Les venins sont des armes sophistiquées, utilisées par les organismes venimeux pour se défendre des prédateurs, ainsi que pour paralyser et tuer leurs proies. Mais dans la nature, le bien n’est jamais très loin du mal, les toxines venimeuses pouvant se révéler être des agents thérapeutiques efficaces. Les peptides de venins de fourmis ont donc été étudiés dans cette thèse afin de déterminer le potentiel de ces toxines pour la découverte de molécules thérapeutiques innovantes. A l’instar des autres venins d’insectes, les venins de fourmis restent peu étudiés, principalement en raison de la petite taille de ces insectes et des quantités limitées de venins disponibles. Cependant, les fourmis offrent l’avantage d’être des insectes sociaux très abondants dans tous les milieux terrestres. En collectant les venins de plusieurs individus, il est donc possible d’obtenir des quantités suffisantes de venin pour les analyses biochimiques et pharmacologiques.Afin d’assurer la reproductibilité des analyses, une identification taxonomique correcte est nécessaire. Dans cette optique, un outil de chimiotaxonomie a été développé durant cette thèse (permettant ainsi de regrouper les venins provenant de plusieurs colonies afin de compenser les faibles quantités de matériel biologique par individu ou par colonie).Ensuite, nous nous sommes intéressés aux facteurs écologiques impliqués dans la diversification des venins de fourmis. Pour cela, la toxicité et la composition des venins de fourmis ont été analysés en relation avec le polyéthisme, la spécialisation alimentaire et la spécialisation défensive.La diversité écologique des fourmis a amplement contribuée à la diversification des venins. En étudiant les venins de 82 espèces de fourmis, nous avons révélé la grande diversité structurale des toxines. Bien que la majorité des peptidomes sont composés par de petits peptides linéaires, des peptides structurés par des ponts disulfure ont été révélés dans de nombreux venins et constituent de nouvelles familles structurales de toxines.La purification de certains de ces peptides à ponts disulfure a permis leur caractérisation biochimique et l’évaluation de leur rôle biologique. Ainsi nous avons décrit un groupe de peptides neurotoxiques, baptisés les formicitoxines qui sont capables de bloquer les canaux calcium humains de type L. La commutatoxine est, quant à elle, un peptide avec un pont disulfure qui semble activer les récepteurs humains TRPV1 et TRPV3 et laisse supposer une implication dans l’induction de la douleur chez les mammifères.La grande diversité des peptides mise en évidence dans les venins, associée à la grande diversité écologique et taxonomique des fourmis, suggère que les venins de fourmis constituent un nouveau champ d’exploration prometteur pour la recherche de molécules thérapeutiques et insecticides. Les venins de fourmis s’ajoutent à la chimiothèque conséquente déjà représentée par les venins des autres animaux venimeux. / Venoms are sophisticated weapons employed by venomous organisms to ward off predators, as well as to subdue and kill prey. However, in nature, good is never far from bad and venom toxins may prove to be efficient therapeutic agents. Ant venom peptides were investigated in the course of this thesis to evaluate their potential in the discovery of novel drugs. Like other insect venoms, ant venoms remain understudied, mainly due to the small size of individual ants and, so, the limited a mount of venom available. The ecological diversity of ants has largely contributed to venom diversification. By studying the venom peptidomes from 82 ant species, we have revealed the great structural diversity of the toxins. Although the majority of the peptidomes are comprised of small and linear peptides, peptides structured by disulfide bonds were also brought to light in numerous venoms and constitute novel structural classes of toxins. The purification of some of these disulfided peptides permitted their biochemical characterization and the assessment oft heir biological functions. The enormous peptide diversity revealed among venoms combined with the great ecological and taxonomical diversity of ants suggests that ant venoms constitute a promising new source in the search for both novel drugs and insecticides. Ant venom augments the vast bioactive molecules library represented by venoms from other venomous animals.

Orientador: Maria Alice da Cruz-Höfling / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T16:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_EdileneSiqueira_M.pdf: 11448561 bytes, checksum: 00aace7be2d8fec579aea2fd4166f813 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho investigamos a permeabilização da barreira hematoencefálica (BHE) pela peçonha da aranha Phoneutria nigriventer (PNV) através da via transcelular no cerebelo de ratos. As cavéolas foram analisadas nas células endoteliais pela expressão de proteínas associadas à sua formação (caveolina-1, Cav-1 e dinamina-2, Din2) e internalização (caveolina-1 fosforilada, pCav-1 e quinase da família Src, SKF), e nos astrócitos com avaliação da caveolina-3 (Cav-3) e da conexina-43 (Cx43) (formadora de junções comunicantes). A ação do PNV sobre o endotélio também foi avaliada pela ativação (acoplamento) ou inativação (desacoplamento) da enzima eNOS, produtora de óxido nítrico (NO). As estruturas que compõe a BHE foram avaliadas através de microscopia eletrônica de transmissão. Inicialmente, o estudo de Cav-1 contemplou sua localização, expressão gênica e proteica após o envenenamento em diferentes idades, ratos neonatos eram mais suceptíveis ao envenenamento do que ratos adultos. Após PNV, a imunomarcação para Cav-1 foi mais evidente na camada granular e molecular e em neurônios de Purkinje. A expressão Cav-1 e Din2 (foramdoras das vesículas e seu gargalo, respectivamente) aumentou em períodos de envenenamento agudo (1 h), de recuperação (5 h) e na ausência de sinais clínicos (24 h); em contrapartida SKF e pCav-1 envolvidas na internalização caveolar foram superexpressas em períodos opostos (às 2 h e 72 h). O PNV induziu aumento da metaloproteinase-9 da matriz (MMP9), importante mediadora de quebra da BHE e aumentou a formação e o tráfego de vesículas no endótelio após envenenamento. A análise de eNOS revelou desacoplamento (aumento de monômeros) nos períodos de envenenamento agudo (1-2 h) com progressivo retorno e super-expressão de dímeros (re-acoplamento) às 72 h; essas alterações foram relacionadas à ação do PNV sobre os níveis intracelulares de cálcio investigado pelo aumento na expressão de calmodulina e confimado pela localização de calbindina-D28. Os dados revelam a interferência do PNV sobre a homeostase endotelial e função vascular ao afetar o sistema eNOS/NO, importante controlador do tônus vascular. Nos astrócitos, as cavéolas são formadas por Cav-3 e sua superexpressão é associada a doenças neurológicas. O PNV aumentou significativamente os níveis basais de Cav-3 em astrócitos GFAP positivos (astrogliose reativa) em períodos de aumento de Cx43 (às 1, 5 e 24 h), e na vigência de edema citotóxico nos pés astrocitários e alterações nos contatos sinápticos axo-dendríticos e axo-somáticos. Em conjunto os resultados revelam que: (a) a quebra da via transcelular da BHE pelo PNV tem aumento da endocitose via cavéolas; (b) componentes da unidade neurovascular, como endotélio, astrócitos e neurônios estão intimamente envolvidos; (c) no endotélio, os efeitos são mediados pelo sistema eNOS/NO; (d) a SKF ativa o sistema endocítico e de transporte vesicular; (e) nos astrócitos, a dinamica expressão de Cx43 e Cav-3 e o retorno aos níveis basais em paralelo com a ausência de sinais de intoxicação nos animais (72 h) dá evidências de que ambas as proteínas interagem na resposta astrocitária. Os dados permitem sugerir que a presença de peptídeos neurotóxicos no veneno de Phoneutria nigriventer estão no centro dos efeitos aqui relatados / Abstract: In this work, we investigated the blood-brain barrier (BBB) permeabilization induced by Phoneutria nigriventer venom (PNV) in the transcellular route of rats¿ cerebellum. Caveolae was analyzed in endothelial cells accessing the expression of proteins involved in caveolae formation (caveolin-1, Cav-1 and dynamin-2, Dyn2) and internalization (phosphorylated Caveolin-1, pCav-1 and Src kinase family, SKF), in astrocytes caveolae role were evaluated with caveolin-3 (Cav-3) and connexin-43 (Cx43) (gap-junction main protein). PNV action on the endothelium was also investigated through activation (coupling) or inactivation (uncoupling) of eNOS enzyme, responsible for nitric oxide (NO) production. BBB components were evaluated using transmission electron microcopy. Initially, Cav-1 study addressed its localization along with Cav-1 protein and gene expression after envenoming in different age animals, neonate rats were more susceptible to envenoming than adult rats. After PNV, Cav-1 labeling was intense in granular and molecular layers and in Purkinje neurons. Cav-1 and Dyn2 (responsible for caveolae vesicles formation and scission, respectively) expression increased in periods of acute envenomation (1 h), recovery (5 h) and in the absence of clinical signals (24 h); in opposition SKF and pCav-1 involved in caveolae internalization were overexpress in opposite periods (at 2 h and 72 h). PNV induced increases in matrix metaloproteinases-9 (MMP9) an important BBB breakdown mediator, and increases in vesicles formation and traffic in the endothelium after envenoming. The study of eNOS activity revealed uncoupling (increasing in eNOS monomers) in acute periods after envenomation (1 h and 2 h) and progressive return followed by overexpression of dimers (re-coupling) at 72 h; those alterations were related to PNV action on calcium intracellular levels confirmed by Calmodulin increased expression and confirmed using Calbindin-D28 localization. Data revealed PNV interference on endothelial homeostasis and vascular function once affects the eNOS/NO system, an important vascular tonus controller. In astrocytes, caveolae are formed by Cav-3 and its overexpression is related to neurological disorders. PNV increased the basal levels of Cav-3 in GFAP-positive astrocytes (reactive astrogliosis) in the same periods as increased Cx43 (at 1, 5 e 24 h), during cytotoxic edema in astrocytes end-feet and alterations in axo-dendrites and axo-somatic synaptic contacts. Together, the results revealed that: (a) the BBB breakdown in transcellular route by PNV involves upregulation of caveolae endocytosis (b) the neurovascular unit components such as the endothelium, astrocytes and neurons are intimal involved (c) in the endothelium the effects are mediated by the eNOS/NO system and (d) SKF activates endocytic system and vesicular transport; (e) in the astrocytes, Cx43 and Cav-3 dynamic expression and their return to basal level in parallel with the absence of toxic signals in the animals (72 h) provides evidence that both protein interacts in astrocytes response. The data allows us to suggest that the neurotoxic peptides presented in Phoneutria nigriventer venom are in the center of the effects reported here / Mestrado / Biologia Tecidual / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

O escorpião Tityus serrulatus é o responsável pelos acidentes mais graves no Brasil. Dentre os componentes já estudados de sua peçonha estão neurotoxinas capazes de interagir com canais iônicos, além de peptídeos biologicamente ativos também estarem presentes. Neste estudo foram isolados peptídeos da fração de baixa massa molecular da peçonha que interagiram com as oligopeptidases timet oligopeptidase (EP24.15) e neurolisina (EP24.16) através do emprego de substratos fluorescentes específicos como ferramentas. Usando espectrometria de massas, as sequências KEILG, FTR, YLPT e do análogo KELLG foram determinadas e posteriormente sintetizadas. In vitro, os peptídeos não foram substratos para enzimas já citadas, além de testes com a neprelisina e ECA. Em relação à inibição, os destaques ficam por conta de KELLG e KEILG, capazes de inibirem a EP 24.15 e de não inibirem a EP 24.16. Outro destaque foi o YLPT, apresentando um Ki de 0,94 mM perante a neprilisina. In vivo os peptídeos foram testados em relação à nocicepção, rolamento de leucócitos e reatividade vascular, onde se destacou o FTR, apresentando efeito antinociceptivo e o KEILG, capaz de aumentar o número de leucócitos, ressaltando a importância de pequenas moléculas na composição da peçonha. / The scorpion Tityus serrulatus is responsible for the most serious accidents in Brazil. Among the components already studied in its venom, neurotoxins are able to interact with ion channels, and peptides with biological activity are also present. In this study, peptides from low molecular weight fraction of the venom that interacted with the oligopeptidases thimet oligopeptidase (EP24.15) and neurolysin (EP24.16) were isolated using specific fluorescent substrates as a tool. Sequences from the peptides KEILG, FTR, YLPT and the analogue KELLG were determined by mass spectrometry and subsequently synthesized. In vitro, the peptides were not substrates for those enzymes, neither for neprilysin and ACE enzymes. Concerning inhibition, the highlights are the KELLG and KEILG, which were able to inhibit EP 24.15 but not EP 24.16. Another peptide thats worth to mention is YLPT, with a Ki of 0.94 mM for neprilysin. In vivo, the peptides were tested for nociception, rolling of leukocytes and vascular reactivity, being the FTR distinguished to be able to cause antinociceptive effect and KEILG to increase the number of leukocytes. These results emphasize the importance of small molecules in the scorpion venom constitution.

Em 1987 o Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde iniciou o uso do Veneno Botrópico de Referência Nacional (VBRN), que é a primeira extração das serpentes B. jararaca recém-chegadas da natureza. Em 10 anos notou-se uma queda de 67,65% na recepção de serpentes ao Instituto Butantan (IB), e na distribuição geográfica, resultando em uma maior heterogeneidade na composição do VBRN. Assim, comparamos os venenos das serpentes nascidas em cativeiro (VP) do Laboratório de Herpetologia do IB com o VBRN, para verificar a possibilidade de incorporar o VP na preparação dos lotes do VBRN. O VP mostrou-se estatisticamente semelhante ao VBRN nos testes de dosagem de proteínas, SDS-PAGE, 2DE, cromatografia, atividade fosfolipásica, ELISA, Western blotting, dose mínima coagulante (plasma) e hemorrágica, enquanto para as atividades de L-aminoácido oxidase, caseinolítica, zimografia e dose mínima coagulante (fibrinogênio) o VP mostrou-se diferente do VBRN. Para as doses letais e efetiva dos venenos o pool do VP com VBRN foi mais eficaz do que os VP e o VBRN sozinhos. / In 1987, The National Institute of Quality Control in Health in Brazil (INCQS) established the Brazilian Reference Bothrops Venoms (BRBV), which should be composed of the first extractions of newcomers wild snakes. In 10 years there has been a decrease of 67.65% in the reception snakes to Butantan Institute (IB), and geographic distribution, resulting in a higher heterogeneity in BRBV composition. So, we compared the venom samples of snakes born in captivity (SVP) of IB Herpetology Laboratory with BRBV to check the possibility of incorporating the SVP in the preparation of batches of BRBV. SVP was statistically similar to BRBV the proteins dosage, SDS-PAGE, 2DE, chromatography, phospholipase, ELISA, Western blotting, minimum coagulant dose (plasma) and hemorrhage dose, while for L-amino acid oxidase activity, caseinolytic, zymography and minimum coagulant dose (fibrinogen) SVP was shown to be different from BRBV. For effective and lethal doses of pool with SVP and BRBV it was more effective than SVP and BRBV alone.

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane de Pauli Pereira.pdf: 1503472 bytes, checksum: 59921819ab10ff8a49c25d968609430f (MD5) Previous issue date: 2012-03-20 / This study evaluated the effects of the venom from Crotalus durissus terrificus and snakebite serum on the clinical signs and liver function in 120 Wistar rats by performing physical examinations, laboratory and histopathology tests. The animals were divided into four experimental groups of thirty animals in each group. The control group (C) - received only solution of sodium chloride 0.9%; Group venom (V) - received 1mg/kg venom; Group snakebite serum (S) - received the indicated dose snakebite serum to neutralize the poison; Poison and serum group (VS) - received venom and the snakebite serum six hours later. The clinical evaluation and specimen obtained for laboratory and histological examinations were performed at time 2 hours, 8 hours and 24 hours in all groups. It was observed for the S Group elevation of serum enzyme alkaline phosphatase (FA), inflammatory reaction, changes in Kupffer cells, necrosis and hyaline degeneration; Group V heart rate decrease over time, increase in rectal temperature (TR), increased FA, increase of serum aspartate aminotransferase (AST), inflammatory infiltrate, changes in Kupffer cells, necrosis and hyaline degeneration; Group VS increased TR and also respiratory rate, elevated serum FA, AST and alanine aminotransferase (ALT), inflammatory reaction, changes in Kupffer cells, necrosis and hyaline degeneration. The results indicate that the venom and snakebite serum alter the clinical parameters and cause liver damage at the doses and times studied. However, further studies with the venom and antivenom to be able to understand the effect of time and changes in the percentage contribution of hepatotoxicity in serum isolated. In addition, to investigate the need for additional treatments to protect the liver. / Este estudo avaliou os efeitos hepatotóxicos do veneno de Crotalus durissus terrificus e soro antiofídico em 120 ratos Wistar, através da realização de exames físico, laboratorial e histopatológico. Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais, com trinta animais em cada grupo, sendo: grupo controle (C) - recebeu solução de cloreto de sódio 0,9%; grupo veneno (V) - recebeu veneno crotálico 1mg/Kg; grupo soro antiofídico (S) - recebeu soro antiofídico na dose indicada para neutralizar o veneno; grupo veneno e soro (VS) - recebeu veneno crotálico e após 6 horas o soro antiofídico. A avaliação clínica e a colheita de material para exames laboratorial e histopatológico do fígado foram realizadas nos momentos 2 horas (n=10), 8 horas (n=10) e 24 horas (n=10) para todos os grupos. Observou-se para o grupo S elevação sérica da enzima fosfatase alcalina (FA), infiltrado inflamatório, alterações nas células de Kupffer, necrose e degeneração de hialina; Grupo V diminuição da frequência cardíaca no decorrer do tempo, aumento na temperatura retal (TR), elevação da FA, elevação sérica da aspartato aminotransferase (AST), infiltrado inflamatório, alterações nas células de Kupffer, necrose e degeneração de hialina; Grupo VS aumento da TR e na frequência respiratória, elevação sérica da FA, elevação sérica da AST, elevação sérica da alanina aminotransferase (ALT), infiltrado inflamatório, alterações nas células de Kupffer, necrose e degeneração de hialina. Os resultados encontrados indicam que o veneno crotálico e o soro antiofídico, associados ou não, alteram os parâmetros clínicos e provocam danos hepáticos nas doses e momentos estudados. No entanto, são necessários novos estudos com o veneno crotálico e a soroterapia para que se possa entender o efeito do tempo nas alterações e a porcentagem de contribuição do soro isolado na hepatotoxicidade. Além disso, investigar a necessidade de tratamentos complementares para a proteção hepática.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:53:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane de Pauli Pereira.pdf: 1503472 bytes, checksum: 59921819ab10ff8a49c25d968609430f (MD5) Previous issue date: 2012-03-20 / This study evaluated the effects of the venom from Crotalus durissus terrificus and snakebite serum on the clinical signs and liver function in 120 Wistar rats by performing physical examinations, laboratory and histopathology tests. The animals were divided into four experimental groups of thirty animals in each group. The control group (C) - received only solution of sodium chloride 0.9%; Group venom (V) - received 1mg/kg venom; Group snakebite serum (S) - received the indicated dose snakebite serum to neutralize the poison; Poison and serum group (VS) - received venom and the snakebite serum six hours later. The clinical evaluation and specimen obtained for laboratory and histological examinations were performed at time 2 hours, 8 hours and 24 hours in all groups. It was observed for the S Group elevation of serum enzyme alkaline phosphatase (FA), inflammatory reaction, changes in Kupffer cells, necrosis and hyaline degeneration; Group V heart rate decrease over time, increase in rectal temperature (TR), increased FA, increase of serum aspartate aminotransferase (AST), inflammatory infiltrate, changes in Kupffer cells, necrosis and hyaline degeneration; Group VS increased TR and also respiratory rate, elevated serum FA, AST and alanine aminotransferase (ALT), inflammatory reaction, changes in Kupffer cells, necrosis and hyaline degeneration. The results indicate that the venom and snakebite serum alter the clinical parameters and cause liver damage at the doses and times studied. However, further studies with the venom and antivenom to be able to understand the effect of time and changes in the percentage contribution of hepatotoxicity in serum isolated. In addition, to investigate the need for additional treatments to protect the liver. / Este estudo avaliou os efeitos hepatotóxicos do veneno de Crotalus durissus terrificus e soro antiofídico em 120 ratos Wistar, através da realização de exames físico, laboratorial e histopatológico. Os animais foram divididos em quatro grupos experimentais, com trinta animais em cada grupo, sendo: grupo controle (C) - recebeu solução de cloreto de sódio 0,9%; grupo veneno (V) - recebeu veneno crotálico 1mg/Kg; grupo soro antiofídico (S) - recebeu soro antiofídico na dose indicada para neutralizar o veneno; grupo veneno e soro (VS) - recebeu veneno crotálico e após 6 horas o soro antiofídico. A avaliação clínica e a colheita de material para exames laboratorial e histopatológico do fígado foram realizadas nos momentos 2 horas (n=10), 8 horas (n=10) e 24 horas (n=10) para todos os grupos. Observou-se para o grupo S elevação sérica da enzima fosfatase alcalina (FA), infiltrado inflamatório, alterações nas células de Kupffer, necrose e degeneração de hialina; Grupo V diminuição da frequência cardíaca no decorrer do tempo, aumento na temperatura retal (TR), elevação da FA, elevação sérica da aspartato aminotransferase (AST), infiltrado inflamatório, alterações nas células de Kupffer, necrose e degeneração de hialina; Grupo VS aumento da TR e na frequência respiratória, elevação sérica da FA, elevação sérica da AST, elevação sérica da alanina aminotransferase (ALT), infiltrado inflamatório, alterações nas células de Kupffer, necrose e degeneração de hialina. Os resultados encontrados indicam que o veneno crotálico e o soro antiofídico, associados ou não, alteram os parâmetros clínicos e provocam danos hepáticos nas doses e momentos estudados. No entanto, são necessários novos estudos com o veneno crotálico e a soroterapia para que se possa entender o efeito do tempo nas alterações e a porcentagem de contribuição do soro isolado na hepatotoxicidade. Além disso, investigar a necessidade de tratamentos complementares para a proteção hepática.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2015-07-27T14:08:11Z No. of bitstreams: 1 Vera Lucia Silva Rigoni.pdf: 1348554 bytes, checksum: 28c01d5b4e69fddd38792d76d20fcf02 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-27T14:08:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vera Lucia Silva Rigoni.pdf: 1348554 bytes, checksum: 28c01d5b4e69fddd38792d76d20fcf02 (MD5) Previous issue date: 2013-12-13 / The scorpionism is considered a public health worldwide, with Tityus serrulatus the main cause of accidents in Brazil. Symptoms of envenomation by Tityus serrulatus ranging from local pain to severe systemic reactions such as cardiac dysfunction and pulmonary edema, which is the leading cause of death. The amount of venom injected the age, physical and genetic factors of the victims are related to the severity of the symptoms presented by patients. Endothelial cells under physiological conditions play a protective role in the cardiovascular system. In the case of dysfunction or injury of that tissue occurs repercussion in the vascular structure, surrounding tissue, and finally on the cardiovascular system. In bronchial epithelial cells after injury, occurs repair mechanism mediated by cytokines and growth factors also occur increase in cell proliferation and differentiation after epithelial damage. Thus, this study aims to evaluate the modulating effect of Tityus serrulatus scorpion venom on endothelial cells and bronchial epithelial cells analyzing the viability of these cells and the mechanism by which inflammation occurs. Therefore, the cells in this study are cultured and incubated in culture plates with Tityus serrulatus scorpion venom in different concentrations and periods of time. The inflammatory mechanism was assessed through the measurement of cytokines in the supernatant of these cells. The results showed that Tityus serrulatus venom changed the viability of monolayers of endothelial cells (tEnd), and bronchial epithelial cells (BEAS), and this effect was more marked in bronchial epithelial cells. The results also demonstrate that the venom induces the release of cytokines IL-1, IL-6 and IL-8. iii This study extend the knowledge of the actions of the venom of the scorpion Tityus serrulatus on bronchial epithelial and endothelial cells thus demonstrating changes in pulmonary physiology that may contribute to a better treatment strategy of scorpion envenomation. / O escorpionismo é considerado um problema mundial de saúde pública, sendo a espécie Tityus serrulatus a principal causadora de acidentes graves no Brasil. Os sintomas do envenenamento pelo escorpião Tityus serrulatus vão desde dor local até reações sistêmicas severas, como disfunção cardíaca e edema pulmonar agudo, sendo este a principal causa de morte. A quantidade de veneno inoculado, idade, condições físicas e fatores genéticos das vítimas relacionam-se com a gravidade dos sintomas apresentados pelos pacientes. As células endoteliais, em condições fisiológicas, desempenham papel protetor do sistema cardiovascular. Em caso de disfunção ou lesão desse tecido há repercussão sobre a estrutura vascular, tecido adjacente e, por fim sobre o sistema cardiovascular. Já, nas células epiteliais brônquicas após injúria, ocorre mecanismo de reparo mediado por citocinas e fatores de crescimento, ocorrendo também proliferação e diferenciação celular após o dano epitelial. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito modulador do veneno do escorpião Tityus serrulatus em células endoteliais e células epiteliais brônquicas, analisando a viabilidade destas células e o mecanismo de inflamação pela qual são acometidas. Para tanto, as células em estudo foram cultivadas e incubadas em placas de cultura com o veneno do escorpião Tityus serrulatus, em diferentes concentrações e em diferentes períodos de tempo. O mecanismo inflamatório foi avaliado através da dosagem de citocinas no sobrenadante destas células. Os resultados demonstraram que o veneno de Tityus serrulatus alterou a viabilidade de i monocamadas das células epiteliais brônquicas e células endoteliais, sendo que esse efeito foi mais evidente nas células epiteliais brônquicas. Ainda, os resultados demonstraram que o veneno induz a liberação das citocinas IL-1, IL-6 e IL-8. Estes estudos ampliam o conhecimento das ações do veneno do escorpião Tityus serrulatus nas células endoteliais (tEnd) e epiteliais brônquicas (BEAS), comprovando assim alterações na fisiologia pulmonar que poderão contribuir para uma melhor estratégia de tratamento do envenenamento escorpiônico.

Les canaux ioniques ASIC (Acid-Sensing Ion Channel), largement exprimés dans le système nerveux central et périphérique, sont activés par une acidification extracellulaire. Ils sont impliqués dans un nombre croissant de fonctions physiologiques ou pathologiques telles que la transmission synaptique, la plasticité synaptique, l'apprentissage, la mémoire, la peur, la dépression, l’épilepsie et la neuro-dégénérescence, ainsi que la nociception et la mécanosensibilité. Ils sont des cibles thérapeutiques d’intérêt dans le traitement de la douleur ou de troubles neurologiques. Les toxines peuvent modifier le fonctionnement des canaux ioniques et sont par conséquent utiles pour l’étude de leurs structures et de leurs fonctions biologiques. Des médicaments élaborés à partir de toxines issues de venins ont également permis le traitement de nombreuses pathologies. Mon travail de thèse comporte deux axes. D’une part, la mise en place de nouvelles stratégies de collectes de venins avec la mise au point d’un nouvel extracteur électronique. Et d’autre part, l’identification du site de liaison de la mambalgine sur les canaux ASIC1a, la description de son mécanisme d’action ainsi que la caractérisation des résidus clefs de cette toxine. En se basant sur une nouvelle approche pharmacologique tirant partie des mécanismes d’action des toxines et des petites molécules nous avons pu établir un modèle plus global du mécanisme de régulation des ASIC par les protons. Ce travail ouvre des perspectives pour le développement de formes optimisées de la mambalgine et apporte de nouvelles informations sur les mécanismes d’activation et d’inactivation des canaux ASIC / The Acid-Sensing Ion Channels (ASIC) are widely expressed in the central and peripheral nervous system and are activated by extracellular acidification. They are involved in increasing number of physiological or pathological functions such as synaptic transmission, synaptic plasticity, learning, memory, fear, depression, epilepsy and neurodegeneration, as well as nociception and mechanical sensitivity. They represent interesting therapeutic targets for the treatment of pain and neurological disorders. Several toxins are able to modify the gating of ion channels and are useful for studying their structures and biological functions. Moreover, drugs developed from toxins venoms have allowed the discovery of new treatments for many pathologies. My thesis work has two axes. First, the development of a new electronic extractor has allowed the implementation of new strategies to collect venoms. On the other hand, we were able to identify the binding site of the mambalgine toxin on ASIC1a, to describe its mechanism of action and to characterize the key residues of this toxin. Based on a new pharmacological approach using action mechanisms of toxins and small molecules, we were able to establish a global model of the pH-dependent gating of ASIC channels. This work opens some new perspectives for the development of optimized forms of mambalgine and provides new information on the gating of ASIC

Orientador: Marcos Roberto de Mattos Fontes / Resumo: A toxicidade do veneno das serpentes do gênero Bothrops é resultante da ação integrada de várias toxinas, entre elas as fosfolipases A2 (PLA2s). Entre o grupo das PLA2s, há as PLA2s ativas enzimaticamente e as PLA2s desprovidas de atividade enzimática, denominadas proteínas PLA2-like. Apesar de sua inatividade enzimática, as proteínas PLA2-like desses venenos possuem potente ação miotóxica local; efeito o qual o soro antiofídico não é capaz de neutralizar efetivamente. Tendo em vista as limitações da soroterapia, é necessário compreender como essas miotoxinas agem localmente. Uma abordagem eficaz é o estudo estrutural-funcional destas toxinas com potenciais inibidores ou ativadores. Portanto, o presente trabalho tem como objetivo estudar a relação estrutura-função da BnSP-7 e sua isoforma BnSP-6, duas miotoxinas PLA2-like do veneno de Bothrops pauloensis, através de sua interação com ácidos graxos. Deste modo, essas proteínas foram obtidas a partir do veneno bruto de B. pauloensis por cromatografia líquida de troca iônica seguida por cromatografia em fase reversa. As frações obtidas foram analisadas por espectrometria de massa para a confirmação de ambas as identidades, no entando não foi possível identifica-las. Foi observado por técnica de espectroscopia de dicroísmo circular a preservação das estruturas secundárias dessas toxinas (enovelamento referente à PLA2). Foram obtidos cristais da amostra purificada após 21 dias de incubação a 283 K e por esses dados cristalográfico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The toxicity of Bothrops venom is the result of the integrated action of several toxins, including phospholipases A2 (PLA2s). Among the group of PLA2s, there are the enzymatically active PLA2s and the PLA2s devoid of enzymatic activity, called PLA2-like proteins. Despite their enzymatic inactivity, the PLA2-like proteins of these poisons have a potent local myotoxic action; an effect that the anti-oxyde serum is not able to neutralize effectively. Given the limitations of serotherapy, it is necessary to understand how these myotoxins act locally. An effective approach is the structural-functional study of these toxins with potential inhibitors or activators. Therefore, the present study aims to study the structure-function relationship of BnSP-7 and its BnSP-6 isoform, two PLA2-like myotoxins from Bothrops pauloensis venom, through their interaction with fatty acids. Thus, these proteins were obtained from the raw venom of B. pauloensis by ion exchange liquid chromatography followed by reverse phase chromatography. The fractions obtained were analyzed by mass spectrometry to confirm both identities, but it was not possible to identify them. The preservation of secondary structures of these toxins (entanglement related to PLA2) was observed by circular dichroism spectroscopy technique. Crystals were obtained from the purified sample after 21 days of incubation at 283 K and by these crystallographic data it was found that the sample had the BnSP-7 protein sequence. In addition,... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Venom peptides are known to have strong antimicrobial activity and anticancer properties. King cobra cathelicidin or OH-CATH (KF-34), banded krait cathelicidin (BF-30), wolf spider lycotoxin I (IL-25), and wolf spider lycotoxin II (KE-27) venom peptides were found to strongly inhibit Escherichia coli membrane bound F1Fo ATP synthase. The potent inhibition of wild-type E. coli in comparison to the partial inhibition of null E. coli by KF-34, BF-30, Il-25, or KE-27 clearly links the bactericidal properties of these venom peptides to the binding and inhibition of ATP synthase along with the possibility of other inhibitory targets. The four venom peptides KF-34, BF-30, IL-25, and KE-27, caused ≥85% inhibition of wild-type membrane bound E.coli ATP synthase. Venom peptide induced inhibition of ATP synthase and the strong abrogation of wild-type E. coli cell growth in the presence of venom peptides demonstrates that ATP synthase is a potent membrane bound molecular target for venom peptides. Furthermore, the process of inhibition was found to be fully reversible.