Orientador: Frab Norberto Boscolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-24T06:35:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lourenco_RobertoMartins_M.pdf: 5754536 bytes, checksum: fc2e23dc38345e966ecb757fdf24ca07 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O presente trabalho teve por finalidade pesquisar o efeito de baixas doses de radiação X no processo de reparação tecidual em feridas suturadas e não suturadas na região dorsal de ratos. Para tanto, os animais sofreram um procedimento cirúrgico, sendo efetuada uma ferida de forma retangular com as dimensões de 20 mm. x 5 mm. na porção anterior direita numa profundidade aproximada de 2 mm., sendo retirado o tecido incisado. Este procedimento foi repetido em 84 animais, os quais foram divididos em 7 tempos de avaliação do tecido de granulação aos 2,4,7,11,14,17 e 21 dias, sendo cada tempo composto de 4 grupos assim denominados: grupo 1- controle sem sutura, grupo 2- irradiado sem sutura, grupo 3- controle com sutura e grupo 4- irradiado com sutura, possuindo 3 animais cada grupo. Os animais dos grupos 2 e 4 no momento da irradiação tiveram os corpos protegidos com um protetor de chumbo de 2 mm de espessura com uma abertura permitindo que fosse exposta somente a ferida cirúrgica. Cada animal sofreu 18 segundos de irradiação, totalizando 7,4 rad. O processo de reparação tecidual foi avaliado pelos seguintes métodos: Coloração por hematoxilina-eosina, que possibilitou verificar a morfologia do tecido de granulação e a impregnação argêntica onde foi observada a síntese de colágeno, através da microscopia de polarização (birrefringência). Os resultados encontrados mostraram que a radiação, apesar de ter causado atraso, não impediu a reparação tecidual, sendo que, o grupo que sofreu irradiação e não foi suturado, mostrou maior retardo quando comparado aos outros grupos / Abstract: The present study had as goal to evaluate the effect of low doses of Xradiation on tissue repairing process in sutured and non-sutured wounds performed on the dorsal skin of rats. Therefore, the rats underwent a surgical proceeding, doing a rectangular wound measuring 20 x 5 milimeters on the fore part of the right side of the backbone, approximately 2 milimeters deep, and the inner skin rectangle was removed. This procedure was repeated on eighty-four animais, which were divided onto four groups: group 1, control without suture; group 2, irradiated withouth suture; group 3, control with suture, and group 4, irradiated with suture, represented by three animais each group. The granulation tissue was evaluated at 2,4, 7, 11, 14, 17, and 21 days for each studied group. The animais belonging to groups 1 and 3 did not undergo irradiation, and were used as controls for groups 2 and 4. The animais of groups 2 and 4, at the moment of irradiation, had their bodies protected with a lead cover 2 milimeters thick with an aperture allowing the exposure of the surgical wound. Each animal underwent eighteen seconds of irradiation, resulting in eight rads. The tissue repairing process was evaluated by the following methods: staining with Hematoxylin-Eosin, wich allowed to check the granulation tissue morphology, and silver staining, to observe the collagen synthesis by polarizing microscopy (birefringence). The obtained results showed that radiation, although had caused a delay, did not stop the tissue repairing, as the i rrad i ated , non-sutured group showed a longer delay when compared withe the others / Mestrado / Radiologia / Mestre em Ciências

O urânio (U) é um elemento tóxico radioativo encontrado na natureza, normalmente presente na água e nos alimentos e acumula-se preferencialmente em ossos. Nestes, a medula óssea constitui o alvo com o maior risco radiobiológico. Foram utilizados 60 ratos wistar recém desmamados, com vinte e dois dias de vida. Destes, trinta e cinco foram tratados com ração suplementada de 50ppm (parte por milhão) de Nitrato de Uranila e vinte e cinco foram mantidos como controle. Os animais tratados foram separados em seis grupos com cinco animais cada e os grupos controle com três animais. Foi feita a eutanásia dos 5 animais de cada grupo alimentado com urânio e 3 animais de cada grupo de controle com intervalo de tempo de 3 e 4 dias para avaliar alterações histopatológicas, hematológicas, na densidade mineral óssea e medir o teor de urânio acumulado em ossos, em função do tempo, utilizando a técnica de registro de traços de fissão SSNTD (Solid State Nuclear Track Detector). Nas avaliações histopatológicas foi observada congestão, fibrose e necrose hepática, degeneração vacuolar e desarranjo cordonal dos hepatócitos. Essas alterações iniciaram-se em animais alimentados durante três dias com ração contendo U e se intensificaram nos animais tratados durante onze dias, sugerindo que tenha ocorrido combinação de efeitos toxicológicos e radiobiológicos. Foi observada degeneração vacuolar, cilindros hialinos, fibrose e necrose nos rins dos animais alimentados com ração suplementada de U, a partir de quatorze dias de alimentação, decorrentes da nefrotoxicidade do Nitrato de Uranila. Foi observado que não ocorre alteração da densidade mineral óssea no curto prazo; porém, os animais tratados durante 21 e 28 dias, ou seja, expostos ao U por período mais longo, tiveram a densidade mineral óssea diminuída. Ocorreu substancial acúmulo de urânio nos ossos, onde foi observado 1,139 ± 0,057 ppm em ossos e 0,705 +- 0,092 ppm em dentes. Os animais dos grupos controle apresentaram teor de urânio praticamente constante no decorrer do estudo. Não foi observada alteração do teor de urânio em ração comercial. / Uranium (U) is a radioactive toxic element found in the environment, naturally present in water and food, with preference for accumulation in bone. In the latter, marrow is the target with the highest radiobiological risk. It was carried out a study with sixty Wistar rats, twenty two days old, starting at the post weaning period. From this total, thirty five animals fed with chow containing Uranyl Nitrate at a concentration of 50 ppm (parts per million) were selected as the treated group, while the remaining twenty five were the control group. Treated animals were divided into six groups with five animals each plus six control groups with three animals each. Five animals of the treated group and three of the control group were sacrificed at intervals of four days to observe histopathologic, hematologic, and bone mineral density (BMD) alterations, as well as to measure the uranium content in bone as function of time, using the Solid State Nuclear Track Detector technique. It was observed congestion, vacuolar degeneration, hepatocytes misalignment, fibrosis and necrosis in liver. These alterations were initiated in treated animals fed for three days with diets containing U and intensified in the animals treated for eleven days, suggesting the occurrence of an intertwining between radiobiological and toxicological effects. It was also observed vacuolar degeneration, hyaline cylinders, fibrosis and necrosis in the kidneys of the treated animals, all initiated after fourteen days of treatment, and these effects were attributed to the nephrotoxic character of the Uranyl Nitrate. It was found out that the BMD was not altered in the short range term of treatment, that is, treatments of twenty-one and twenty-eight days, but appreciably reduced in the long range term. There was substantial accumulation of uranium in bones and teeth, where it was measured concentrations of 1.139 ± 0.057 ppm and 0.705 ± 0.092 ppm, respectively. The uranium concentration in the bones of animals of the control group were low and approximately constant.

O câncer tem levado a óbito milhões de pessoas em todo o mundo. Apesar dos conhecimentos a respeito dos mecanismos moleculares desta patologia estarem aumentando rapidamente, poucos avanços estão sendo conseguidos nas clínicas de terapia e diagnósticos de tumores, o que torna de extrema importância o desenvolvimento de novas moléculas para fins terapêuticos e diagnósticos. Toxinas animais possuem uma diversidade de atividades biológicas e farmacológicas e têm se mostrado fonte rica de moléculas com potencial terapêutico. Diversos trabalhos têm sido realizados com toxinas de animais terrestres, mas toxinas de peixes venenosos marinhos são uma fonte potencial e ainda inexplorada de novas moléculas. Neste trabalho a peçonha bruta do peixe-escorpião Scorpaena plumieri (SPB) e uma enzima gelatinolítica (SPGP) purificada a partir desta peçonha, foram avaliadas quanto a sua aplicabilidade na detecção diferencial de tumores. Os resultados in vitro demonstraram que tanto SPB quanto SPGP possuem potente efeito antitumoral sobre células de glioblastoma p-53 selvagem (DL50= 3,90,98&#956;g/mL e 8,00x10-122,94x10-12M, respectivamente) e células de carcinoma ascítico de Ehrlich (DL50=14,052,95&#956;g/mL e 1,22x10-116,56x10-12M, respectivamente), sendo células de glioblastoma p53-mutante mais resistentes, para ambas as substâncias (DL50 > 125&#956;g/mL para SPB e DL50 > 1,39x10-9M para SPGP). As alterações morfológicas observadas nestas linhagens quando tratadas com SPB e SPGP, e os dados da coloração com DAPI, indicam que o efeito antitumoral destas substâncias ocorre via apoptose. Sondas radioativas de SPB ([99mTc]SPB) e SPGP ([131/125I]SPGP) foram sintetizadas com alta atividade específica e alta pureza radioquímica. Estudos de biodistribuição, realizados por injeções via endovenosa caudal, em camundongos implantados nos coxins plantares com tumor de Ehrlich mostraram que a SPB não é captada significativamente pelo tumor. Por outro lado, a SPGP foi significativamente captada pela pata com tumor, em todos os tempos avaliados (p<0,05). A administração intratumoral da [125I]SPGP elevou os níveis desta molécula no tumor e reduziu a captação em outros órgãos. Estudos em animais com edema demonstraram que a SPGP apresenta um tempo de residência maior na região tumoral do que em regiões inflamatórias. Estudos hematológicos e histopatológicos realizados demonstraram que a SPB e SPGP não apresentam toxicidade aguda, mesmo em concentrações dez vezes maiores que as utilizadas nos experimentos de biodistribuição e detecção de tumores. Estes resultados são inéditos e mostram o potencial da SPGP como molde para o desenvolvimento de fármacos e radiofármacos para terapia e diagnóstico de tumores. / Cancer has killed millions of people worldwide. Despite the increasing knowledge about the molecular basis of tumor development, few advances have been reached in clinical therapy and diagnoses, which shows the importance of new drugs development for therapeutic and diagnosis purpose. Venomous creatures have been studied as potential sources of pharmacological agents and physiological tools. A lot of work has been done about biological activity of terrestrial animals, but comparatively less research has been undertaken on venomous marine creature, particularly fish, which means that marine toxins represent a vast and unexplored source of novel molecules with therapeutical potential. In this work, the scorpionfish Scorpaena plumieri crude venom (SPB) and a gelatinolytic protease purified from this venom (SPGP) were evaluated for their applicability for in vivo tumor detection. In vitro results showed that both, SPB and SPGP, possess a powerful antitumor effects on p53-wild-type glioblastoma cells (LD50= 3,90,98&#956;g/mL and 8,00x10-122,94x10-12M, respectively) and Ehrlich ascites carcinoma cells (LD50=14,052,95&#956;g/mL and 1,22x10-116,56x10-12M, respectively). P53- mutant glioblastoma cells were more resistant to both, SPB and SPGP treatment (LD50 > 125&#956;g/mL and LD50 > 1,39x10-9M, respectively). The morphological changes observed in the cell lines treated with SPB and SPGP, and the data of DAPI staining, indicate that the antitumor effect of these substances occurs via apoptosis. Radioactive probes of SPB ([99mTc] SPB) and SPGP ([125I] SPGP) with high specific activity and high radiochemical purity were synthesized. Data of biodistribution studies, performed by intravenous injections in Swiss mice bearing Ehrlich carcinoma cells, showed that SPB has poor uptake in tumor region. On the other hand, SPGP had a substantial uptake in tumor at all analyzed times. Intratumoral administration of [125I]SPGP increased its uptake by the tumoral region and substantially reduced the uptake by other organs. Biodistribution studies in animals with edema confirmed that SPGP presents longer residence time in tumoral region than into inflammation site. Hematologic and histopathologic studies showed that SPB and SPGP did not present acute toxicity, even at concentrations ten times higher than those used in biodistribution studies. These results indicate the potential of SPGP as template for the development of new drugs and radiopharmaceuticals for tumors diagnosis and therapy.

De acordo com o relatório da Agência Internacional para a Pesquisa do Câncer, o crescimento desta doença implicará na morte de 17 milhões de pessoas ao ano até 2030. Embora o conhecimento sobre o câncer esteja aumentando consideravelmente, poucos avanços no diagnóstico e terapia de alguns tipos de tumores foram alcançados. Diante desse cenário, é evidente a necessidade de novas substâncias mais específicas, com baixa toxicidade para o paciente, que possam ser usadas para o diagnóstico e tratamento do câncer. A superexpressão de receptores de membrana nas células tumorais são alvos promissores para o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico e terapia contra as neoplasias malignas. As integrinas são uma família de receptores heterodiméricos de adesão da superfície celular capazes de reconhecer e se ligarem a proteínas da matriz extracelular (MEC). Esse reconhecimento deve-se principalmente ao motivo RGD presente tanto na superfície celular como nas proteínas da MEC. Várias integrinas foram identificadas como reguladoras da progressão de tumores. O motivo RGD também é encontrado em alguns componentes dos venenos de serpente, as chamadas desintegrinas. Estas são capazes de inibir a interação célula-matriz e célula-célula mediada por integrinas e tem sido demonstrado que estas proteínas são capazes de inibir a metástase em processos dependentes de integrinas. As desintegrinas-like (ECD), bem como as desintegrinas-RGD também são capazes de se ligarem as integrinas da superfície celular e inibirem a sua adesão aos ligantes naturais. Neste trabalho foi purificada, da peçonha de Bothrops leucurus (PBL), uma metaloproteinase de classe P-III com domínio desintegrina-like (ECD), a Leucurolisina B (Leuc-B). Esta metaloprotease e a peçonha bruta foram então avaliadas quanto a sua aplicabilidade na detecção diferencial de tumores. Os resultados in vitro demonstraram que tanto PBL quanto Leuc-B possuem potente efeito antitumoral sobre várias linhagens de células tumorais: U87, T98, RT2 (glioblastoma), MCF7 (mama), Ehrlich e UACC (melanoma) com valores de IC50 da ordem de 0,6 &#956;M. As alterações morfológicas observadas nestas linhagens quando tratadas com Leuc-B, e os dados da coloração com DAPI e solução de acridina/brometo de etídio, sugerem que o efeito antitumoral destas substâncias ocorre via apoptose. Sondas radioativas de Leuc-B (131/125I- Leuc-B) foram sintetizadas com alta atividade específica e alta pureza radioquímica. Os estudos de biodistribuição, realizados por injeções via endovenosa caudal e intratumoral, em camundongos implantados com tumor de Ehrlich mostraram que a Leuc-B é captada significativamente pelo tumor, (p<0,05). Estes resultados mostram o potencial da Leuc-B como molde para o desenvolvimento de fármacos e radiofármacos para terapia e diagnóstico de tumores. / According to the report of the International Agency for Research on Cancer, the growth of this disease implies the death of 17 million people a year by 2030. Although the knowledge on development of cancer is growing considerably, just a few advances in the diagnosis and therapy has been achieved. Faced with this scenario, it is clear the need for new substances more specifics with low toxicity to the patient, which can be used for diagnosis and treatment of cancer. Membrane receptors overexpressed in tumor cells are promising target candidates for development of diagnostic and therapeutical tools. Integrins are a family of heterodimeric cell surface adhesion receptors able to recognize and bind to proteins in the extracellular matrix (ECM). This recognition is mainly through the RGD domains presents in both the cell surface as in the protein from the ECM. Various integrins have been identified as regulators of tumor progression. The RGD domain is also found in some snake venoms named disintegrins. Disintegrins inhibit cell-matrix and a cell-cell interactions mediated by integrins and it has been shown that these proteins are able to inhibit metastasis in processes dependent on integrin. The disintegrin-like (ECD), as well as RGD-disintegrin are also able to bind to cell surface integrins and inhibit their adhesion to the natural ligands. In this work it was purified from Bothrops leucurus venom (VBL), a metalloproteinase-class P-III with disintegrin-like domain (ECD), Leucurolisina B (Leuc-B). This metalloproteinase and the crude venom were used to evaluate their applicability in the differential detection of tumors. In vitro results demonstrated that both VBL and Leuc-B have potent antitumoral effect on several cancer cell lines: U87, T98, RT2 (glioblastoma), MCF7 (breast), Ehrlich and UACC (melanoma) with IC50 values of approximately 0.6 &#956;M. The morphological changes observed in these strains when treated with Leuc-B, and data from the DAPI staining solution and acridine/ethidium bromide indicate that the antitumoral effect of these substances occurs via apoptosis. Radioactive probes of Leuc-B (131/125I-Leuc-B) were synthesized with high specific activity and high radiochemical purity. Biodistribution studies, performed by intravenous injection and intratumoral flow in mice bearing Ehrlich tumor showed a significant tumor uptake of Leuc-B ( p <0.05). These results show the potential of Leuc-B as a template for the development of drugs and radiopharmaceuticals for diagnosis and therapy of tumors.

La radioterapia a dosis bajas (RT-DB) actúa sobre células que participan en la respuesta inflamatoria, produciendo un efecto antiinflamatorio, siendo efectiva para el tratamiento de diferentes enfermedades degenerativas óseas e inflamatorias. A pesar de su efectividad, existe poca información sobre la dosis óptima y el fraccionamiento de RT y también tenemos poca información acerca de los mecanismos radiobiológicos implicados en la acción terapéutica antiinflamatoria de la RT-DB.En el primer estudio de la tesis doctoral, mediante un modelo experimental de inflamación aguda y sistemática inducida por lipopolisacárido (LPS) en ratones, en los que se ha irradiado la región abdominal con dosis única de 0.1 Gy, 0.3 Gy, 0.6 Gy, y se han estudiado las interacciones leucocito-endotelio, se demuestra que las tres dosis utilizadas tienen un potente efecto antiinflamatorio en el intestino, siendo la dosis de 0.3 Gy la dosis eficaz más baja. En cuanto a los mecanismos implicados en la sobreexpresión del TGF-Beta1, muestra que es uno de los factores responsables del efecto antiinflamatorio de la RT-DB.En el segundo estudio se demuestra que este efecto antiinflamatorio se mantiene hasta 48 horas después de la irradiación, existiendo una correlación con los niveles de TGF-Beta1, las primeras 24 horas.

Orientador: Frab Norberto Boscolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-22T03:00:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_SolangeMariade_D.pdf: 5623908 bytes, checksum: b26c68566d3a5cc890cf18e225a7c0c1 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O presente trabalho teve como finalidade estudar o efeito de baixas doses de radiação de elétrons no processo de reparação tecidual em ratos. Para tanto, os animais sofreram um procedimento cirúrgico, onde foi produzida uma ferida retangular, medindo 2,3 cm por 1,4 cm, na sua região dorsal anterior. No momento da irradiação, as feridas produzidas foram protegidas, sendo irradiada somente uma região corresponde a 1,0 cm lateralmente à cada borda da ferida, com todo o restante do corpo do animal também protegido. A irradiação foi realizada para um grupo de animais, imediatamente após a abertura da ferida. O outro grupo sofreu a irradiação 3 dias após esse procedimento. O processo de reparação tecidual foi estudado aos 2, 4, 7, 11, 14, 17 e 21 dias após o procedimento cirúrgico para o primeiro grupo, enquanto para o segundo grupo de animais, a reparação tecidual foi avaliada 5, 7, 10, 14, 17, 20 e 24 dias também após a abertura da ferida. Cada grupo irradiado foi comparado com. grupos controles correspondentes, os quais não sofreram irradiação. O processo de reparação tecidual foi avaliado pelos seguintes métodos: coloração pela hematoxilina - eosina, que possibilitou avaliar a mortologia do tecido de granulação; reação histoquímica de metacromasia pelo azul de toluidina pH 4, podendo assim ser avaliada a síntese de glicosaminoglicanas e por fim, impregnação argêntica, onde foi observada a síntese de colágeno, através da microscopia de polarização (birrefringência). Os resultados obtidos mostraram que 1,0 Gy de radiação de elétrons com um feixe de 6 MéV, usou um retardo no processo de reparação tecidual, quando aplicado imediatamente e 3 dias após a abertura da ferida, sendo que quando comparados os dois grupos irradiados, para os dias 7, 14 e 17 , o efeito na reparação tecidual foi mais acentuado no grupo que sofreu irradiação 3 dias após a abertura da ferida / Abstract: The present search had the purpose to study the low dose electron irrradiation effect in the process of tissue repair in rats. In such a way, the animais were submitted to a surgical procedure, in which a rectangular wound was performed, measuring 2.3cm X 1.4cm on the fore dorsal area. At the moment of irradiation, the wounds were protected so that only an area near 1.0cm laterally to each b9rder of the wound was i rrad iated , being protected ali the rest ofthe animal body. The irradiation was performed in one group of animais immediately after the wounding procedure. The other group was irradiated three days after wounding. The process of tissue repair was studied at 2, 4, 7, 11, 14, 17 and 21 days after the surgical procedure on the first group, while for the other group of animais, tissue repair was evaluated at 5, 7, 10, 14, 17, 20 and 24 days, also after wounding. Each irradiated group was compared to corresponding control groups, which did not were submited irradiation. The tissue repair process was evaluated by the following methods: staining by haematoxylin-eosin in order to evaluating granulation tissue morphology; histochemical reaction of metachromasia by toluidin pH 4.0, so that it was possible to evaluate the synthesis of glucosaminglucans and at last, the silver impregnation, in which it was studied the collagen synthesis bymeans of polarizing microscopy. The results obtained showed that 1.0 Gy of electron irradiation with a 6 MeV beam caused a delay in the process of tissue repair, when applied immediately after and at three days after wounding. The comparison of both irradiated groups at days 7, 14 and 17, have showed that the effect on tissue repair was stronger on the group that received irradiation 3 days after wounding / Doutorado / Radiologia / Doutor em Odontologia

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8638_1.pdf: 1080694 bytes, checksum: 8a1a58990100081f07c1f696123045ef (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As radiações ionizantes são conhecidas como agentes mutagênicos e causadores de infertilidade, devido às alterações genéticas que ocasionam. Esta característica tem motivado o emprego dessas radiações no controle biológico de animais, particularmente em situações envolvendo saúde pública. Neste contexto, o molusco Biomphalaria glabrata pode ser considerado um excelente modelo experimental. Este trabalho buscou avaliar os efeitos biológicos da radiação de uma fonte de 60Co com alta taxa de dose sobre a sobrevivência e reprodução do Biomphalaria glabrata. Para tanto, foram selecionados grupos de caramujos adultos, expostos e não expostos a doses entre 20 e 60 Gy, com intervalos de 10 Gy. Para todos os níveis de dose estudados, verificou-se que a radiação estimulou a produção de embriões, apesar dos índices de viabilidade terem sido inferiores a 6%. Por outro lado, os grupos irradiados com doses de 50 e 60 Gy tiveram percentuais de animais mortos da ordem de 30 e 35%, respectivamente. Os resultados obtidos são sugestivos de que doses de 20 e 30 Gy são ideais para o controle populacional desta espécie de animais, visto que ocasionaram a diminuição na fertilidade dos mesmos, sem levá-los à morte. Embora estudos mais aprofundados sejam necessários, ficou evidente o grande potencial da aplicação da radiação gama de alta taxa de dose no controle reprodutivo do Biomphalaria glabrata

Orientador: Mario Antonio Bernal Rodriguez / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-30T22:42:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TelloCajiao_JohnJames_M.pdf: 2614936 bytes, checksum: e5bdfc91b42434b003cad0b5fa850afb (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar a influência da conformação do DNA na probabilidade de dano direto produzido por partículas ionizantes. Além disso, os fundamentos mecanicísticos do modelo Linear-Quadrático são investigadas através de um modelo biofísico desenvolvido neste trabalho, baseado na TADR (Teoria da Ação Dual da Radiação). Para este fim, três modelos geométricos do material genético foram construídos. Os modelos têm resolução atomística e levam em conta ? 10^9 pares de base (bps) nas configurações A,B e Z do DNA. A partir de um único bp, os diferentes níveis organizacionais no interior do núcleo da célula foram criados por meio de transformações lineares. Em seguida, o código Monte Carlo (MC) GEANT4-DNA foi usado para simular o transporte de prótons de 0.5, 1, 5, 7 e 10 MeV assim como de partículas alfa de 2, 5, 7 e 10M eV . O número de partículas em cada caso é de tal modo que as doses absorvidas estão entre 0.5 ? 16Gy. Os três modelos foram consistentes com as dimensões das estruturas reais. Em particular, os modelos foram compatíveis com a exigência de que o diâmetro da cromatina seja de 30 nm, bem como com os volumes bp reportados em outros trabalhos. Os rendimentos tanto das quebras totais quanto das quebras duplas (TSBY e DSBY) foram obtidos para cada qualidade de radiação. Além disso, a probabilidade de impacto (SHP) definida como a razão entre o volume do DNA e o volume núcleo, foi calculada teoricamente e a partir das simulações. O modelo biofísico em conjunto com as simulações MC forneceu o número de lesões letais (N_LL) em função da dose, para prótons de 0,5 e 10 MeV, e para partículas alfa de 2 e 10 MeV . Os N_LL puderam ser divididos em aqueles criados por uma única trajetória e aqueles originados pela interacção de duas trajetórias. Concluiu-se que o TSBY é praticamente determinada pela SHP e depende fracamente da qualidade de radiação incidente. No entanto, o DSBY mostrou forte dependência tanto da conformação do DNA quanto da qualidade de radiação. Isto é devido à relação entre a capacidade de agrupamento das deposições de energia para uma radiação dada e o empacotamento do DNA. Por outro lado, a análise dos mecanismos de produção de dano, baseada na TADR e testada com o modelo biofísico desenvolvido, mostraram que os efeitos de uma única trajetória (de primeira ordem) dependem linearmente com a dose. Além disso, os efeitos inter-trajetórias seguem um comportamento quadrático com a dose, com um termo linear que influencia o mecanismo de primeira ordem. Isto significa que o comportamento linear-quadrático do N_LL com a dose, tem fundamentos mecanicistas, pelo menos, na primeira fase do dano / Abstract: The aim of this work is to study the influence of the DNA conformation on the probability of direct damage induction by ionizing particles. Also, the mechanistic grounds of the Linear-Quadratic radiobiological model are investigated through the eyes of a home-made biophysical model based on the DRAT (Dual Radiation Action Theory). To this end, three geometrical models of the genetic material were constructed. The models have atomistic resolution and account for ? 10^9 base pairs (bps) in the A-, B- and Z-DNA configurations. Starting from a single bp, the different organizational levels inside the cell nucleus were created by means of linear transformations. Next, the Monte Carlo (MC) code GEANT4-DNA was used to simulate the transport of protons of 0.5, 1, 5, 7 and 10 MeV , and alpha particles of 2, 5, 7 and 10 MeV. The number of particles in each case is such that the absorbed doses range between 0.5 Gy and 16 Gy. The three models proved to be consistent with the dimensions of the real structures. In particular, the models were compatible with the 30 nm chromatin fiber diameter requirement as well as with the bp volumes reported in other works. The Total and Double Strand Break Yields (TSBY and DSBY) were obtained for every radiation quality. Also, the Site-Hit Probability (SHP) defined as the total target to the nucleus volume ratio, was computed theoretically and from the simulations. The biophysical model in conjunction with the MC simulations furnished the number of lethal lesions (N_LL) as a function of dose, for protons of 0.5 and 10 MeV , and for alpha particles of 2 and 10 MeV . The N_LL could be split into those created by a single track and those originated by interaction of two tracks. It is concluded that the TSBY is practically determined by the SHP and depends weakly on the incident radiation quality. Nevertheless, the DSBY showed strong dependence on both the DNA conformation and the radiation quality. This is due to the interplay between the energy deposition clustering capacity of a given radiation and the DNA spatial packing. On the other hand, the analysis of the mechanisms of damage production based on the DRAT and tested with the biophysical model developed, showed that single-track (first order) effects depend linearly on the dose. Moreover, inter-track effects follows a quadratic behavior with the dose, having a linear term that influences the first order mechanism. This means that the Linear-Quadratic behavior of the N_LL with the dose, has mechanistic groundings at least at the first stage of the damage / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1370449/2014 / CAPES

O urânio (U) é um elemento tóxico radioativo encontrado na natureza, normalmente presente na água e nos alimentos e acumula-se preferencialmente em ossos. Nestes, a medula óssea constitui o alvo com o maior risco radiobiológico. Foram utilizados 60 ratos wistar recém desmamados, com vinte e dois dias de vida. Destes, trinta e cinco foram tratados com ração suplementada de 50ppm (parte por milhão) de Nitrato de Uranila e vinte e cinco foram mantidos como controle. Os animais tratados foram separados em seis grupos com cinco animais cada e os grupos controle com três animais. Foi feita a eutanásia dos 5 animais de cada grupo alimentado com urânio e 3 animais de cada grupo de controle com intervalo de tempo de 3 e 4 dias para avaliar alterações histopatológicas, hematológicas, na densidade mineral óssea e medir o teor de urânio acumulado em ossos, em função do tempo, utilizando a técnica de registro de traços de fissão SSNTD (Solid State Nuclear Track Detector). Nas avaliações histopatológicas foi observada congestão, fibrose e necrose hepática, degeneração vacuolar e desarranjo cordonal dos hepatócitos. Essas alterações iniciaram-se em animais alimentados durante três dias com ração contendo U e se intensificaram nos animais tratados durante onze dias, sugerindo que tenha ocorrido combinação de efeitos toxicológicos e radiobiológicos. Foi observada degeneração vacuolar, cilindros hialinos, fibrose e necrose nos rins dos animais alimentados com ração suplementada de U, a partir de quatorze dias de alimentação, decorrentes da nefrotoxicidade do Nitrato de Uranila. Foi observado que não ocorre alteração da densidade mineral óssea no curto prazo; porém, os animais tratados durante 21 e 28 dias, ou seja, expostos ao U por período mais longo, tiveram a densidade mineral óssea diminuída. Ocorreu substancial acúmulo de urânio nos ossos, onde foi observado 1,139 ± 0,057 ppm em ossos e 0,705 +- 0,092 ppm em dentes. Os animais dos grupos controle apresentaram teor de urânio praticamente constante no decorrer do estudo. Não foi observada alteração do teor de urânio em ração comercial. / Uranium (U) is a radioactive toxic element found in the environment, naturally present in water and food, with preference for accumulation in bone. In the latter, marrow is the target with the highest radiobiological risk. It was carried out a study with sixty Wistar rats, twenty two days old, starting at the post weaning period. From this total, thirty five animals fed with chow containing Uranyl Nitrate at a concentration of 50 ppm (parts per million) were selected as the treated group, while the remaining twenty five were the control group. Treated animals were divided into six groups with five animals each plus six control groups with three animals each. Five animals of the treated group and three of the control group were sacrificed at intervals of four days to observe histopathologic, hematologic, and bone mineral density (BMD) alterations, as well as to measure the uranium content in bone as function of time, using the Solid State Nuclear Track Detector technique. It was observed congestion, vacuolar degeneration, hepatocytes misalignment, fibrosis and necrosis in liver. These alterations were initiated in treated animals fed for three days with diets containing U and intensified in the animals treated for eleven days, suggesting the occurrence of an intertwining between radiobiological and toxicological effects. It was also observed vacuolar degeneration, hyaline cylinders, fibrosis and necrosis in the kidneys of the treated animals, all initiated after fourteen days of treatment, and these effects were attributed to the nephrotoxic character of the Uranyl Nitrate. It was found out that the BMD was not altered in the short range term of treatment, that is, treatments of twenty-one and twenty-eight days, but appreciably reduced in the long range term. There was substantial accumulation of uranium in bones and teeth, where it was measured concentrations of 1.139 ± 0.057 ppm and 0.705 ± 0.092 ppm, respectively. The uranium concentration in the bones of animals of the control group were low and approximately constant.

Paracoccidioides brasiliensis é o agente da paracoccidioidomicose (PCM), uma doença sistêmica crônica prevalente na América Latina. Até o momento, não existe uma vacina eficaz para esta enfermidade. O potencial da radiação gama para a atenuação de patógenos e desenvolvimento de uma vacina foi explorado neste trabalho. Em nosso laboratório desenvolvemos leveduras de P. brasiliensis atenuadas por irradiação gama. Estas perderam a capacidade de reprodução, mas mantiveram a sua morfologia, a síntese e secreção de proteínas, o metabolismo oxidativo e o seu perfil antigênico. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade protetora induzida pela imunização com as leveduras radioatenuadas em modelo animal. A atenuação da virulência das leveduras radioatenuadas foi avaliada em camundongos BALB/c e Nude-Nude. O efeito protetor foi avaliado em grupos de camundongos BALB/c submetidos a uma ou duas imunizações. Cada grupo foi dividido em três subgrupos, que foram desafiados 30, 45 e 60 dias após a imunização. Os camundongos foram sacrificados 30 e 90 dias após o desafio. Os órgãos removidos foram usados para recuperação de unidades formadoras de colônias (UFCs), análise histológica e determinação de citocinas. Os soros foram coletados semanalmente para avaliar os títulos de IgG e o padrão de IgG1 e IgG2a produzido no curso da infecção. Para avaliar o tipo de resposta imune desencadeada, as citocinas IFN-g, TNF-a, IL-10 e IL-5 foram determinadas por PCR em tempo real. As leveduras radioatenuadas perderam a sua virulência, pois não foram capazes de provocar infecção em camundongos BALB/c e Nu/Nu. Nenhuma UFC foi recuperada nem foram observadas alterações histopatológicas nos camundongos infectados com o fungo radioatenuado. Os camundongos infectados com P. brasiliensis não irradiado mostraram altos níveis de produção do anticorpo IgG, enquanto a infecção com as leveduras radioatenuadas não estimulou alterações significativas destes níveis. Os camundongos infectados com a levedura radioatenuada apresentaram um aumento na produção de IFN-g e TNF-a, indicando uma estimulação da imunidade celular. O ensaio de proteção realizado com camundongos imunizados uma vez mostrou uma redução significativa na recuperação das UFCs avaliadas 30 dias após o desafio. Entretanto, foi verificado um aumento na recuperação das UFCs dos tecidos 90 dias após o desafio. Apesar de um grau significativo de proteção ter sido alcançado, estes resultados mostram que somente uma imunização não foi suficiente para conferir uma proteção a longo prazo, uma vez que alguns focos do fungo não foram eliminados. Uma proteção eficiente foi desenvolvida no grupo dos camundongos imunizados duas vezes. A imunização foi capaz de reduzir a infecção inicial e desencadear uma proteção a longo prazo. Uma proteção de 99,5% foi obtida nos camundongos analisados 90 dias após desafio. Neste mesmo período os níveis de IFN-g e TNF-a aumentaram significativamente, enquanto os de IL-10 e IL-5 diminuíram. Quando analisados 30 dias após o desafio os camundongos não desenvolveram um padrão totalmente polarizado de resposta Th1/Th2, mas uma tendência para um padrão Th1 foi evidente após 90 dias. Os níveis de IgG aumentaram em ambos os grupos após o desafio. Concluímos que a imunização com as leveduras radioatenuadas foi capaz de desencadear uma resposta imune protetora a longo prazo. Estas células são uma ferramenta valiosa em estudos da imunidade protetora e na pesquisa de vacina para a PCM. / Paracoccidioides brasiliensis is fungus agent of paracoccidioidomycosis (PCM), a chronic systemic disease prevalent in Latin American. To date, there is no effective vaccine. The potential of gamma radiation for pathogens attenuation and vaccine development was explored in this work. In our laboratory were developed yeast cells of P. brasiliensis attenuated by gamma radiation, which lose the reproductive ability, while retaining the morphology, the synthesis and secretion of proteins, the oxidative metabolism and the expression of the antigens present in the native yeast. The aim of the present work was to evaluate the protection elicited by the immunization with this cells in animal model. The virulence attenuated was evaluated in BALB/c and Nude-Nude mice. The protector effect was evaluated in BALB/c mice groups immunized once or twice. Each group was divided in three sub groups that were challenge 30, 45 or 60 days after the immunization. The mice were sacrificed 30 and 90 days after challenge. The removed organs were used for colonyforming units (CFUs) recover, histopathological analysis and cytokine determination. The sera were collected weekly to evaluate the IgG antibody titers and the IgG1 and IgG2a pattern in the course of infection. To evaluate the type of elicited immune response the cytokines IFN-g, TNF-a, IL-10 and IL-5 were determined by real time PCR. The radioattenuated yeast loses its virulence since fails in producing infection in BALB/c and Nude-Nude mice. No CFUs were recovered neither histological changes observed in the mice infected with the radioattenuated cells. The mice infected with the not irradiated P. brasiliensis showed a high level of antibody production while the infection with the radioattenuated yeast did not significantly change the antibody level. The mice infected with the radioattenuated yeast presented an increase in the IFN-g and TNF-a production and an inhibition of the IL-10 synthesis, indicating a stimulation of the cellular response. The protection assay performed with mice immunized once showed a significant reduction in the CFUs recovery evaluated 30 days after the challenge. However, when examined 90 days after the challenge the CFUs recovered from organs increased. Even so a significant degree of protection has been reached these results point that only one immunization was not enough to confer a long lasting protection, since some focus of the fungi were not eliminated. An efficient protection against highly infective forms of P. brasiliensis was developed in the mice group immunized twice. The immunization was able to reduce the initial infection and elicited a long lasting protection. A 99,5 % protection was obtained in the mice analyzed 90 days post challenge. At the same time the levels of IFN-gDQG71). increased significantly while the IL-10 and IL-5 decreased. When analyzed after 30 days, the mice had not developed a totally polarized pattern of Th1/Th2 response but, a trend to a Th1 response was evident after 90 days. The level of IgG increased in both immunized groups after the challenge. We concluded that the immunization with the radioattenuated yeast cells was able to elicit a long lasting protective immune response and these cells are valuable tool for protective immunity studies and vaccine research for PCM.