O Circovirus suíno tipo 2 (PCV2) é um vírus ubíquo que tem sido associado a um número de síndromes em suínos. Entre elas, a Síndrome Multissistêmica do Definhamento dos Suínos (SMDS) tornou-se uma das principais causas de perdas econômicas na suinocultura nacional. No entanto, existe incerteza se o PCV2 é, de fato, o único agente responsável por esse quadro, essencialmente porque a administração isolada do vírus a animais suscetíveis não tem sido capaz de reproduzir experimentalmente a síndrome. Em vista disso, um número de outros agentes infecciosos (e não infecciosos) tem sido examinados e sua potencial participação no desenvolvimento da SMDS tem sido pesquisada. No presente estudo foram realizados experimentos visando determinar se outro(s) agente(s) com genoma de DNA circular poderia(m) desempenhar algum papel no desenvolvimento da SMDS. Para tanto, a técnica denominada “amplificação por círculo rolante com múltiplos primers” (ACRMP) foi empregada. A ACRMP é baseada na atividade da DNA polimerase do fago phi29, uma enzima capaz de sintetizar novas moléculas de DNA a partir de um molde de DNA circular. Numa segunda etapa, o DNA amplificado é clivado com enzimas de restrição, ocasionando a linearização de grande quantidade de cópias do DNA alvo original. Como a ACRMP é realizada com primers aleatórios, nenhum conhecimento prévio da seqüência de nucleotídeos alvo é necessário. Portanto, pode-se teoricamente amplificar DNA circular de qualquer microorganismo, o que a torna ideal para o propósito do presente estudo. O DNA extraído de soros de 67 suínos com sinais clínicos de SMDS, assim como de 63 suínos saudáveis, foram submetidos à ACRMP. O principal achado deste estudo foi que o genoma de um (ou mais) anelovírus foi(ram) detectado(s) em 88,9% (56/63) dos suínos saudáveis, ao passo que o(s) mesmo(s) agente(s) somente foi(ram) detectado(s) em 16,4% (11/67) dos soros de suínos com sinais clínicos da SMDS. Alguns fragmentos de DNA potencialmente correspondentes a fragmentos de genomas virais foram seqüenciados, revelando que pelo menos um deles corresponde a uma seqüência de anelovírus suíno ainda não descrita. No entanto, outro genoma correspondente a um anelovírus foi encontrado na mesma amostra, sugerindo que mais de um vírus pode estar presente em amostras de soro. Estes resultados demonstraram que os anelovírus, de grande variabilidade genética, são significativamente mais prevalentes em suínos clinicamente saudáveis do que em suínos com SMDS. / Porcine circovirus type 2 (PCV2) is an ubiquitous virus that has been associated to a number of syndromes in swine. Among these, Postweaning Multisystemic Wasting Syndrome (PMWS) has become a major cause of economic losses in swine worldwide. However, there is uncertainty as to whether PCV2 is in fact the sole agent responsible for the disease, essentially because the disease has not been experimentally reproduced when PCV2 is inoculated onto susceptible animals. In view of that, a number of other infectious (and non infectious) agents have been examined and their potential role in PMWS searched for. This study was carried out to determine whether any other agent(s) with circular DNA genome might be playing some role in PMWS. In order to achieve that, a technique called “randomly primed rolling circle amplification” (RPRCA) was employed. RPRCA is based on the activity of bacteriophage phi29 DNA polymerase, an enzyme that synthesizes new DNA molecules starting from a circularized DNA template. In a second phase, the amplified DNA is cleaved with restriction enzymes, so giving rise to large amounts of linearized copies of the original target DNA. As RPRCA is performed with random priming, no previous knowledge of the target nucleotide sequence is necessary. Therefore, it is theoretically possible to amplify circular DNA of any microorganism, thus making it ideal for the purpose of the present study. DNA extracted from sera of 67 pigs with clinical signs of PMWS as well as from 63 healthy pigs was submitted to RPRCA. The major finding of this study was that the genome of one (or more) anelloviruses was detected in 88,9% (56/63) of the healthy pigs, whereas the same agent was only detected in 16,4% (11/67) of pigs with clinical signs of PMWS. Some of the DNA fragments corresponding to the putative virus genomes were sequenced and revealed at least one non-previously described anellovirus sequence. However, other anellovirus could be found on the same sample, suggesting that more than one genome are present in samples of serum. These results demonstrate that anelovírus, of great genetic variability, were significantly more prevalent in healthy pigs than in pigs with PMWS.

A utilização e o desenvolvimento de biomateriais para a regeneração tecidual são de grande importância, principalmente para a área médica e odontológica. Matrizes de colágeno derivadas de tecidos de origem animal são utilizadas devido o colágeno apresentar características como biodegradabilidade e biocompatibilidade. Essas matrizes podem ser obtidas a partir de várias fontes, sendo uma delas o pericárdio porcino, que apresenta vantagens como grande disponibilidade, baixo custo, fácil obtenção e possibilidade de sofrer modificações químicas. Além disso, tecidos de origem suína são muito similares aos tecidos humanos, podendo ser utilizados para a produção de biomateriais para a regeneração de tecido mole. Este trabalho teve como objetivo a preparação de membranas acelulares derivadas de pericárdio porcino por hidrólise alcalina em diferentes tempos, para posterior utilização em engenharia de tecido. As membranas de colágeno foram obtidas por hidrólise alcalina de pericárdio porcino durante 4, 8, 12 e 24 h e caracterizadas por análise histológica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), avaliação da citoxicidade in vitro, estabilidade biológica in vitro (colagenase), titulação potenciométrica, porcentagem de absorção de água, calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG), análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA) e ensaios de tração. A análise histológica mostrou que após 4h de hidrólise as células foram removidas das membranas. A avaliação da citotoxicidade in vitro mostrou que as membranas preparadas neste trabalho não são citotóxicas. Os ensaios de estabilidade biológica in vitro por colagenase mostraram que as membranas hidrolisadas degradaram mais rapidamente que a não hidrolisada e, quando comparadas com matrizes derivadas de pericárdio bovino, as derivadas de pericárdio porcino foram mais resistentes à degradação por colagenase. A titulação potenciométrica possibilitou determinar o número de grupos carboxílicos das membranas e o incremento desses grupos por molécula de colágeno. Os resultados mostraram que houve um aumento no número de grupos carboxílicos tituláveis nas membranas hidrolisadas e, consequentemente, houve um aumento do número de cargas negativas incorporadas na molécula de colágeno. As membranas hidrolisadas apresentaram uma maior absorção de água, uma diminuição das temperaturas de desnaturaçãoe e menor estabilidade térmica em função do aumento do tempo de hidrólise. Os ensaios de tração mostraram que após a hidrólise alcalina as membranas apresentaram maiores valores de resistência à tração e que a deformação é dependente do tempo de hidrólise alcalina. Esses resultados mostraram que a preparação de membranas de colágeno derivadas de pericárdio porcino com diferentes tempos de hidrólise alcalina é um procedimento viável para ser utilizado na produção de biomateriais para engenharia de tecido. / The use and development of biomaterials for tissue regeneration are of great importance, especially for medical and dental care. Collagen matrices derived from animal tissues are widely used because collagen has characteristics such as biodegradability and biocompatibility. These matrices can be obtained from various sources, such as porcine pericardium, which is a tissue that can be used due its low cost, wide availability and because it can be chemically modified. Besides, porcine tissues are very similar to human tissue and can be used to produce biomaterials for soft tissue regeneration. The aim of this study was the preparation and characterization acellular membranes by alkaline hydrolysis of porcine pericardium. Membranes were characterized by histological analysis, scanning electron microscopy (SEM), in vitro cytotoxicity evaluation, in vitro biological stability (collagenase), potentiometric titration, water absorption percentage, differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG), dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and tensile tests. Histological analysis showed that after 4h of hydrolysis, cells were totally removed from matrices. In vitro cytotoxicity showed that all matrices prepared in this work are not cytotoxic. In vitro biological stability tests (collagenase) showed that the hydrolyzed membranes degraded more quickly than the non hydrolized matrix and more resistant to collagenase degradation when compared to matrices derived from bovine pericardium. The potentiometric titration allowed the determination carboxylic groups and the increase of these groups per collagen molecule. Hydrolyzed matrices had an increase in water absorption, a decrease in denaturation temperature and a small decrease in thermal stability with the increase of hydrolysis time. Tensile tests showed that after alkaline hydrolysis matrices showed higher tensile strength and the deformation was independent of the time of alkaline hydrolysis. These results showed that the preparation of collagen biological matrices derived from porcine pericardium with different times of alkaline hydrolysis is a viable procedure to be subsequently used in the production of biomaterials for tissue engineering.

As lesões cutâneas e queimaduras são considerados os principais causadores de danos e perdas dos tecidos moles. Em casos severos de trauma, os processos naturais de regeneração são insuficientes no reparo dos danos, resultando em lesões cutâneas crônicas. A desvitalização de matrizes homólogas ou heterólogas é uma alternativa para a produção de matrizes dérmicas. A pele porcina é bastante similar à pele humana, podendo ser utilizada como matriz de colágeno na regeneração de tecido mole. Além disso, ela tem como constituinte principal o colágeno tipo I, e, assim, pode ser utilizada em queimaduras de segundo grau. Este trabalho teve como objetivo a preparação e caracterização de matrizes extracelulares de colágeno tipo I por meio de hidrólise alcalina e reticulação com glutaraldeído (GA). As matrizes de colágeno foram obtidas a partir da hidrólise alcalina de pele porcina, com posterior reticulação com GA, em diferentes concentrações (0-0,1%) e tempos de reação (15 e 45 min). As matrizes foram caracterizadas através de determinação do conteúdo de elastina, estabilidade biológica (tripsina), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), termogravimetria (TG/DTG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e citotoxicidade in vitro. Através da determinação do conteúdo de elastina, foi possível determinar a massa média de colágeno presente nas matrizes, a qual foi de 95,2?0,2% (m/m), e a massa média de elastina, que foi de 4,8?0,2% (m/m), e também verificar que independente do tratamento, a elastina estava presente nas matrizes. O ensaio de estabilidade biológica mostrou que o tratamento com GA diminui a biodegradação do material; sendo obtidos porcentagens de degradação que variaram de 83,6%?1,1 (0% GA) a 46,1%?0,7 (0,085%-45min), indicando, assim, que com o aumento da concentração de GA e do tempo de reação, há uma diminuição da porcentagem de degradação. Pela análise termogravimétrica, foi observado que o colágeno presente nas matrizes tornou-se mais estável termicamente em conseqüência do aumento do grau de reticulação e, portanto, mais resistentes à degradação térmica. Os resultados de DSC confirmam os de termogravimetria devido ao aumento nos valores das temperaturas de desnaturação das matrizes em função do aumento do tempo de reação e da concentração de GA. Pela análise das fotomicrografias, pôde ser observado que após a reticulação com GA, as fibras de colágeno tornam-se mais organizadas e definidas; e essa definição torna-se maior com o aumento da concentração de GA. Os resultados de citotoxicidade in vitro mostraram que as matrizes analisadas são citotóxicas possivelmente devido a gordura remanescente, sendo necessário a realização de um pré-tratamento. Assim, a preparação de matrizes derivadas de pele porcina com diferentes tempos de degradação, as quais podem ser utilizadas na reconstrução de tecidos moles, é viável. / Cutaneous lesions and burns are considered the main causes of damage of soft tissues. In severe cases of trauma, the natural processes of regeneration are insufficient in the repair of the damage, resulting in chronic cutaneous lesions. Desvitalization of homologous or heterologous matrices is an alternative for the production of dermal matrices. The porcine skin is quite similar to the human skin and can be used as collagen matrix in soft tissue regeneration. Besides, it contains type I collagen as the main constituent and thus, it can be used in second degree burns. The objective of this work was the preparation and characterization of type I collagen extracellular matrices with alkaline hydrolysis and glutaraldehyde (GA) crosslinking. The collagen matrices were obtained from the alkaline hydrolysis of porcine skin, with subsequent GA crosslinking, in different concentrations (0 - 0,1%) and reaction time (15 and 45 min). Matrices were characterized by determination of the elastin content, biological stability (trypsin), differential scanning calorimetry (DSC), termogravimetry (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM) and a preliminar assay of in vitro cytotoxicity. Elastin and collagen content were 4,8±0,2% (m/m) and 95,2±0,2% (m/m), respectively. Biological stability results showed that GA crosslinking reduces matrix biodegradation; as degradation varied from 83,6%±1,1 (0% GA) to 46,1%±0,7 (0,085% - 45min), demonstrating, thus, that with the increase of GA concentration and reaction time, there was a decrease of degradation. For termogravimetric analysis it was observed that the collagen present in the matrices become termically more resistant as a consequence of the increasing crosslink degree and, therefore, more resistant to thermal degradation. DSC results, similar to termogravimetric ones, showed an increase in denaturation temperatures as a function of increasing reaction time and GA concentration. SEM analysis showed that after the GA crosslinking, collagen fibers become more organized and defined; and that definition improved with increasing GA concentration. Preliminar assay of in vitro cytotoxicity showed that treated matrices are cytotoxic possibly due to remaining fat, being necessary the accomplishment of a pre-treatment. Therefore, porcine skin matrices preparation with different degradation times, which can be used in the soft tissue reconstruction, are viable.

Please read the abstract in the dissertation. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2013. / gm2014 / Chemistry / unrestricted

Doctor of Philosophy / Department of Animal Sciences and Industry / David M. Grieger / Early in embryonic development a series of events occur whereby pluripotent cells undergo differentiation to give rise to the three germ layers and extraembryonic tissues of the developing conceptus. Nanog, Sox-2, and Oct-4 genes have been identified as having key roles in maintaining pluripotency in undifferentiated human and mouse cells but recent evidence suggests they may have different roles in farm animals. We cloned the coding sequence for porcine Nanog including 452 base pairs of the Nanog promoter, and partial coding sequences of Oct-4 and Sox-2. Embryos were flushed from sows 10, 12, 15, and 17 days post insemination. RNA was isolated from whole d-10 and -12 conceptuses, d-15 embryonic disk, distal and proximal extraembryonic tissue, and d-17 embryonic disk, distal and proximal extraembryonic tissue, and allantois for real-time PCR. RNA from d-40 maternal myometrium and endometrium, fetal placenta, and liver were also used in real-time PCR. The homeodomain and c-terminal tryptophan repeats are highly conserved in porcine Nanog compared to the mouse, human and bovine. In the promoter, the highly conserved Octamer and Sox binding sequences are also present. The Nanog expression pattern was different when compared to Oct-4 and Sox-2. Day-40 tissues demonstrated the highest expression including endometrium (7 fold) fetal liver (27 fold), placenta (40 fold) and myometrium (72 fold) when compared to day 15 distal extraembryonic tissue. Oct-4 and Sox-2 expression was lowest in d-40 tissues except for fetal liver which was 20 and 71 fold, respectively, higher than endometrium. Oct-4 levels were consistent in d-10, -12, and -15 conceptuses and disk but dropped 3 fold in d-17 disk. On the other hand, Sox-2 was upregulated a 1000 fold in the d-15 disk and 2000 fold in the d-17 disk when compared to the d-12 conceptus. Nanog may have other roles in than maintenance of pluripotency including a possible role in multipotent or progenitor stem cells. Expression of all 3 markers in fetal liver suggests a more primitive cell type is present such as hematopoietic stem cells.

Please read the abstract in die section front of this document. / Dissertation (MChD)--University of Pretoria, 2009. / Oral Pathology and Oral Biology / unrestricted

A recent focus in the biomedical engineering field has been on developing models of in-vivo tissue responses to help better predict aortic wall mechanics, through numerical methods and simulation, towards improved prediction of aortic wall rupture. The structural influence of both collagen and elastin, integral components within the aortic wall, has been studied and is largely understood, but the contribution of glycosaminoglycans (GAGs) is still unclear. While it has been suggested that the swelling properties of GAGs may participate in the regulation of residual stresses in the aortic wall, whether or not GAGs affect the mechanical properties of the aortic wall is completely unknown. The present study was divided into two experiments: Experiment 1 (n=9) utilized planar biaxial testing to characterize arterial wall mechanics in native porcine aortas. The results of Experiment 1 highlight: (i) decreased tissue thickness moving distally, away from the heart; (ii) increased stiffness from the ascending aorta to the thoracic descending aorta; (iii) no difference in morphometry or stress-strain behaviour between samples excised from the anterior, posterior, and/or left and right lateral walls. Experiment 2 (n=8) employed identical testing parameters to characterize partial and fully enzymatically GAG-depleted tissue, to determine the influence of this macromolecule on aortic wall mechanics. The results of Experiment 2 highlight: (i) GAG content in the porcine aorta does not affect tissue mechanical properties measured from biaxial testing; (ii) enzymatic removal of GAGs does not influence morphometric parameters, including thickness and area. These findings will contribute to improving the fundamental understanding of aortic tissue mechanics by helping to determine the relationship between spatial dependency and mechanical response, and the relationship between individual aortic wall constituents and the overall mechanical behaviour of the aorta.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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