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Previous issue date: 2016 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / Além de potencialmente letais, envenenamentos ofídicos frequentemente acarretam elevados índices de morbidade e são reconhecidos pela Organização Mundial da Saúde como uma condição negligenciada de saúde pública. Atualmente, um dos maiores problemas associados ao envenenamento por serpentes é a baixa eficácia dos soros antiofídicos em neutralizar os efeitos tóxicos locais (ex.: hemorragia e necrose). A seleção dos venenos que compõem o pool de imunização dos cavalos é uma etapa crucial na produção do soro antiofídico e um dos critérios utilizados é a classificação filogenética das serpentes. Neste contexto, com vistas à possível otimização do soro antiofídico produzido no Brasil, utilizamos a abordagem proteômica shotgun para caracterizar os venenos utilizados como antígenos na produção do soro antibotrópico produzido pelo Instituto Butantan. Outros dois venenos que não fazem parte do pool também foram analisados. Os resultados proteômicos deste trabalho indicaram que a classificação filogenética (baseada fundamentalmente em características morfológicas das serpentes e análises de DNA mitocondrial) não mostra boa correlação com a composição proteica dos venenos. Como os efeitos do envenenamento estão diretamente relacionados com os componentes proteicos, análises venômicas podem auxiliar na escolha do pool de imunização, aprimorando a eficácia do soro antiofídico. O emprego de inibidores toxinoespecíficos para administração local é uma possível alternativa na busca de terapias antiofídicas mais efetivas. Metalopeptidases (SVMP) são as principais responsáveis pela hemorragia local, sendo sintetizadas na forma de pró-enzimas. Acredita-se que o pró-domínio destas toxinas seja responsável pela modulação de sua atividade catalítica, através de um mecanismo conhecido por cysteine-switch
Utilizamos as abordagens de avaliação de formação de complexo em condições nativas e cross-linking aliado à espectrometria de massas de alta resolução, para mapearmos a região de interação entre o pró-dominio recombinante (PD-Jar) de jararagina (principal metalopeptidase do veneno de Bothrops jararaca) e diferentes metalopeptidases isoladas de venenos botrópicos. Os resultados mostraram que, em concentrações equimolares, PD-Jar foi capaz de interagir com as SVMP da classe PI (BaP1, atroxlisina-I e leucurolisina-a), porém, foi degradado por todas as SVMP estudadas. Desta forma, o uso de PD-Jar na terapia antiveneno pode não ser efetivo; entretanto, pode auxiliar na elucidação do mecanismo de ativação das SVMP. Por outro lado, ainda que os componentes dos venenos possam causar efeitos deletérios significativos, eles também podem apresentar valor terapêutico. Recentemente, observamos que o peptidoma do veneno de B. jararaca é significativamente mais complexo do que previamente descrito na literatura. Desta forma, utilizando genômica funcional aliada à abordagem connectivity map, triamos o peptidoma por possíveis novas atividades biológicas relevantes. Diversas atividades potenciais, tais como antimalárica, anti-inflamatória e imunossupressora foram detectadas e serão submetidas à etapa de validação complementar. Em resumo, o presente trabalho mostrou a necessidade de estudos venômicos apara aperfeiçoar a escolha do pool de imunização para a produção do soro antibotrópico, confirmou a interação entre PD-Jar e algumas SVMP-PI e foi mostrado, pela primeira vez, um peptidoma de serpentes significativamente diverso com potencial terapêutico. Esses resultados poderão contribuir para o aprimoramento da terapia antiofídica atual e para a prospecção por novos fármacos para o tratamento de diferentes patologias / Snakebite envenoming induces high levels of morbidity, besides its lethality potential and have been classified as a neglected health condition by the World Health Organization. Currently, the major issue associated to snakebite envenoming is the low efficacy of the antiophidic serum to neutralize the toxic local effects such as hemorrhage and necrosis. One of the most essential steps in antivenom production is the appropriate choice of venoms to compose the horses\2019 immunization pool, which takes into account the phylogenetic classification of snakes. Thus, aiming at improvements in the efficacy of antibothropic sera produced in Brazil, we used shotgun proteomics to characterize the venoms used as antigens for the antibothropic serum production by the Butantan Institute. We also analyzed two other venoms not used in the immunization pool. The proteomic results indicated that phylogenetic classification (based on morphological features and mitochondrial DNA analysis) does not display good correlation to snake venom composition. Considering that the envenoming effects are directly related to venom proteins, venomic analysis may contribute for a more rational design for immunization pool, improving the efficacy of the antiophidic serum. The local administration of toxin-specific inhibitors may represent a good alternative for development of more effective antiophidic therapies. Metallopeptidases (SVMPs), mainly responsible for the local hemorrhage, are synthesized as a pro-enzyme. It is believed that the prodomain of SVMPs is responsible for the modulation of their catalytic activity, through a mechanism known as cysteine-switch
Thus, we used complex formation assays in native conditions and with cross-linking allied to high resolution mass spectrometry, to map the interaction region between a recombinant prodomain (PD-Jar) from jararhagin (major class PIII SVMP from Bothrops jararaca venom), and different SVMPs isolated from bothropic venoms. The results indicated that PD-Jar is able to interact, in equimolar concentrations, with class P-I SVMPs (BaP1, atroxlysin-I and leucurolysin-a) but it was degraded by all SVMPs studied. Thus, PD-Jar may not be effective in antivenom therapy; however, it may contribute for the elucidation of the mechanism of activation of SVMPs. On the other hand, besides the dreadful effects of snake venom components, they display a therapeutic potential. Recently, we observed that the B. jararaca venom peptidome is far more complex than previously reported in the literature. Thus, using functional genomics associated to connectivity map approach, we screened for novel relevant activities in this peptidome. We identified different potential activities such as antimalarial, anti-inflammatory and immunosuppressive, which will be further validated through biological assays. In summary, in the present work we showed the importance to use venomic studies to improve the rational design for immunization pool for antibothropic serum production, we confirmed the interaction between PD-Jar and some SVMP-PI and we showed, for the first time, a significant diverse snake venom peptidome with therapeutic potential. Thus, these results may further contribute for improvements in the antiophidic therapy and for prospecting novel drugs to be applied to the treatment of different pathologies
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/14223 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Nicolau, Carolina Alves |
| Contributors | Lima, Leila de Mendonça, Serrano, Solange Maria de Toledo, Domont, Gilberto Barbosa, Barreto, Rubem Figueiredo Sadok Menna, Fuly, André Lopes, Valente, Richard Hemmi, Ferreira, Ana Gisele da Costa Neves |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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