by the presence of an arginyl group at the end of polyamine chain of NSTX-3. The acylpolyaminetoxins NSTX-3 and JSTX- 3, were administered in lateral ventricle of rats brain (icv), and their sites of action were mapped through the detection of Fos protein. The icv administration of NSTX-3 resulted in activation of brain regions related to response to stress (hypothalamus), emotions control (amygdala and thalamus), respond to aversive stimuli (piriform cortex). Meanwhile, JSTX-3 increased Fos protein in regions of CNS related to memory and learning (hippocampus)... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Stephen Hyslop / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-18T04:48:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DelanoAnibalda_D.pdf: 1969731 bytes, checksum: de221836aebacda27e28c520b97a53e9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: As peçonhas de himenópteros contêm diversas toxinas que podem causar hemólise, cardiotoxicidade e insuficiência renal, além de reação de hipersensibilidade. Adicionalmente, algumas vespas e formigas utilizam sua peçonha para imobilizar ou matar a presa. Neste estudo analisamos as atividades fosfolipásica (PLA2) e hemolítica bem como a atividade biológica sobre íleo e átrio isolados de rato, e sobre coração semi-isolado de barata, das peçonhas de formiga (Paraponera clavata) e vespa (Polistes lanio lanio). A eletroforese das peçonhas (SDS-PAGE) revelou a presença de componentes com massas moleculares de ~22 kDa a 100 kDa em P. clavata e de 19 a 119 kDa em P. l. lanio. Já a cromatografia por gel filtração resultou em cinco picos principais para a peçonha de P. clavata e seis para a de P. l. lanio. A peçonha de P. clavata possuiu atividades PLA2 e hemolítica moderadas, que foram abolidas pelo aquecimento (100ºC, 20 min). A peçonha de P. clavata (0,1-3 ?g/ml) contraiu íleo isolado de rato, cujo efeito foi dessensibilizante e resistente ao aquecimento da peçonha. Esta atividade contraturante foi localizada no primeiro pico do perfil de eluição da cromatografia por gel filtração. Em átrio isolado de rato a peçonha de P. clavata (0,125-10 ?g/ml) causou contratura, resultando em diminuição da força contrátil e redução na freqüência atrial com aumento na liberação de creatinoquinase-MB (CK-MB) tecidual. O aquecimento da peçonha não aboliu esta ação atrial. A análise histopatológica mostrou necrose dos cardiomiócitos que não foi afetada pelo aquecimento. Dos picos obtidos por gel filtração, o pico 1 reproduziu a contratura causada pela peçonha enquanto o pico 3 aumentou a contratilidade atrial. Em coração semi-isolado de barata, a peçonha de P. clavata (1-100 ?g) causou bradicardia. Conclui-se que a peçonha de P. clavata: (1) possui atividades PLA2 e hemolítica que são termolábeis, (2) causa bradicardia em coração semi-isolado de barata, e (3) provoca contração em íleo isolado e contratura em átrio direito de rato. Ao contrário de P. clavata, a peçonha de P. l. lanio (0,3-100 ?g/ml) mostrou altas atividades PLA2 e hemolítica que também foram abolidas pelo aquecimento (100ºC, 20 min). A peçonha contraiu íleo isolado de rato, e causou inotropismo negativo em átrio direito isolado de rato, sem afetar o cronotropismo; não houve contratura da linha basal. A peçonha causou forte bradicardia em coração semi-isolado de barata que não foi abolido pelo aquecimento (100ºC, 20 min). Este cronotropismo negativo foi mediado por uma fração da peçonha de P. l. lanio enriquecida em componentes de baixa massa molecular (<5 kDa, obtida através da ultrafiltração). A cromatografia desta fração em HPLC de fase reversa resultou em seis picos, dos quais apenas o pico 4 causou bradicardia em coração semi-isolado de barata. A bradicardia foi bloqueada pela glibenclamida, sugerindo o envolvimento de canais de K+ dependentes de ATP neste fenômeno. A análise do pico ativo por espectrometria de massas indicou a presença de peptídeos. Conclui-se que a peçonha de P. l. lanio: (1) tem alta atividade fosfolipásica e hemolítica (ambas termolábeis), (2) provoca contração de íleo e inotropismo negativo em átrio direito de rato e (3) exerce forte cronotropismo negativo em coração semi-isolado de barata mediado pela ativação de canais de potássio dependentes de ATP / Abstract: Hymenoptera venoms contain toxins that can cause hemolysis, renal failure, cardiotoxicity and hypersensitivity in humans. Additionally, some wasps and ants use their venom to immobilize or kill prey. In this study, we analyzed the phospholipase (PLA2) and hemolytic activities of ant (Paraponera clavata) and wasp (Polistes lanio lanio) venoms, and their action on rat isolated ileum and right atrium and cockroach semi-isolated heart. Electrophoresis (SDS-PAGE) showed that the venoms of P. clavata and P. l. lanio contained components with molecular masses of ~20-100 kDa and 19-119 kDa, respectively. Gel filtration chromatography resulted in five major peaks for P. clavata venom and six for P. l. lanio. Paraponera clavata venom had moderate phospholipase and hemolytic activities that were abolished by heating (100ºC, 20 min). This venom (0.1-3 ?g/ml) contracted rat isolated ileum, with a desensitizing effect, and heating the venom did not abolish this activity, which was located in the first peak of the gel filtration elution profile. In isolated atria, the venom (0.125-10 ?g/ml) caused muscle contraction that resulted in decreased contractile force and a reduction in atrial rate, with an increase in creatine kinase-MB (CK-MB) release; this atrial action was not abolished by heating. Histopathological analysis revealed myonecrosis that was also unaffected by heating. Of the peaks obtained by gel filtration, peak 1 reproduced the contraction observed with the venom whereas peak 3 caused a sustained increase in atrial contractility. The venom (1-100 ?g) caused bradycardia in cockroach semi-isolated hearts. These results show that P. clavata venom: (1) has PLA2 and hemolytic activities that are thermolabile, (2) causes bradycardia in cockroach semi-isolated hearts, and (3) contracts rat isolated ileum and causes contracture of rat right atria. In contrast to P. clavata, P. l. lanio venom (0.3-100 ?g/ml) showed high PLA2 and hemolytic activities that were also abolished by heating (100°C, 20 min). Polistes l. lanio venom contracted rat isolated ileum and produced negative inotropism in isolated rat right atria; there was no effect on the chronotropic response or on the baseline tension, i.e., no muscle contracture. The venom caused marked bradycardia in coackroach semi-isolated hearts that was unaffected by heating. This bradycardia was mediated by a low-molecular mass fraction of the venom (<5 kDa, obtained by ultrafiltration). RP-HPLC of this fraction resulted in six peaks, of which only the fourth caused bradycardia in cockroach semi-isolated hearts. This bradycardia was blocked by glibenclamide, suggesting the involvement of ATP-dependent K+ channel activation. Mass spectrometry of the active peak indicated the presence of peptides. These results indicate that P. l. lanio venom: (1) has high PLA2 and hemolytic activities that are thermolabile, (2) contracts rat isolated ileum and reduces the contractile force of isolated right atria, and (3) causes marked bradycardia in cockroach semi-isolated heart via the activation of ATP-dependent K+ channels / Doutorado / Farmacologia / Doutor em Farmacologia

Orientador: Sergio Marangoni / Tese (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas / Made available in DSpace on 2018-08-04T18:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_FabioHenriqueRamos_M.pdf: 2584588 bytes, checksum: b35682c6f4cea12ca88485bf389b2262 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Enquanto estudos estruturais de toxinas de veneno de serpentes são feitos usando amostras de veneno, a construção de cDNAs precursores destas toxinas requer o sacrifício do espécime para a extração da glândula de veneno. No presente trabalho nós descrevemos uma técnica simples para isolar mRNAs presentes em amostras de veneno total. Para ilustrar esta técnica nós amplificamos através de RT-PCR um cDNA que codifica uma PLA2 049 (F6) do complexo crotoxina neurotóxica "in vitro" a partir do veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus. Estes achados implicam que a aparente ausência do mRNA em matrizes biológicas complexas não são sempre reais e facilitam a maneira de aquisição acelerada de dados micro evolutivos assim como de estrutura-função desta família de proteínas para serem utilizadas como ferramentas moleculares, sem o sacrifício do animal. O cONA que codifica PLA2 F6 do complexo crotoxina presente no veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus foi seqüenciada. A seqüência deduzida de aminoácidos deste cDNA codifica a PLA2 (F6) com alto grau de homologia seqüencial desta família de proteínas PLA2 do grupo 11, incluindo os 14 resíduos de cisteina capazes de dar forma a sete ligações dissulfeto que caracterizam este grupo de PLA2. A PLA2, foi isolada a partir do veneno total da sub espécie Crotalus durissus collilineatus através de coluna de cromatografia convencional de baixa pressão (8ephades G75) e por HPLC fase reversa. A massa molecular foi estimada por espectrometria de massa por MALDI - TOF. Para a identificação desta PLA2 (F6) como uma neurotoxina "in vitro", nós usamos a preparação biventer cervicis de pintainho. A análise filogenética da PLA2 (F6) da sub espécie Crotalus durissus collilineatus mostrou que os subtipos estruturais de N6-PLA2s com a substituição F24 ou 824 evoluíram paralelamente, possivelmente descendendo respectivamente das Protobothrops e a Gloydius dos dias de hoje / Abstract: While structural studies of snake venom toxins can be achieved using venom samples, until now the construction of precursor cDNAs required sacrifice of the specimen for dissection of the venom glands. Here we describe a simple and rapid technique that isolation mRNAs present in whole venom samples. To iIIustrate the technique we have RT-PCR amplified the cDNA that it codifies a "in vitro" neurotoxic protein PLA2 049 (F6) from crotoxin complex, from the venom of snake sub specie, Crotalus durissus collilineatus. These findings imply that the apparent absence of mRNA in complex biological matrices is not always real and paves the way for accelerated acquisition of micro evolution as well as of structure-function of this protein family being used as molecular tools, without sacrifice of animal. The cDNA encoding PLA2 F6 from crotoxin complex in the whole venom of sub specie Crotalus durissus collilineatus venom was sequenced. The deduced amino acid sequence of this cDNA encoded PLA2 (F6) with high overall sequence identity of this protein family to the group 11 PLA2, including the 14 cysteine residues capable of forming seven disulphide bonds that characterize this group of PLA2 enzymes. The PLA2, were isolated from the whole venom of sub specie Crotalus durissus collilineatus by the conventional and low pressure chromatography (8ephades G75) column and the reverse phase HPLC. The molecular mass estimated by MALDI-TOF mass spectrometry. For the identified this PLA2 F6 like as a "in vitro" neurotoxin, we use the neuromuscular blocking activities were assayed with the chick biventer cervicis neuromuscular tissue. The sub specie' s Crotalus durissus collilineatus PLA2 (F6) phylogeny analysis showed that two structural subtypes of N6-PLA2s with either F24 or 824 substitution have been evolved in parallel, possibly descended respectively from species related to present-day Protobothrops and Gloydius / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Jose Camillo Novello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-06T00:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damico_DanielaCarladaSilva_D.pdf: 13168744 bytes, checksum: facecc40bd94614d80c42d399206b237 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A subespécie Lachesis m. muta vive em florestas tropicais úmidas de difícil acesso, dificultando sua captura e/ou manutenção em cativeiro (obtenção do veneno). Uma revisão de 20 casos de acidentes ofídicos com humanos ocorridos na Costa Rica, Guiana Francesa, Brasil, Colômbia e Venezuela, confidentemente atribuídos a este gênero de serpente, descrevem sintomas locais de dor, edema, equimose, coagulopatia, sintomas semelhantes aos observados no envenenamento bothrópico. Entretanto, náusea, cólica abdominal, vômito constante, diarréia e sudorese foram sintomas exclusivos, não reportados em vítimas de outros viperídeos do Brasil. Um dos objetivos deste trabalho foi estudar os efeitos neurotóxico e miotóxico do veneno de L. m. muta em preparações neuromusculares isoladas de ave (biventer cervicis de pintainho) e mamífero (nervo frênico diafragma de camundongo). Em baixa concentração (2 mg/ml), o veneno exibiu potente neurotoxicidade, entretanto, nesta concentração, nenhum efeito miotóxico significativo foi observado em preparação biventer cervicis de pintainho, a miotoxicidade foi observada somente a concentrações superiores, a partir de 10 mg/ml. Ficou claro que o veneno possui componentes ativos farmacologicamente que atuam na junção neuromuscular e nas fibras musculares, o qual a intensidade de ação depende da concentração do veneno e do tipo da preparação neuromuscular (ave ou mamífero) usada. O veneno bruto de L. m. muta também foi estudado quanto a sua ação citotóxica. O veneno mostrou um efeito citotóxico frente à célula tubular epitelial renal (MDCK), induziu a uma diminuição da viabilidade celular, alterou significantemente a resistência elétrica transepitelial através da monocamada e induziu alterações morfológicas e nucleares. Foram purificadas duas novas toxinas (LmTX-I e LmTX-II) a partir do veneno total de L. m. muta, com um alto grau de pureza e homogeneidade molecular, sem perda da atividade biológica. Estas novas toxinas foram caracterizadas como isoformas de PLA2s básicas Asp49, em função das características físico-químicas evidenciadas. Frente a diferentes concentrações de substrato, LmTX-I mostrou um comportamento tipo alostérico. Na ausência de Ca2+ (1 mM) e na presença de íons divalentes como Zn2+ e Cu2+, a atividade PLA2 foi inibida. Foi utilizada preparação biventer cervicis de pintainho para estudar a atividade neurotóxica e miotóxica in vitro da PLA2 (LmTX-I). A toxina produziu um bloqueio irreversível da transmissão neuromuscular em concentrações baixas como 1 mg/ml. Entretanto, nesta concentração, nenhum efeito miotóxico significativo foi produzido pela toxina. O bloqueio neuromuscular não foi acompanhado da inibição da resposta contrátil à adição da acetilcolina (ACh), desta maneira, o bloqueio neuromuscular produzido pela LmTX-I pode ser atribuído preferencialmente por um efeito inibitório na liberação de ACh, sugerindo uma ação présináptica da toxina. Com uma maior concentração (30 mg/ml), LmTX-I afetou a resposta ao KCl (30% de inibição), uma concentração no qual foi observado alterações morfológicas significativas (15% de fibras danificadas), como células com tamanhos heterogêneos, vacuolizadas, ou células com miofibrilas compactadas. Entretanto, nenhum efeito citotóxico significativo, como alteração morfológica e nuclear, redução da viabilidade celular ou indução da liberação de lactato desidrogenase, usando célula tubular epitelial renal (MDCK) e celular muscular esquelética (mioblastos e miotubos) foi observado / Abstract: The subspecies Lachesis m. muta lives in tropical forests of hard access, hindering its capture and/or maintenance in captivity (obtaining of the venom). A review on 20 case-reports that occurred in Costa Rica, French Guiana, Brazil, Colombia and Venezuela, of bites in humans, reliably attributed to this snake genus, described the local symptoms of pain, swelling, blistering, and mild coagulopathy, and as similar to those caused by snakebites of the genus Bothrops and other Latin American pit vipers genera, however, early nausea, abdominal colic, repeated vomiting, watery diarrhea and profuse sweating were distinctive symptoms, not reported in victims of other viperids. The venom of L. m. muta was studied with relationship to the neurotoxic and myotoxic effects in neuromuscular preparations isolated from avian (chick biventer cervicis muscle) and mammalian (mouse phrenic nerve-diaphragm muscle). The venom, in low concentrations (2 mg/ml) exhibited potent neurotoxicity, however, in this concentration, no significant myotoxic effect was observed in avian preparation, the myotoxicity was only observed to high concentrations, up to 10 mg/ml. It became clear that the venom has pharmacologically active components that act on neuromuscular junction and muscle fibers, whose intensity of action will depend on the venom concentration and on the type of nerve-muscle preparation (mouse or chick). The whole venom of L. m. muta also showed a cytotoxic effect in MDCK epithelial cell. The venom induced to a decrease of the cellular viability, altered significant the transepithelial electrical resistance through the monolayer and induced morphologic and nuclear alterations. Through optimized methodologies of purification in HPLC, two new toxins were purified (LmTX-I and LmTX-II) from the venom of L. m. muta, with a high degree of purity and molecular homogeneity, without loss of the biological activity. These new toxins were characterized as basic isoforms of PLA2s Asp49, because they share several chemical and physical characteristics: molecular mass, retention time in re-purification on reverse phase HPLC, content of disulfide bonds, isoelectric point and primary structure. In the presence of different substratum concentrations, LmTX-I showed a behavior type allosteric under our experimental conditions. In the absence of Ca2+ (1 mM) and in the presence of divalent ions as Zn2+ and Cu2+, the PLA2 activity was inhibited. Avian muscle preparation was used to study in vitro neurotoxic and myotoxic activity of PLA2 (LmTX-I). The toxin produced an irreversible blockade of the neuromuscular transmission in low concentrations as 1 mg/ml. However, in this concentration, the toxin produced no significant myotoxic effect. The complete neuromuscular blockade of the twitch tension was not accompanied of the inhibition of the response to ACh, this way, the neuromuscular blockade produced by the LmTX-I can be preferentially attributed by an inhibitor effect in the ACh release, suggesting a pre-synaptic action of the toxin. With a high concentration (30 mg/ml), LmTX-I affected the response to KCl (30% of inhibition) after the neuromuscular blockade have been completed, a concentration that was observed significant morphologic alterations (15% of damaged fibers), as cells with heterogeneous sizes, vacuolated, or cells with compacted myofibrils. However, any significant cytotoxic effect, as morphologic and nuclear alteration, reduction of the cellular viability or induction of the release of lactic dehydrogenase was observed using tubular epithelial renal and murine skeletal muscle cells / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Lea Rodrigues Simioni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-15T12:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_ThiagoMagalhaes_M.pdf: 3717453 bytes, checksum: 7f1985b88491433917e7fdf3c88dbfc7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A espécie Micrurus pyrrhocryptus, classificada anteriormente como subespécie da Micrurus frontalis, foi recentemente classificada como espécie plena baseada nas diferenças morfológicas. Esta serpente é especialmente encontrada no continente Sul Americano. No presente trabalho foram analisados os efeitos farmacológicos do veneno de M. pyrrhocryptus sob métodos para caracterização de efeitos neurotóxico e miotóxico em preparações biventer cervicis de pintainho (BCP) (0,5, 1, 5, 10, 20, 30 e 50 µg/mL, n=6 para cada concentração) e nervo frênicodiafragma de camundongo (NFD) (1, 5, 10, 20, 30 e 50 µg/mL, n=6 para cada concentração). Também foram realizados estudos sobre a capacidade de neutralização do antiveneno específico e comercial. O veneno induziu um irreversível bloqueio neuromuscular (pós-sináptico, como demonstrado pela resposta contrátil sob estímulo de alta frequência - 50 Hz, n=6 em NFD), tempo e concentração-dependente em ambas as preparações (10 µg/mL induziu 50% de bloqueio neuromuscular em 22±3 min vs 62±4 min em BCP e NFD respectivamente, n=6 para cada preparação); as contraturas em resposta a adição exógena de KCl (20 mM) não foram afetadas significativamente depois da incubação com o veneno, bem como, a determinação da atividade de CK quando comparados com os valores controle (25,8±1,75 U/L vs 24,3±2,2 U/L) ou também com o registro da resposta contrátil em preparações curarizadas (n=6). O veneno apresentou um baixo valor de atividade fosfolipásica quando comparado com o veneno de Crotalus durissus terrificus em 37ºC. Nos testes de neutralização, os antivenenos específico e comercial foram eficientes, contra o efeito bloqueador neuromuscular induzido pelo veneno, quando usados na concentração recomendada pelo fabricante (1,5 mg de veneno para 1,0 mL de antiveneno). A análise histológica mostrou apenas uma discreta alteração mesmo quando usado em alta concentração (50 µg/mL - n=5; 3,5±0,8% em mamífero e 4,3±1,5% em ave vs 1,2±0,5% em mamífero e 1,1±0,7% em ave do controle, ambos p<0,05 em relação ao controle), corroborando com as características de outros venenos de Micrurus. A razão da potência do veneno vs sensibilidade de receptores colinérgicos presentes no sítio extra juncional da preparação do músculo biventer, foi demonstrada quando usado em baixa concentração (0,5 µg/mL) aboliu totalmente em 30 min a contratura induzida pela adição ACh exógena (110 µM). O conjunto dos resultados indica que o veneno de M. pyrrhocryptus causa bloqueio pós-sináptico envolvendo os receptores nicotínicos, como as ?- neurotoxinas, sem determinar alteração significativa na membrana da fibra muscular / Abstract: Micrurus pyrrhocryptus, originally known as a Micrurus frontalis subspecies, was recently classified as a species based on selected morphological features. It can be found in the South America. Only two studies are apparently available on its venom effects. Herein, pharmacological approaches were used to characterize the neurotoxic and myotoxic effects of M. pyrrhocryptus venom in chick biventer cervicis (BC, 0.5, 1, 5, 10 and 50 µg/mL, n=6 for each concentration) and mouse phrenic nerve-diaphragm preparations (NFD, 1, 5, 10 and 50 µg/mL, n=6 for each concentration). In addition, studies on neutralization capacity of specific and commercial antivenom were performed. The venom induced an irreversible, time and concentrationdependent neuromuscular blockade (postsynaptic, as demonstrated by the high frequency twitch tension response - 50Hz, n=6 in NFD) in both preparations (10 µg/mL induced 50% neuromuscular blockade in 22±3 min vs 62±4 min in BC and NFD respectively, n=6 for each preparation); the contractures in response to exogenous KCl (20 mM) were not significant after venom incubation as well as the value of CK released when compared with control values (25.8±1.75 U/L vs 24.3±2.2 U/L) or also twitch tension record in curarized preparations (n=6). The venom showed a very low PLA2 activity when compared with c. d. terrificus venom at 37ºC. In neutralization test the specific and Brazilian commercial antielapidic serum were efficient when used in concentration recommended by the producer (1.5 of venom to 1.0 mL of antivenom). The histological analysis showed a mild myotoxic effect, even using high venom concentration (50 µg/mL - n=5, 3.5±0.8% in mammalian and 4.3±1.5% on avian vs 1.2±0.5% in mammalian and 1.1±0.7% in avian of control), corroborating characteristics of other Micrurus venoms). The ratio venom potency vs preparation sensitivity was shown when a concentration as low as 0.5 µg/mL totally abolished within only 30 min the contracture induced by the exogenously added ACh (110µM) to chick preparation. Altogether the results indicate that M. pyrrhocryptus venom has a postsynaptic blocking effect involving nicotinic receptors as does the ?-neurotoxins, and without any significant myotoxic effect / Mestrado / Mestre em Farmacologia