Paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose sistêmica causada por fungos dimórficos do gênero Paracoccidioides - P. brasiliensis ou P. lutzii. A alta incidência da PCM no Brasil, somada à gravidade que o quadro clínico pode assumir e ainda à ausência de um antifúngico de baixa toxicidade para tratamento de curta duração, motivaram a avaliação de adjuvantes e caracterização dos componentes antigênicos de P. brasiliensis em um modelo imunoterapêutico de PCM. Assim, inicialmente, avaliou-se o efeito de monofosforil lipídeo A (MPLA) de Salmonella minnesota, PAM3CSK4, hidróxido de alumínio e AS04 em camundongos cronicamente infectados com P. brasiliensis. Quando camundongos da linhagem BALB/c foram infectados pela via intratraqueal com 3 × 105 leveduras de P. brasiliensis, tratados no dia 20 após a infecção com um dos adjuvantes e analisados 30 dias após a administração do tratamento, observou-se que MPLA, ao contrário dos outros adjuvantes, induziu (1) uma redução significativa no número de unidades formadoras de colônias (UFC), (2) uma expressiva diminuição no número de granulomas e células fúngicas no tecido pulmonar e (3) uma resposta imunológica protetora (Th1) quando comparado aos animais controle tratados com PBS. Quanto ao rastreamento de antígenos de P. brasiliensis candidatos a agentes terapêuticos, evidenciou-se que as frações proteicas da preparação de exoantígenos (ExoAg) eram as mais promissoras. Dentre essas frações, a que continha o ExoAg majoritário diidrolipoil desidrogenase induziu maior porcentagem de proliferação de linfócitos T CD3+ esplênicos de camundongos infectados e tratados com MPLA. O gene de diidrolipoil desidrogenase foi clonado em vetor de expressão e a proteína recombinante produzida, purificada e utilizada no protocolo terapêutico da PCM experimental. Surpreendentemente, a administração terapêutica de diidrolipoil desidrogenase recombinante induziu uma redução significativa na contagem de UFC dos animais infectados cronicamente com P. brasiliensis, mesmo na ausência de adjuvantes, o que não foi observado quando foi administrada a preparação de ExoAg nos animais. A localização subcelular de diidrolipoil desidrogenase, por microscopia eletrônica de transmissão, utilizando anticorpos policlonais de camundongos contra essa proteína, mostrou que a mesma está localizada na mitocôndria e também no citoplasma. A análise da expressão gênica diferencial de diidrolipoil desidrogenase em P. brasiliensis mostrou que essa proteína é significativamente mais expressa em leveduras em comparação a hifas e formas de transição. Em conclusão, nossos resultados mostram os efeitos benéficos de MPLA na PCM experimental e sugerem que diidrolipoil desidrogenase é um alvo terapêutico potencial para o tratamento da PCM. / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic mycosis caused by the dimorphic fungus Paracoccidioides - P. brasiliensis and P. lutzii. The high incidence of PCM in Brazil, added to the severity of the disease and the absence of an antifungal that brings together low toxicity and short-term treatment, led us to evaluate adjuvants and characterize antigenic components of P. brasiliensis that could be used as immunotherapy in an experimental model of PCM. In this work, firstly, we evaluated monophosphoryl lipid A (MPLA) from Salmonella minnesota, PAM3CSK4, aluminum hydroxide and AS04 in mice chronically infected with P. brasiliensis. When mice were infected intratracheally with 3 × 105 P. brasiliensis yeasts, treated with one of the adjuvants or vehicle on day 20 postinfection, and analyzed 30 days after the treatment, we observed that MPLA, unlike other adjuvants, induced (1) a significant reduction in the number of colony forming units (CFU) in the lungs of the mice, (2) an expressive decrease of granulomas and yeast cells in lung tissue, and (3) a more protective immune response (Th1) when compared with the control mice. Concerning to detection of antigens for PCM therapy, we noticed that among the fractions of a preparation of exoantigens (ExoAg), the one containing the protein identified as dihydrolipoyl dehydrogenase induced a high percentage of proliferation of splenic CD3+ T lymphocytes from mice infected and treated with MPLA. The gene of dihydrolipoyl dehydrogenase was cloned into expression plasmid vector, and the recombinant protein produced, purified and used in the therapeutic protocol of experimental PCM. Surprisingly, the therapeutic administration of recombinant dihydrolipoyl dehydrogenase, but not ExoAg preparation, induced a significant reduction in fungal load in the animals chronically infected with P. brasiliensis, even in the absence of adjuvants. Immunogold labeling and transmission electron microscopy revealed that the dihydrolipoyl dehydrogenase is localized in mitochondria and cytoplasm of P. brasiliensis. The differential expression of dihydrolipoyl dehydrogenase gene in P. brasiliensis showed that yeast had an expression more significant than hyphae, with an intermediate level of gene expression in the transitional forms. In conclusion, our results show that MPLA and dihydrolipoyl dehydrogenase are potential therapeutic targets for the treatment of PCM due to their beneficial effects in a therapy model of PCM.

A paracoccidioidomicose (PCM) é uma doença granulomatosa sistêmica, causada por Paracoccidioides spp., (P. brasiliensis e P. lutzii), geograficamente, limita-se a América Latina com as áreas endêmicas estendendo-se desde o México até a Argentina, constituindo uma das micoses sistêmicas de maior incidência na região, afetando principalmente trabalhadores rurais. O maior número de pacientes com PCM tem sido reportado principalmente no Brasil, Colômbia e Venezuela. A incidência real desta micose encontra-se subestimada no Brasil e pouco se conhece em relação a nova espécie descrita - P. lutzii. A maioria dos estudos em P. lutzii foram focados em genética, especiação e na geração de novos antígenos para melhorar a especificidade e sensibilidade dos testes sorológicos. Atualmente, as preparações antigênicas tradicionais, preparadas a partir de isolados de P. brasiliensis, são ineficientes. Raros são os trabalhos focados na biologia de P. lutzii e nos fatores de virulência que podem ser comparados com P. brasiliensis nos modelos experimentais. A nossa proposta de estudo foi avaliar alguns aspectos in vitro e in vivo relacionados com a patogenicidade e destacamos: a fagocitose e a morte intracelular de P. lutzii por macrófagos, peritoneais, de camundongos Knockouts (KO) e selvagens para PRRs (TLR2, TLR4 e Dectina) e ativadores intracelulares (MyD88 e NALP3). Paralelamente a este estudo, animais foram infectados com leveduras de P. lutzii e comparados com os modelos de infecção já estabelecidos com leveduras (Pb18) e conídios (ATCCPb60855) de P. brasiliensis. Nossos dados indicam que similar ao que ocorre com P. brasiliensis a fagocitose de P. lutzii depende de TLR2, TLR4 e Dectina- 1, resultados semelhantes também foram observadas na expressão de moléculas envolvidas na co-estimulação e a apresentação de antígenos (MHC II, CD80 e CD86). Contudo, a morte intracelular de leveduras de P. lutzii é claramente dependente de TLR4, e a produção de citocinas IL-6, MIP-2, IFN- e IL-12p40 são importantes para o controle das leveduras pelos macrófagos. No modelo experimental de P. lutzii, camundongos machos C57BL/6 (6-7 semanas) foram infectados intratraquealmente como 1x106 leveduras viáveis do isolado de P. lutzii Pb01. Encontramos duas fases da doença, a primeira de 0 hora até 2 a 4 semanas pós-infecção, e a segunda de 4 até 12 semanas. As leveduras parecem ser contidas na primeira semana de infecção e posteriormente não encontramos leveduras nos macerados de pulmão, diferente do modelo de BALB/c infetado com conídios de ATCC-Pb60855 no qual as UFC são recuperadas até a semana 16 pós-infeção. Como relação aos níveis de citocinas, encontramos que na lavagem broncoalveolar e macerado de pulmão um perfil misto Th1/Th2 porém, marcado por citocinas próinflamatórias no primeiro período e citocinas regulatórias tipo Th2 no segundo período (IL-12p70, IL-23, IL-10); similar ao descrito nos modelos de P. brasiliensis infectados tanto com conídios como com leveduras. No entanto, no primeiro período da doença, em camundongos C57BL/6, parece ter uma carga inflamatória maior que reflete nas citocinas que mantém seus níveis até o período crônico: TNF-alfa, MIP-2 e GM-CSF está última, regulada positivamente tanto em experimentos in vitro como in vivo. Também observamos que a partir das 48horas pós-infecção encontramos níveis aumentados de IL-12p70 até o período crônico onde junto com a IL-23 parecem ser as responsáveis pela diminuição da infecção no período tárdio. Esta é a primeira vez que se descreve um modelo experimental com P. lutzii (isolado Pb01) indicando o perfil imunopatológico com pequenas diferenças comparados ao P. brasiliensis porém, de importância na patogenicidade da doença auxiliando a compreender as diferentes formas da doença no modelo experimental / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic granulomatous disease caused by Paracoccidioides spp. (P. brasiliensis and P. lutzii), geographically, is limited to Latin America with endemic areas from Mexico to Argentina, as one of the systemic mycoses with the highest incidence in the region, mainly affecting rural workers. The largest number of patients with PCM has been mainly reported in Brazil, Colombia and Venezuela. The true incidence of this mycosis is underestimated in Brazil and little is known about the new species described - P. lutzii. Most studies in P. lutzii were focused on genetics, speciation and the generation of new antigens to improve the specificity and sensitivity of serological tests. Currently, traditional antigenic preparations, prepared with isolates of P. brasiliensis, are inefficient. There are few studies focused on P. lutzii biology and virulence factors that can be compared with P. brasiliensis in experimental models. Our study aimed to evaluate some in vitro and in vivo aspects related to pathogenicity: phagocytosis and intracellular killing of P. lutzii by peritoneal macrophages from knockouts (KO) for PRRs (TLR2, TLR4 and Dectin) and intracellular activators (MyD88 and NALP3). In addition, animals were infected with P. lutzii yeast and compared with the well-established models of infection with yeast cells (Pb18) and conidia (ATCC Pb60855) from P. brasiliensis. Our data indicate that similarly to what happens with the phagocytosis of P. brasiliensis, P. lutzii phagocytosis is dependent on TLR2, TLR4 and Dectin-1. Other molecules, involved in co-stimulation and presentation of antigens such as MHC II, CD80 and CD86 were also shown to participate in the P. lutzii-host interaction. However, intracellular killing of P. lutzii yeast cells was clearly dependent on TLR4, and the production of cytokines as IL-6, MIP-2, IFN- and IL-12p40 were important for the control of the yeast by macrophages. In the experimental model of P. lutzii, male C57BL/6 mice (6-7 weeks) were infected intratracheally with 1x106 viable yeasts of the isolate Pb01like. We found two phases of the disease, the first from the inoculation to 2 or 4 weeks after infection and the second from 4 to 12 weeks. Yeast appear to be contained within the first week of infection and subsequently are also absent from macerated lung, differently from the model of BALB/c mice infected with ATCC Pb60855 conidia in which CFUs were detected up to week 16 post-infection. We found a mixed Th1/Th2 pattern (IL-12p70, IL-23, IL-10) in bronchoalveolar lavage and lung, with the predominance of proinflammatory cytokines in the first phase and predominance of regulatory Th2 cytokines in the second phase, reproducing findings of P. brasiliensis infection models produced with both conidia and yeast. However, in the first period of the disease in C57BL/6 mice there was a higher inflammatory burden, reflected by the high cytokine levels (TNF-alpha, MIP-2 and GM-CSF), the latter in particular because it was positively regulated both in vitro and vivo), that persisted through the chronic period. We also observed that starting from 48 hours postinfection to the chronic period there were increased levels of IL-12p70, which together with IL-23 appeared to be responsible for the reduction of infection in the late period. This is the first time that an experimental model with P. lutzii (Pb01) is described, showing an immunological profile with only slight differences compared to the P. brasiliensis model. The present study details important aspects of the pathogenesis of the disease due to different species of Paracoccidioides and helps to understand the different forms of presentation in experimental models

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-02-06T18:00:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paula Francinete Faustino da Silva - 2014..pdf: 2636030 bytes, checksum: 541cdc7c62049af013a9e3343fd197d1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-02-19T14:26:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Paula Francinete Faustino da Silva - 2014..pdf: 2636030 bytes, checksum: 541cdc7c62049af013a9e3343fd197d1 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T14:26:50Z (GMT). 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For these analysis we used computational methods based on sequence similarity, search for targeting signals, presence of known protein domains and also a functional classification based on Gene Ontology. Our analysis allowed the HPs to be classified into different functional categories such as metabolism, organelle organization, cell communication, protein localization, cell cycle, signaling and cell differentiation. We also performed a functional enrichment analysis of the transcripts expressed under different growth conditions. The best represented functional domains are those involved in the regulation of gene expression, suggesting that these HPs may be involved in regulation of the gene response and adaptation. The transcriptional profiling of six HPs confirms that they are highly expressed in the presence of human blood and plasma and also during phase transition, a crucial event for establishment of the infection process. Additionally, we have cloned and expressed the gene encoding the hypothetical protein PAAG_08614 from Pb01. The transcript and protein expression were evaluated by qPCR e western-blot, respectively. PAAG_08614 is preferentially expressed in mycelium and during mycelium to yeast transition. This work constitutes the first large-scale characterization of the proteins of unknown functional from Paracoccidioides spp. and helps the functional assignment of hypothetical proteins, as well as the understanding of the data generated from structural and functional genome. / Aproximadamente 60% dos genes de Paracoccidioides ssp. codificam proteínas anotadas como proteínas hipotéticas ou proteínas preditas (HPs). Estudos Transcricionais revelaram 2.364 HPs foram expressas nas fases de micélio e levedura; durante a transição de micélio para levedura; e em condições que mimetizam as vias de infecção. Neste estudo, descrevemos uma detecção global e inferência funcional para as HPs de Paracoccidioides. Para essas análises foram utilizados métodos computacionais baseados na similaridade de sequência, procurar de peptídeos de sinais, presença de domínios de proteínas conhecidas e também uma classificação funcional baseada no Gene Ontology. Nossa análise permitiu a classificação das HPs em diferentes categorias funcionais, tais como o metabolismo, organização de organela, comunicação celular, localização de proteínas, ciclo celular, sinalização e diferenciação celular. Também realizamos uma análise de enriquecimento funcional dos transcritos expressos em diferentes condições de cultivo. Os domínios funcionais mais bem representados são os envolvidos na regulação da expressão gênica, o que sugere que estas proteínas estão envolvidas na regulação da resposta e adaptação do fungo às diferentes condições impostas pelo ambiente. A análise do perfil transcricional de seis HPs confirmou que elas são altamente expressas na presença de sangue e de plasma humano e também durante a fase de transição, um evento crucial para o estabelecimento do processo de infecção. Adicionalmente, o gene que codifica a proteína hipotética de PAAG_08614 de Pb01 foi clonado e expresso. A expressão dos transcritos e proteínas foram avaliadas por qPCR e western-blot, respectivamente. A PAAG_08614 é preferencialmente expressa na fase de micélio e durante a transição micélio para levedura. Este trabalho representa a primeira caracterização em grande escala das proteínas de função desconhecida de Paracoccidioides spp. e ajuda na atribuição funcional de proteínas hipotéticas, assim como uma melhor compreensão dos dados gerados a partir do genoma estrutural e funcional.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-22Bitstream added on 2014-06-13T20:44:20Z : No. of bitstreams: 1 miranda_et_dr_arafcf.pdf: 641942 bytes, checksum: 8d27d1b81ac16fe68d939f32e284f53f (MD5) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre isolados de Pb18 e Pb265, que têm capacidades distintas de adesão às células Hela e Vero, sob influência da temperatura e diversos fatores químicos. Foram também avaliados eventos em células de epitélio pulmonar expostas à gp 43 e células de Pb18, antes e após inoculação animal, representando, respectivamente, isolados menos e mais virulentos. Os resultados mostram que as adesinas fúngicas são termo-lábeis, sugerindo sua natureza protéica. Os açúcares aminados glucosamina e galactosamina foram os mais eficientes para inibir a adesão celular, em relação à manose, glicose e galactose, indicando que esta atividade envolve mecanismos específicos tipo lectina. O estudo com componente da matriz extracelular mostrou que a laminina, assim como seus derivados sintéticos, inibiu a adesão do isolado Pb18, fato não verificado com Pb265, tanto com células Hela, quanto com a linhagem Vero, mas variável sob influência de fatores químicos. As distintas vias de sinalização foram demonstradas pelos eventos Ras-Raf, Rho e AKT verificados, sendo que o isolado menos virulento causou menos estresse citotóxico, comprovado por menor sinal Ras- Raf e AKT de proliferação. Os sinais intensos de proliferação observados nos experimentos com o isolado mais virulento e exposição à gp 43 poderiam ser associados à maior sobrevida do fungo que se internaliza mais facilmente nas células do hospedeiro, dificultando o seu reconhecimento por células do sistema monocítico-fagocitário, antes de causar apoptose, evadir e disseminar-se. A ativação das vias de sobrevida, associada a sinais citosólicos quando o Pb entra na célula epitelial, foi demonstrada de modo inédito neste trabalho. / In this work it was accomplished a comparative study between isolates Pb18 and Pb265, which have distinct capacities of adhesion to the cells Hela and Vero under influence of temperature and several chemical factors. Events in pulmonary epithelial cells exposed to gp 43 and in Pb18 cells, before and after animal inoculation, representing, respectively, isolates less and more virulent were evaluated as well. The results show that the fungal adhesins are term-labels, suggesting its proteical nature. The aminated sugars glucosamine and galactosamine were the most efficient, in comparison with manose, glycose and galactose, in inhibiting the cellular adhesion, indicating that this activity involves specific mechanisms lectin-type. The study with extracellular matrix component indicated that the laminin, as well as its synthetic derivatives, inhibited the adhesion of the isolate Pb18 to the cells Vero and Hela, what did not occur with Pb265, but it was variable under influence of chemical factors. The distinct signaling pathways were demonstrated by the Ras-Raf, Rho and AKT events, considering that the less virulent isolate caused minor cytotoxic stress, proved by minor Ras-Raf and AKT proliferation signals. The intense proliferation signals observed in the experiments with more virulent isolate and exposition to gp 43 could be associated to larger time of survival of the fungus that more easily goes inside the host cells, making it difficult to the monocyte-macrophage system cells to recognize it before the apoptosis, the evasion and the dissemination. The Ras-Raf and AKT pathways acted synergetically with the effects of the cell survival. The decrease of the AKT event implied partial loss of the survival signal that intensified, following and in a opposite way, with Ras-Raf decrease. The activation of the survival pathways, associated to citosolic signals when Pb goes inside the epithelial cell, was for the first time demonstrated in this work.

Orientador: Maria José Soares Mendes Giannini / Banca: Christiane Pienna Soares / Banca: Paulo Inácio da Costa / Banca: Márcia de Souza Carvalho Melhem / Banca: Gil Bernard / Resumo: Neste trabalho foi realizado um estudo comparativo entre isolados de Pb18 e Pb265, que têm capacidades distintas de adesão às células Hela e Vero, sob influência da temperatura e diversos fatores químicos. Foram também avaliados eventos em células de epitélio pulmonar expostas à gp 43 e células de Pb18, antes e após inoculação animal, representando, respectivamente, isolados menos e mais virulentos. Os resultados mostram que as adesinas fúngicas são termo-lábeis, sugerindo sua natureza protéica. Os açúcares aminados glucosamina e galactosamina foram os mais eficientes para inibir a adesão celular, em relação à manose, glicose e galactose, indicando que esta atividade envolve mecanismos específicos tipo lectina. O estudo com componente da matriz extracelular mostrou que a laminina, assim como seus derivados sintéticos, inibiu a adesão do isolado Pb18, fato não verificado com Pb265, tanto com células Hela, quanto com a linhagem Vero, mas variável sob influência de fatores químicos. As distintas vias de sinalização foram demonstradas pelos eventos Ras-Raf, Rho e AKT verificados, sendo que o isolado menos virulento causou menos estresse citotóxico, comprovado por menor sinal Ras- Raf e AKT de proliferação. Os sinais intensos de proliferação observados nos experimentos com o isolado mais virulento e exposição à gp 43 poderiam ser associados à maior sobrevida do fungo que se internaliza mais facilmente nas células do hospedeiro, dificultando o seu reconhecimento por células do sistema monocítico-fagocitário, antes de causar apoptose, evadir e disseminar-se. A ativação das vias de sobrevida, associada a sinais citosólicos quando o Pb entra na célula epitelial, foi demonstrada de modo inédito neste trabalho. / Abstract: In this work it was accomplished a comparative study between isolates Pb18 and Pb265, which have distinct capacities of adhesion to the cells Hela and Vero under influence of temperature and several chemical factors. Events in pulmonary epithelial cells exposed to gp 43 and in Pb18 cells, before and after animal inoculation, representing, respectively, isolates less and more virulent were evaluated as well. The results show that the fungal adhesins are term-labels, suggesting its proteical nature. The aminated sugars glucosamine and galactosamine were the most efficient, in comparison with manose, glycose and galactose, in inhibiting the cellular adhesion, indicating that this activity involves specific mechanisms lectin-type. The study with extracellular matrix component indicated that the laminin, as well as its synthetic derivatives, inhibited the adhesion of the isolate Pb18 to the cells Vero and Hela, what did not occur with Pb265, but it was variable under influence of chemical factors. The distinct signaling pathways were demonstrated by the Ras-Raf, Rho and AKT events, considering that the less virulent isolate caused minor cytotoxic stress, proved by minor Ras-Raf and AKT proliferation signals. The intense proliferation signals observed in the experiments with more virulent isolate and exposition to gp 43 could be associated to larger time of survival of the fungus that more easily goes inside the host cells, making it difficult to the monocyte-macrophage system cells to recognize it before the apoptosis, the evasion and the dissemination. The Ras-Raf and AKT pathways acted synergetically with the effects of the cell survival. The decrease of the AKT event implied partial loss of the survival signal that intensified, following and in a opposite way, with Ras-Raf decrease. The activation of the survival pathways, associated to citosolic signals when Pb goes inside the epithelial cell, was for the first time demonstrated in this work. / Doutor

Paracoccina (PCN) é um constituinte de Paracoccidioides brasiliensis, um patógeno humano que causa a paracoccidioidomicose, micose sistêmica mais prevalente na América Latina. A PCN é uma proteína de função dual, com domínios de atividade lectínica e de N-acetilglicosaminidase. Análises proteômicas da preparação paracoccina revelaram a sua correspondência com uma proteína hipotética de P. brasiliensis do isolado 18 (Pb18), anotada como PADG-3347.1, que tem sequência polipeptídica semelhante a família das endoquitinases 18. Essas endoquitinases apresentam domínios distintos de atividade lectínica e enzimática. O conjunto de exons do gene correspondente, PADG-3347.1, foi clonado e expresso em E. coli, e as características físicas e biológicas da proteína recombinante foram comparadas com as da PCN. Além disso, a PADG-03347.1 recombinante (rPCN) foi avaliada por suas propriedades imunomoduladoras e sua capacidade em conferir proteção contra a infecção por P. brasiliensis. Nesse sentido, investigamos a interferência da administração profilática e terapêutica de rPCN no curso da infecção por P. brasiliensis em camundongos BALB/c. A histopatologia pulmonar dos camundongos tratados com a rPCN, mostrou menor ocorrência de granulomas, e estes também foram menores do que os observados nos animais controles. Consistente com a observação de poucas leveduras no centro dos granulomas, a contagem de UFC a partir do homogenato pulmonar dos camundongos tratados foi inferior ao observado nos animais controles. Além disso, a administração de rPCN, foi associada com altos níveis de IL-12, IFN-, TNF-, NO e IL-10 detectados no homogenato pulmonar. Os altos níveis de citocinas produzidos nos animais tratados com rPCN nos levou a investigar a ocorrência de interação da lectina com receptores presentes em células da imunidade inata, tais como TLR2 e TLR4. Verificamos que a rPCN ativa TLR2, nas formas homo ou heterodimérica, e TLR4, de modo independente dos correceptores CD14 e CD36. Estes dados revelam um possível mecanismo pelo qual rPCN gera proteção nos camundongos contra a PCM. rPCN, administrada terapêutica ou profilaticamente, induz a ativação de TLRs e imunidade Th1, conferindo proteção contra a infecção por P. brasiliensis. / Paracoccin is a constituent of Paracoccidioides brasiliensis, a human pathogen that causes paracoccidioidomycosis, the most prevalent systemic mycosis in Latin America. Paracoccin is a dual function protein exerting lectin and N-acetylglucosaminidase activities. Proteomic analysis of paracoccin preparation revealed its correspondence with a hypothetical protein from P. brasiliensis isolate Pb18 (Pb18), annotated as PADG-3347.1, which has a polypeptide sequence similar to the family 18 endochitinases. These endochitinases have distinct lectin and enzymatic domains. The multi-exon assembly of the correspondent gene (PADG-3347) was cloned and expressed in E. coli, and the physical and biological features of the recombinant protein were compared to those of the native paracoccin. Moreover, recombinant PADG-3347.1 (rPCN) was evaluated for its immunomodulatory properties and its ability to confer protection against murine P. brasiliensis infection. Thus, we investigated the interference of prophylactic and therapeutic administration of rPCN on the course of P. brasiliensis infection in BALB/c mice. The pulmonary histopathology of the treated mice showed lower incidence of granulomas, which were also smaller than those observed in the control animals. Consistently with the observation of few yeasts in the center of the granulomas, the CFU count provided by lung homogenates of treated mice was lower than the provided by control mice. Furthermore, administration of rPCN was associated with higher levels of IL-12, IFN-, TNF-, NO and IL-10, detected in the lung homogenates of animals. The high levels of cytokines produced in the rPCN treated mice prompted us to investigate the occurrence of interaction of the lectin with receptors present in innate immune cells, such as TLR2 and TLR4. We verified that rPCN activates TLR2,in homo or heterodimeric forms, and TLR4, in a manner that does not depend on CD14 and CD36 coreceptors. These data reveal a possible mechanism by which rPCN generates protection in mice against PCM. rPCN, administered therapeutic or prophylactically, induces TLRs activation and Th1 immunity, conferring protection against P. brasiliensis infection.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:16:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Mestrado em Biologia - ICB-UFG - Rodrigo Santos.pdf: 3002708 bytes, checksum: 4989a790c4cb26bc50f51abf0c8cfe16 (MD5) Previous issue date: 2009-05-29 / The fungus Paracoccidioides brasiliensis is a human pathogen with a wide distribution in Latin America. The fungus causes paracoccidioidomycosis when mycelia reachs the lungs. The success of the infection depends on the acquisition of essential micronutrients such as copper, which is required as cofactor for a variety of enzymes important in biological in several processes, such as respiration, growth and acquisition of iron. Previous studies, of the Laboratory of Molecular Biology showed that a high affinity copper transporter (PbCTR3) is a molecule highly expressed and probably necessary for the infection establishment of by P. brasiliensis. In the present study were isolated and characterized the genomic and cDNA sequences encoding for PbCTR3 of P. brasiliensis. The cDNA presented 582 base pairs and encodes for a protein with 193 amino acids, predicted molecular mass of 21.5 kDa and pI of 8.6. The genomic sequence has four exons interrupted by three introns. In silico analysis was performed on the database of the structural genome of P. brasiliensis (http://www.broad.mit.edu/annotation/genome/paracoccidioides_brasiliensisMultiHome.html) , where genes involved in maintaining the homeostasis of copper have been identified and used to design of a model of copper homeostasis in P. brasiliensis. The transcriptional behavior of Pbctr3 and genes involved in copper homeostasis were examined during exposure of yeast cells of P. brasiliensis to copper and iron depletion conditions, by real time qRTPCR. It was demonstrated a significant change in transcription lovel those of genes in the absence of copper, as well as in the combined absence of both metals. qRT-PCR was used to analyze the expression of Pbctr3 and Pbcrp (which encodes a protein responsive to copper) in yeast cells of P. brasiliensis derived from infected lungs and spleen at different time points of infection. The expression of Pbctr3 and Pbcrp was super-regulated during experimental infection. Taken together, these data suggest the importance of PbCtr3 and of absorbing copper / iron during the infectious process / O fungo Paracoccidioides brasiliensis é um patógeno humano com ampla distribuição na América Latina. O fungo causa a paracoccidioidomicose quando propágulos da fase miceliana atingem os pulmões do hospedeiro. O sucesso da infecção depende da aquisição de micronutrientes essenciais como o cobre, o qual é requerido como cofator por uma diversidade de enzimas importantes em processos biológicos essenciais, tais como: respiração, crescimento e aquisição de ferro. Estudos prévios, do Laboratório de Biologia Molecular, demonstraram que um transportador de cobre de alta afinidade (PbCTR3) é uma molécula altamente expressa e provavelmente necessária para o estabelecimento da infecção por P. brasiliensis. No presente estudo foram isoladas e caracterizadas as seqüências genômica e do cDNA que codificam para PbCTR3 de P. brasiliensis. O cDNA apresentou 582 pares de bases e codifica para uma proteína com 193 aminoácidos, massa molecular predita de 21,5 kDa e pI de 8.6. A seqüência genômica apresenta quatro exons interrompidos por três introns. Análises in silico foram realizadas no banco de dados do genoma estrutural de P. brasiliensis (http:www.broad.mit.edu/annotation/genome/paracoccidioides_brasiliensis/ MultiHome.html), onde genes envolvidos na manutenção da homeostase de cobre foram identificados e as seqüências utilizadas para a elaboração de um modelo de fatores envolvidos na manutenção da homeostase de cobre por P.brasiliensis. O comportamento transcricional do gene Pbctr3 e de genes envolvidos na manutenção da homeostase de cobre foram analisados durante a exposição de células leveduriformes de P. brasiliensis em condições de depleção de cobre e ferro por qRT-PCR em tempo real. Foi demonstrada uma alteração significativa no nível de transcrição dos genes na ausência de cobre, assim como na ausência combinada dos dois metais. qRT-PCR em tempo real foi utilizado para analisar a expressão de Pbctr3 e de Pbcrp (que codifica uma proteína responsiva ao cobre) em células leveduriformes de P. brasiliensis derivadas de pulmão e baço infectados, em diferentes tempos. A expressão de Pbctr3 e Pbcrp foi super-regulada durante a infecção experimental. Tomados em conjunto, esses dados sugerem a importância de Pbctr3 e do sistema de absorção cobre/ ferro durante o processo infeccioso

A paracoccidioidomicose (PCM) é uma doença granulomatosa sistêmica, causada por Paracoccidioides spp., (P. brasiliensis e P. lutzii), geograficamente, limita-se a América Latina com as áreas endêmicas estendendo-se desde o México até a Argentina, constituindo uma das micoses sistêmicas de maior incidência na região, afetando principalmente trabalhadores rurais. O maior número de pacientes com PCM tem sido reportado principalmente no Brasil, Colômbia e Venezuela. A incidência real desta micose encontra-se subestimada no Brasil e pouco se conhece em relação a nova espécie descrita - P. lutzii. A maioria dos estudos em P. lutzii foram focados em genética, especiação e na geração de novos antígenos para melhorar a especificidade e sensibilidade dos testes sorológicos. Atualmente, as preparações antigênicas tradicionais, preparadas a partir de isolados de P. brasiliensis, são ineficientes. Raros são os trabalhos focados na biologia de P. lutzii e nos fatores de virulência que podem ser comparados com P. brasiliensis nos modelos experimentais. A nossa proposta de estudo foi avaliar alguns aspectos in vitro e in vivo relacionados com a patogenicidade e destacamos: a fagocitose e a morte intracelular de P. lutzii por macrófagos, peritoneais, de camundongos Knockouts (KO) e selvagens para PRRs (TLR2, TLR4 e Dectina) e ativadores intracelulares (MyD88 e NALP3). Paralelamente a este estudo, animais foram infectados com leveduras de P. lutzii e comparados com os modelos de infecção já estabelecidos com leveduras (Pb18) e conídios (ATCCPb60855) de P. brasiliensis. Nossos dados indicam que similar ao que ocorre com P. brasiliensis a fagocitose de P. lutzii depende de TLR2, TLR4 e Dectina- 1, resultados semelhantes também foram observadas na expressão de moléculas envolvidas na co-estimulação e a apresentação de antígenos (MHC II, CD80 e CD86). Contudo, a morte intracelular de leveduras de P. lutzii é claramente dependente de TLR4, e a produção de citocinas IL-6, MIP-2, IFN- e IL-12p40 são importantes para o controle das leveduras pelos macrófagos. No modelo experimental de P. lutzii, camundongos machos C57BL/6 (6-7 semanas) foram infectados intratraquealmente como 1x106 leveduras viáveis do isolado de P. lutzii Pb01. Encontramos duas fases da doença, a primeira de 0 hora até 2 a 4 semanas pós-infecção, e a segunda de 4 até 12 semanas. As leveduras parecem ser contidas na primeira semana de infecção e posteriormente não encontramos leveduras nos macerados de pulmão, diferente do modelo de BALB/c infetado com conídios de ATCC-Pb60855 no qual as UFC são recuperadas até a semana 16 pós-infeção. Como relação aos níveis de citocinas, encontramos que na lavagem broncoalveolar e macerado de pulmão um perfil misto Th1/Th2 porém, marcado por citocinas próinflamatórias no primeiro período e citocinas regulatórias tipo Th2 no segundo período (IL-12p70, IL-23, IL-10); similar ao descrito nos modelos de P. brasiliensis infectados tanto com conídios como com leveduras. No entanto, no primeiro período da doença, em camundongos C57BL/6, parece ter uma carga inflamatória maior que reflete nas citocinas que mantém seus níveis até o período crônico: TNF-alfa, MIP-2 e GM-CSF está última, regulada positivamente tanto em experimentos in vitro como in vivo. Também observamos que a partir das 48horas pós-infecção encontramos níveis aumentados de IL-12p70 até o período crônico onde junto com a IL-23 parecem ser as responsáveis pela diminuição da infecção no período tárdio. Esta é a primeira vez que se descreve um modelo experimental com P. lutzii (isolado Pb01) indicando o perfil imunopatológico com pequenas diferenças comparados ao P. brasiliensis porém, de importância na patogenicidade da doença auxiliando a compreender as diferentes formas da doença no modelo experimental / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic granulomatous disease caused by Paracoccidioides spp. (P. brasiliensis and P. lutzii), geographically, is limited to Latin America with endemic areas from Mexico to Argentina, as one of the systemic mycoses with the highest incidence in the region, mainly affecting rural workers. The largest number of patients with PCM has been mainly reported in Brazil, Colombia and Venezuela. The true incidence of this mycosis is underestimated in Brazil and little is known about the new species described - P. lutzii. Most studies in P. lutzii were focused on genetics, speciation and the generation of new antigens to improve the specificity and sensitivity of serological tests. Currently, traditional antigenic preparations, prepared with isolates of P. brasiliensis, are inefficient. There are few studies focused on P. lutzii biology and virulence factors that can be compared with P. brasiliensis in experimental models. Our study aimed to evaluate some in vitro and in vivo aspects related to pathogenicity: phagocytosis and intracellular killing of P. lutzii by peritoneal macrophages from knockouts (KO) for PRRs (TLR2, TLR4 and Dectin) and intracellular activators (MyD88 and NALP3). In addition, animals were infected with P. lutzii yeast and compared with the well-established models of infection with yeast cells (Pb18) and conidia (ATCC Pb60855) from P. brasiliensis. Our data indicate that similarly to what happens with the phagocytosis of P. brasiliensis, P. lutzii phagocytosis is dependent on TLR2, TLR4 and Dectin-1. Other molecules, involved in co-stimulation and presentation of antigens such as MHC II, CD80 and CD86 were also shown to participate in the P. lutzii-host interaction. However, intracellular killing of P. lutzii yeast cells was clearly dependent on TLR4, and the production of cytokines as IL-6, MIP-2, IFN- and IL-12p40 were important for the control of the yeast by macrophages. In the experimental model of P. lutzii, male C57BL/6 mice (6-7 weeks) were infected intratracheally with 1x106 viable yeasts of the isolate Pb01like. We found two phases of the disease, the first from the inoculation to 2 or 4 weeks after infection and the second from 4 to 12 weeks. Yeast appear to be contained within the first week of infection and subsequently are also absent from macerated lung, differently from the model of BALB/c mice infected with ATCC Pb60855 conidia in which CFUs were detected up to week 16 post-infection. We found a mixed Th1/Th2 pattern (IL-12p70, IL-23, IL-10) in bronchoalveolar lavage and lung, with the predominance of proinflammatory cytokines in the first phase and predominance of regulatory Th2 cytokines in the second phase, reproducing findings of P. brasiliensis infection models produced with both conidia and yeast. However, in the first period of the disease in C57BL/6 mice there was a higher inflammatory burden, reflected by the high cytokine levels (TNF-alpha, MIP-2 and GM-CSF), the latter in particular because it was positively regulated both in vitro and vivo), that persisted through the chronic period. We also observed that starting from 48 hours postinfection to the chronic period there were increased levels of IL-12p70, which together with IL-23 appeared to be responsible for the reduction of infection in the late period. This is the first time that an experimental model with P. lutzii (Pb01) is described, showing an immunological profile with only slight differences compared to the P. brasiliensis model. The present study details important aspects of the pathogenesis of the disease due to different species of Paracoccidioides and helps to understand the different forms of presentation in experimental models

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-18T11:21:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lívia do Carmo Silva - 2014.pdf: 15880202 bytes, checksum: d2325694a6f7dbb08cd06f6d414870ea (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-18T11:24:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lívia do Carmo Silva - 2014.pdf: 15880202 bytes, checksum: d2325694a6f7dbb08cd06f6d414870ea (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-18T11:24:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lívia do Carmo Silva - 2014.pdf: 15880202 bytes, checksum: d2325694a6f7dbb08cd06f6d414870ea (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a systemic granulomatous human mycosis caused by fungi of the genus Paracoccidioides, geographically restricted to Latin America. Inhalation of spores and fragments of mycelia, infective forms of the fungus, is a common route of infection. The PCM treatment is performed with the prolonged administration of antifungal amphotericin B, the class of sulfonamides and azoles, which are toxic. In this sense, there is a need for the identification and characterization of novel targets for antifungal drugs in Paracoccidioides well as the search for new antifungal compounds from natural or obtained by chemical synthesis sources. In order to elucidate the response of Paracoccidiodies the thiosemicarbazide derivative of camphene, analysis of the transcriptional profile of the fungus was performed after 8 hs of contact with thiosemicarbazide. The results demonstrate that Paracoccidioides induced genes related to metabolism, cell cycle and DNA processing, Biogenesis of cellular components, cell transduction / signal, defense communication and virulence, energy, protein synthesis, protein fate (folding, modification, destination mechanism), translation, and proteins not classified. In addition intensely inhibited genes related to protein synthesis. In order to evaluate the biological activity of six compounds synthesized by the reaction of Morita- Baylis- Hillman was realized to minimal inhibitory concentration assays, cytotoxicity and hemolytic potential, interaction with antifungal agents already used in the treatment of PCM. The Morita-Baylis-Hillman adducts interfered on fungal growth in a dose-dependent manner, promoted the decreased activity of mitochondrial dehydrogenases and showed synergistic interaction with bactrim. No hemolytic activity was observed despite the high toxicity found and no inhibition of Malate sintase. The results demonstrate the potential of these compounds as candidates antifungal. / Paracoccidioidomicose (PCM) é uma micose humana granulomatosa sistêmica causada por fungos do gênero Paracoccidioides, geograficamente restrita aos países da América Latina. A inalação de conídios e fragmentos de micélios, formas infectantes do fungo, é a frequente via de infecção. O tratamento da PCM é realizado com a administração por tempo prolongado de antifúngicos anfotericina B, sulfonamidas e da classe dos azólicos, os quais são tóxicos. Nesse sentido, surge a necessidade de identificação e caracterização de novos alvos para drogas antifúngicas em Paracoccidioides bem como a busca de novos compostos antifúngicos obtidos de fontes naturais ou através de síntese química. Com o objetivo de elucidar a resposta de Paracoccidiodies à tiossemicarbazida derivada do canfeno, foi realizada a análise do perfil transcricional do fungo após 8 horas de contato com tiossemicarbazida. Os resultados demonstram que Paracoccidioides induziu genes relacionados ao Metabolismo, ciclo celular e processamento de DNA, Biogêneses de componentes celulares, mecanismo de transdução de comunicação celular / sinal, defesa e virulência, energia, síntese de proteínas, destino de proteínas (Enovelamento, modificação pós-traducional), transcrição e proteínas não classificadas. Em adição inibiu intensamente genes relacionados à síntese proteica. Com o objetivo de conhecer a atividade biológica de seis compostos sintetizados através da reação de Morita-Baylis-Hillman, foi realizado ensaios de concentração inibitória mínima, citotoxidade e potencial hemolítico, interação com antifúngicos já utilizados no tratamento da PCM. Os adutos Morita-Baylis-Hillman interferiram no crescimento do fungo de forma dose-dependente, promoveu a diminuiu a atividade de desidrogenases mitocondriais e apresentou interação sinérgica com Bactrim. Nenhuma atividade hemolítica foi observada apesar da alta toxicidade encontrada e nenhuma inibição da malato sintase. Os resultados demostram a potencialidade destes compostos como candidatos a antifúngicos.

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2016-11-10T10:37:56Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uessiley Ribeiro Barbosa - 2016.pdf: 3901383 bytes, checksum: f52c92a81d289db26f933d75a30e8788 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2016-11-10T17:48:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uessiley Ribeiro Barbosa - 2016.pdf: 3901383 bytes, checksum: f52c92a81d289db26f933d75a30e8788 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-10T17:48:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Uessiley Ribeiro Barbosa - 2016.pdf: 3901383 bytes, checksum: f52c92a81d289db26f933d75a30e8788 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-10-04 / The Paracoccidioides brasiliensis (Pb) is a thermo-dimorphic fungus described as the etiological agent of paracoccidioidomycosis (PCM), an important systemic mycosis in Latin America. The isocitrate lyase (ICL) is an enzyme involved in glyoxylate cycle, an alternative pathway to Krebs cycle, which has been described in fungi, bacteria and plants. The absence of this enzyme in mammals makes it an interesting target for design of specific antifungal compounds for PCM. In this work, we use in silico methods like homology modeling, molecular dynamics and virtual screening, aiming the development of inhibitors compounds for PbICL enzyme in the absence and presence of cofactor and positive control. From a molecular docking protocol, it was possible to select promising compounds by criteria of affinity and efficiency based on screening of natural products. Two regions were selected for molecular docking, one involving a region already known by the binding of argentilactona inhibitor and another region involving the cofactor Mg 2+, a possible catalytic site of ICL. All compounds selected by affinity criteria had more than 80% of success rate in achieving lower energy and allowed to describe common residues within the protein interaction for the target sites. The structural quality parameters are significantly improved after 100 ns of simulation. The structure of PbICL and PbICL with magnesium show all quality parameters as acceptable to define them as highresolution structures. All selected compounds show aromatic chains with the possibility of being a pharmacophore, which is essential for biological activity. Another interesting aspect is that, through the selected compounds, it was possible to describe structural patterns related to the ligand specificity, that might be promising for a basic chemical sketch for rational drug design. / O Paracoccidioides brasiliensis (Pb) é um fungo termo-dimórfico descrito como agente etiológico da paracoccidioidomicose (PCM), uma micose sistêmica importante na América Latina. A Isocitrato liase (ICL) é uma enzima envolvida no ciclo do glioxilato, uma via do ciclo Krebs já descritos em fungos, bactérias e plantas. Sua ausência em mamíferos faz dessa enzima, um alvo interessante para o desenho de compostos antifúngicos específicos para a PCM. Neste trabalho, utilizamos métodos in silico como modelagem por homologia, dinâmica molecular e triagem virtual na busca de compostos inibidores para enzima isocitrato liase de P brasilienses (PbICL) na ausência e presença do cofator e com a seleção de controle positivo. A partir de um protocolo de ancoragem molecular, foi possível selecionar compostos promissores por critérios de afinidade e eficiência a partir de triagens virtuais com produtos naturais. Duas regiões foram selecionadas para a ancoragem molecular, uma envolvendo uma região já conhecida pela ligação do inibidor argentilactona e outra envolvendo a região de ligação do cofator Mg2+ , posicionada no possível sítio catalítico da enzima. Todos os compostos selecionados pelo critério de afinidade tiveram mais do que 80% de sucesso em alcançar a mais baixa energia e permitiram descrever resíduos frequentes na interação proteína-inibidor para sítios alvo da enzima. Os parâmetros de qualidade da estrutura são sensivelmente melhorados após 100 ns de simulação. As estruturas de PbICL e PbICL com Mg2+ apresentam todos os parâmetros dentro do aceitável para defini-la como estrutura de alta resolução. Todos os compostos selecionados apresentaram cadeias aromáticas com possibilidade de ser um grupo farmacofórico, o qual é essencial para a atividade biológica. Outro aspecto interessante é que através dos compostos selecionados foi possível descrever padrões estruturais relacionados à especificidade do composto, os quais podem vir a ser promissores para um esqueleto básico no desenho racional de fármacos.