A dificuldade na detecção precoce de focos infecciosos específicos causados por bactérias tem aumentado a necessidade de pesquisar novas técnicas para este fim, uma vez que estes focos necessitam de tratamento prolongado com antibióticos e, em alguns casos, até mesmo drenagem ou, se for o caso, a remoção de próteses ou enxertos. A detecção de infecções bacterianas por cintilografia teria a vantagem de uma imagem de corpo inteiro, desde que traçadores específicos estejam disponíveis. Esse estudo visa a obtenção de aptâmeros específicos para identificação de bactérias para uso futuro como radiofármaco. A metodologia SELEX (do inglês Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) pode gerar oligonucleotídeos (aptâmeros) que são capazes de se ligar com alta afinidade e especificidade a alvos específicos, desde pequenas moléculas até proteínas complexas, usando ciclos de enriquecimento e amplificação. Aptâmeros podem ser marcados com diferentes radionuclídeos tais como 99mTc, 18F e 32P. Aptâmeros anti-peptideoglicano, o principal componente da parede celular externa bacteriana, foram obtidos através da SELEX. Células inteiras de Staphylococcus aureus também foram utilizadas para a realização da SELEX para células (cell-SELEX). A seleção dos aptâmeros foi realizada por meio de dois procedimentos distintos. Esses foram o processo A em que foram realizados 15 ciclos da SELEX nos quais a separação dos oligonucleotídeos ligados ao peptideoglicano dos não ligados foi efetuada por filtração e o processo B em que foram realizados 15 ciclos com a separação realizada por centrifugação, seguidos de 5 ciclos de cell-SELEX. A SELEX teve início com um pool de ssDNA (DNA de fita simples). Para o processo A, inicialmente a biblioteca de ssDNA foi incubada com o peptideoglicano e a amplificação dos oligonucleotídeos que foram capazes de se ligar ao peptideoglicano foi realizada por PCR (Polymerase Chain Reaction). Os oligonucleotídeos amplificados foram novamente incubados com o peptideoglicano, amplificados e purificados. Ao fim de 15 ciclos de seleção, os oligonucleotídeos selecionados foram clonados. O produto de recombinação foi utilizado para transformar a bactéria Escherichia coli Top10F. O DNA plasmidial de 40 colônias selecionadas foram extraídos e quantificados. Os plasmídeos foram sequenciados, duas sequências diferentes (Antibac1 e Antibac2) foram obtidas e as estruturas secundárias determinadas. Os aptâmeros obtidos foram sintetizados e marcados com 32P. Os aptâmeros marcados foram incubados com células de S. aureus e a quantidade de ssDNA ligado às bactérias foi determinado por espectrometria de cintilação líquida. A biblioteca de oligonucleotídeos marcada com 32P foi usada como controle. Para o aptâmero Antibac1 a radiação foi 28 vezes maior do que a obtida com o controle e para o aptâmero Antibac2 22 vezes. Um ensaio de especificidade foi conduzido com os aptâmeros marcados utilizando-se células de S. aureus, E.coli, Candida albicans e fibroblastos humanos. Para os dois aptâmeros (Antibac1 e Antibac2) a ligação às células bacterianas foi significativamente superior à verificada para C. albicans e fibroblastos, demonstrando a especificidade dos mesmos para identificação de bactérias. Para o processo B após os 15 ciclos da SELEX foi realizada a cell-SELEX que começou com o produto do 15o ciclo sendo incubado com células de S.aureus. Ao fim de 5 ciclos de seleção, os oligonucleotídeos selecionados foram clonados e sequenciados como no processo A. Onze diferentes sequências foram obtidas de 21 clones e as estruturas secundárias foram determinadas. Os aptâmeros obtidos pelo processo A apresentaram alta afinidade e especificidade para bactérias. Os aptâmeros obtidos pelo processo B serão avaliados quanto a estes parâmetros em trabalhos futuros. / The difficulty in early detection of specific foci caused by bacteria in the bacterial infection has raised the need to search for new techniques for this purpose, since these foci require prolonged treatment with antibiotics and in some cases even drainage or, if applicable, removal of prostheses or grafts. Detection of bacterial infections by scintigraphy had the advantage that a whole body image could be obtained, since specific tracers were available. This study aims to obtain aptamers specific for bacteria identification for future use as radiopharmaceutical. The SELEX (Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment) methodology can generate oligonucleotides (aptamers) that are able to bind with high affinity and specificity to a specific target, from small molecules to complex proteins, by using rounds of enrichment and amplification. Aptamers can be labeled with different radionucleotides such as 99mTc, 18F and 32P. In this study, aptamers anti-peptidoglycan, the main component of the bacterial outer cell wall, were obtained through SELEX. Whole cells of Staphylococcus aureus were also used to perform the SELEX to cells (cell-SELEX). The selection of aptamers was performed by two different procedures (A and B). The A process has been accomplished by 15 SELEX rounds in which the separation of the oligonucleotides bound to the peptidoglycan of unbound ones was performed by filtration. In the B process 15 SELEX rounds were performed using the centrifugation for this separation, followed by 5 rounds cell-SELEX. The SELEX started with a pool of ssDNA (single stranded DNA). For A process, initially a library of ssDNA was incubated with peptidoglycan and the amplification of oligonucelotides that were able to bind to peptidoglycan was performed by PCR (Polymerase Chain Reation). The amplified oligonucleotides were again incubated with peptidoglycan, amplified and purified. At the end of 15 selection rounds the selected oligonucleotides were cloned. The product of recombination was used to transform Escherichia coli Top10F. The plasmid DNA from 40 selected colonies were extracted and quantified. The plasmids were sequenced, two different sequences (Antibac1 and Antibac2) were obtained and their secondary structures determined. The aptamers obtained were synthesized and labeled with 32P. The labeled aptamers were incubated with S. aureus cells and the amount of radiolabeled ssDNA was determined by liquid scintillation spectrometry.
Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:bdtd.cdtn.br:157 |
Date | 26 February 2013 |
Creators | Iêda Mendes Ferreira |
Contributors | Antero Silva Ribeiro de Andrade, Cristiane Rodrigues Corrêa, Maria José Neves, Dawidson Assis Gomes |
Publisher | CNEN - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, CTRA - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia das Radiações, Minerais e Materiais, CDTN, BR |
Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
Language | Portuguese |
Detected Language | Portuguese |
Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
Format | application/pdf |
Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do CDTN, instname:Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, instacron:CDTN |
Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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