Dissertações/Teses

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2024
Dissertações
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  • MONIQUE ALVARES DA SILVA
  •  

    DIAGNÓSTICO GENÉTICO E CARACTERIZAÇÃO GENÓTIPO/FENÓTIPO DE VARIANTES DO GENE PPARG, PRECURSOR DA LIPODISTROFIA FAMILIAR PARCIAL DO TIPO 3 EM PACIENTES DO NORDESTE BRASILEIRO


  • Orientador : JULLIANE TAMARA ARAUJO DE MELO CAMPOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VIRGINIA OLIVEIRA FERNANDES CORTEZ
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • JULLIANE TAMARA ARAUJO DE MELO CAMPOS
  • NAISANDRA BEZERRA DA SILVA FARIAS
  • Data: 08/02/2024

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    A lipodistrofia tipo 3 (LPF3) tem sido descrita como molecularmente associada ao gene PPARG, com variantes predominantemente do tipo sentido trocado no cromossomo 3. A síndrome causa perda de tecido adiposo nos membros superiores e inferiores, quadris e face. Geralmente está associada a distúrbios metabólicos, como diabetes tipo 2, resistência à insulina, hipertrigliceridemia e disfunção hepática. Por conseguinte, o objetivo desse trabalho foi diagnosticar molecularmente e caracterizar genótipo/fenótipo de pacientes com diagnóstico clínico de LPF3 recrutados pela clínica de endocrinologia do Hospital Universitário Onofre Lopes. Para tal, foi realizada avaliação clínica, coletados swabs orais e amostras de sangue. Foram realizadas análises bioquímicas e dosagem dos hormônios adiponectina e leptina através da técnica de ELISA para avaliação dos distúrbios metabólicos inerentes à LPF3. A técnica de sequenciamento de nova geração (NGS) foi escolhida para o diagnóstico das variantes através de um painel de genes relacionados com lipodistrofias incluindo LMNA E PPARG. Para confirmação dos dados NGS foi realizada a amplificação de material genético por PCR convencional e sequenciamento Sanger utilizando primers desenhados especificamente para esse trabalho. As ferramentas utilizadas para análise bioinformática das variantes foram o Poly-Phen2, TCoffee e Mutation Taster. Foi observado que os pacientes apresentavam as características clínicas compatíveis à presença de lipodistrofia como: perda de tecido adiposo em extremidades, hipertrigliceridemia, esteatose, além de uma dosagem de adiponectina reduzida e de leptina dentro da normalidade em relação ao valor de referência para o índice de massa corpórea correspondente. Molecularmente foram identificadas e confirmadas em três pacientes novas variantes heterozigóticas localizadas nas posições c.533T>C promovendo a substituição do aminoácido leucina por prolina em 178 (p.Leu178Pro) e c.641C>T promovendo a substituição do aminoácido prolina por leucina em 214 (p.Pro214Leu). As variantes afetam respectivamente o domínio DBD da proteína, responsável pela ligação do PPAR à região promotora dos genes alvo e a região Hinge, envolvida na interação com coativadores e corepressores Através da análise bioinformática de cada variante identificada e seu alinhamento comparativo com o tipo selvagem foi observado que os scores corroboravam com o observado clinicamente, classificando as variantes como deletérias para sua função. Esse foi o primeiro estudo a caracterizar molecularmente pacientes com lipodistrofia parcial familiar tipo 3 no Brasil e o primeiro a relatar as variantes c.533T>C e c.641C>T na literatura mundial.



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    Lipodystrophy type 3 (FPLD3) has been described as molecularly associated with the PPARG gene, with predominantly missense variants on chromosome 3. The syndrome causes loss of adipose tissue in the upper and lower limbs, hips, and face. It is generally associated with metabolic disorders such as type 2 diabetes, insulin resistance, hypertriglyceridemia, and liver dysfunction. Therefore, the objective of this work was to molecularly diagnose and characterize the genotype/phenotype of patients with a clinical diagnosis of LPF3 recruited by the endocrinology clinic of the Hospital Universitário Onofre Lopes.To this end, a clinical evaluation was carried out, oral swabs and blood samples were collected. Biochemical analyses and dosages of the hormones adiponectin and leptin were performed using the ELISA technique to evaluate the metabolic disorders inherent to FPLD3. The next-generation sequencing (NGS) technique was chosen to diagnose the variants through a panel of genes related to lipodystrophies including LMNA and PPARG. To confirm the NGS data, amplification of genetic material was carried out by conventional PCR and Sanger sequencing using primers specifically designed for this work. The tools used for bioinformatic analysis of the variants were Poly-Phen2, TCoffee, and Mutation Taster. It was observed that the patients presented clinical characteristics compatible with the presence of lipodystrophy, such as loss of adipose tissue in the extremities, hypertriglyceridemia, and steatosis, in addition to a reduced adiponectin and leptin dosage within normal limits concerning the reference value for the index of corresponding body mass. Molecularly, new heterozygous variants located at positions c.533T>C promoting the replacement of the amino acid leucine by proline at 178 (p.Leu178Pro) and c.641C>T promoting the replacement of the amino acid proline by leucine at 214 were identified and confirmed in three patients. (p.Pro214Leu). The variants respectively affect the DBD domain of the protein, responsible for binding PPAR to the promoter region of target genes, and the Hinge region, involved in the interaction with coactivators and corepressors. Through bioinformatic analysis of each identified variant and its comparative alignment with the wild type, it was observed that the scores corroborated what was observed clinically, classifying the variants as harmful to their function. This was the first study to molecularly characterize patients with familial partial lipodystrophy type 3 in Brazil and the first to report the c.533T>C and c.641C>T variants in the global literature.


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  • MARIA EDUARDA CARDOSO DE MELO
  • Análise de variantes patogênicas em AGPAT2 e avaliação bioquímico-molecular de indivíduos com lipodistrofia generalizada congênita dos tipos 1 e 2

     

  • Orientador : JULLIANE TAMARA ARAUJO DE MELO CAMPOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JULLIANE TAMARA ARAUJO DE MELO CAMPOS
  • LEONARDO CAPISTRANO FERREIRA
  • VIRGINIA OLIVEIRA FERNANDES CORTEZ
  • Data: 28/03/2024

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  • A Lipodistrofia Generalizada Congênita (LGC) é uma doença rara que causa a perda de tecido adiposo (TA) por todo o corpo desde o nascimento. Os pacientes com LGC apresentam baixos níveis de leptina e adiponectina (APN), importantes adipocinas produzidas pelo TA. Existem quatro tipos de LGC, sendo os tipos 1 e 2 os responsáveis por mais de 80% dos casos descritos na literatura e com pacientes já relatados no nordeste do Brasil. A etiologia molecular para LGC 1 e LGC 2 é a presença de variantes patogênicas (VPs) no gene AGPAT2 e BSCL2, respectivamente. Esse estudo realizou a análise molecular das principais VPs descritas para AGPAT2 (c.366-588del, c.589-2A>G, c.646A>T, c.570C>A, c.369-372delGCTC, c.202C>T, c.514G>A, c.144C>A) e uma análise dos efeitos em seus domínios transmembranares e funcionais. A relação genótipo vs fenótipo dos primeiros pacientes descritos na literatura para as VPs em questão demonstra a relação entre as alterações moleculares e a clínica sintomatológica de modo que os pacientes com VPs que afetam mais significativamente as proteínas demonstram uma maior taxa de sintomas clínicos. Além disso, realizamos o diagnóstico molecular de duas irmãs com VPs em heterozigose composta para c.299G>A e c.493-1G>C e uma nova paciente descrita para a variante c.366-588del. A partir da técnica de sequenciamento de nova geração (NGS), foi analisado um painel de genes associados a doenças relacionadas ao tecido adiposo nos pacientes com LGC que demonstrou a presença de diferentes VPs para o gene BSCL2. O estudo comparativo entre as dosagens de leptina e APN entre os grupos LGC 1 e LGC 2 demonstrou que os pacientes LGC tipo 2 apresentaram menores taxas de leptina enquanto não foram observadas diferenças entre as dosagens de APN entre esses dois grupos. A nível de expressão de enzimas envolvidas no reparo a danos oxidados no DNA (APE-1, OGG1 e PPARG), não foram observadas diferenças significativas entre os grupos LGC 1 e LGC 2, embora os dois tipos possuam níveis de expressão desses genes maiores quando comparados ao observado em indivíduos controle. Isso sugere que a diferente etiologia molecular dos dois tipos de LGC não é, por si só, um parâmetro significativo para alterar a homeostase redox entre esses dois grupos. Estudos adicionais são necessários para entender melhor a relação entre a LGC e o estresse oxidativo, o reparo de DNA e a resposta celular.


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    Congenital Generalized Lipodystrophy (CGL) is a rare disease that causes the loss of adipose tissue (AT) throughout the body from birth. Patients with CGL have low levels of leptin and adiponectin (APN), important adipokines produced by AT. There are four types of CGL, with types 1 and 2 being responsible for more than 80% of the cases described in the literature and with patients already reported in northeastern Brazil. The molecular etiology for LGC 1 and LGC 2 is the presence of pathogenic variants (PVs) in the AGPAT2 and BSCL2 genes, respectively. This study carried out the molecular analysis of the main VPs described for AGPAT2 (c.366-588del, c.589-2A>G, c.646A>T, c.570C>A, c.369-372delGCTC, c.202C>T, c.514G>A, c.144C>A) and an analysis of the effects on their transmembrane and functional domains. The genotype vs phenotype relationship of the first patients described in the literature for the PVs in question demonstrates the relationship between molecular alterations and clinical symptoms, so that patients with PVs that more significantly affect the proteins show a higher rate of clinical symptoms. In addition, we performed the molecular diagnosis of two sisters with VPs in compound heterozygosity for c.299G>A and c.493-1G>C and a new patient described for the c.366-588del variant. Using next-generation sequencing (NGS), a panel of genes associated with adipose tissue-related diseases was analyzed in LGC patients, which showed the presence of different VPs for the BSCL2 gene. The comparative study of leptin and APN dosages between the LGC 1 and LGC 2 groups showed that LGC type 2 patients had lower leptin levels, while no differences were observed between APN dosages in these two groups. At the level of expression of enzymes involved in repairing oxidized DNA damage (APE-1, OGG1 and PPARG), no significant differences were observed between the LGC 1 and LGC 2 groups, although both types had higher levels of expression of these genes when compared to that observed in control individuals. This suggests that the different molecular etiology of the two types of LGC is not a significant parameter for altering redox homeostasis between these two groups. Further studies are needed to better understand the relationship between LGC and oxidative stress, DNA repair and cellular response.


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  • GEORGGIA FATIMA SILVA NALIATO
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    Tenebrio Molitor como modelo experimental para comparação de perfis de virulência e resposta imune a fungos patogênicos do gênero Sporothrix


  • Orientador : RAQUEL CORDEIRO THEODORO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • RAFAEL WESLEY BASTOS
  • RAQUEL CORDEIRO THEODORO
  • ÉVERTON KORT KAMP FERNANDES
  • Data: 05/04/2024

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    As doenças causadas por fungos patogênicos possuem um impacto substancial tanto em pacientes imunocomprometidos como imunocompetentes, devido a longos tratamentos que, em alguns casos exigem internação. Neste sentido o diagnóstico espécie e/ou genótipo específico pode melhorar o prognóstico da doença, uma vez que possibilita um tratamento mais assertivo a depender do agente etiológico. Ainda assim, estudos comparativos sobre as relações de parasitismo envolvendo espécies fúngicas próximas, muitas vezes crípticas, de um mesmo gênero, ainda são poucos. A categorização da virulência espécie-específica reflete diretamente no direcionamento terapêutico e prognóstico adotado na clínica podendo assim otimizar a resolução do caso. Diante disso, o modelo padrão ouro de infecção para o aferimento da virulência desses patógenos é o modelo murino, entretanto, atualmente, devido a maior preocupação com questões bioéticas e financeiras, animais invertebrados vêm sendo propostos como alternativas atrativas de modelo de infecção, uma vez que apresentam imunidade inata evolutivamente muito próxima ao mamífero, facilidades infra estruturais e robusta reprodutibilidade de dados. Neste trabalho a virulência de diferentes espécies de importância médica, dos clados clinico e ambiental, do gênero de fungos dimórficos Sporothrix, bem como aspectos da resposta imune inata, foram aferidos no modelo invertebrado Tenebrio molitor, tanto na fase micelial como leveduriforme do fungo. Dessa forma, foi possível comparar perfis de virulência e a relação parasita-hospedeiro entre isolados de espécies do gênero. Observamos diferenças significativas entre as fases micelial e leveduriforme das espécies patogênicas de ambos os clados de Sporothrix. As espécies S. chilensis e S. pallida (clado ambiental) se mostraram mais virulentas na morfologia micelial, enquanto as espécies S. schenckii e S. brasiliensis (clado clínico) se mostraram mais virulentas na morfologia de levedura. Foi quantificada a expressão de peptídeos antimicrobianos (AMP’s) do modelo invertebrado, que mostraram diferença significativa de expressão dos grupos infectados com S. pallida e S. schenckii, evidenciando que há alteração no padrão da resposta imune inata em relação a espécie de Sporothrix que é inoculada no modelo.



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    Diseases caused by pathogenic fungi have a substantial impact on both immunocompromised and immunocompetent patients, requiring lengthy treatments that, in some cases, demand hospitalization. In this regard, species and/or genotype-specific diagnosis can enhance disease prognosis, enabling a more targeted treatment depending on the etiological agent. Nevertheless, comparative studies on parasitism relationships involving closely related fungal species, often cryptic within the same genus, are still scarce. Species-specific virulence categorization directly impacts therapeutic direction and clinical prognosis, thereby optimizing case resolution. Consequently, the gold standard model for assessing the virulence of these pathogens is the murine model. However, currently, due to increased concerns about bioethical and financial issues, invertebrate animals have been proposed as attractive alternatives for infection models, given their innate immunity evolutionarily close to mammals, infrastructural ease, and robust data reproducibility. In this study, the virulence of different species of medical importance, from both clinical and environmental clades of the dimorphic fungus genus Sporothrix, as well as aspects of the innate immune response, were assessed in the invertebrate model Tenebrio molitor, in both the mycelial and yeast phases of the fungus. Thus, it was possible to compare virulence profiles and the host-parasite relationship among isolates of species within the genus. Significant differences were observed between the mycelial and yeast phases of pathogenic species from both Sporothrix clades. The species S. chilensis and S. pallida (environmental clade) demonstrated higher virulence in the mycelial morphology, whereas the species S. schenckii and S. brasiliensis (clinical clade) showed higher virulence in the yeast morphology. The expression of antimicrobial peptides (AMPs) from the invertebrate model was quantified, showing a significant difference in expression between groups infected with S. pallida and S. schenckii, indicating alterations in the pattern of the innate immune response concerning the Sporothrix species inoculated into the model.


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  • MARYANA THALYTA FERREIRA CAMARA DE OLIVEIRA
  • FERTILIDADE MASCULINA: MERCADO NA AMÉRICA LATINA E DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS PARA DETECÇÃO DE PATÓGENOS NO SÊMEN HUMANO

  • Orientador : DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • EDILSON DANTAS DA SILVA JUNIOR
  • DANIELLE BARBOSA MORAIS
  • JANAINA FERREIRA ADERALDO
  • KYVIA BEZERRA MOTA
  • Data: 15/04/2024

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    Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), a infertilidade é uma doença do sistema reprodutivo que resulta em uma limitação na fertilidade em homens e mulheres. Em escala global, mais de 186 milhões de indivíduos enfrentam desafios de infertilidade, com a maioria deles residindo em países em desenvolvimento. Isso impulsionou o crescimento da indústria de tratamento da infertilidade, incluindo o mercado de fertilidade masculina, uma vez que cerca de 15% dos homens em idade reprodutiva enfrentam problemas de infertilidade. No entanto, o diagnóstico da infertilidade em homens ainda enfrenta desafios, sendo as infecções no sêmen uma das causas potenciais. Estudos recentes demonstram que diferentes microrganismos, como vírus e bactérias, podem impactar a qualidade do sêmen, causando danos aos órgãos e células por meio de mediadores inflamatórios. Nesse contexto, esta dissertação teve como objetivo caracterizar os principais tópicos relacionados ao mercado da fertilidade e reprodução assistida na América Latina e Brasil, enfatizar o crescimento do mercado da fertilidade masculina e os desafios enfrentados para o diagnóstico da infertilidade em homens, assim como desenvolver sistemas para detecção dos principais patógenos que infectam o sêmen. Três estudos foram conduzidos para alcançar esses objetivos, sendo eles: duas revisões de literatura para descrever os mercados e o último estudo desenvolveu primers e validou in silico três painéis de PCR-Multiplex para detecção dos principais patógenos seminais que tenham importância clínica já descrita. As principais conclusões dos estudos incluem: 1) Os serviços de fertilidade podem faturar até US $31,59 bilhões em 2029 e o uso das tecnologias em reprodução assistida (TRA) tornou-se um negócio comercial próspero dentro dos serviços de fertilidade. Notou-se que o mercado de fertilidade tem presenciado crescimento expressivo tanto no Brasil quanto na América Latina. Especificamente no Brasil, observa-se um crescimento ao longo dos últimos anos, abrigando aproximadamente 40% das clínicas de reprodução assistida da América Latina e com receita girando em torno de R$1,3 bilhão. Estima-se que entre 2021 e 2025, cerca de 77.588 pacientes com até 35 anos serão tratados via TRA no país. Paralelamente, percebe-se que tanto políticas públicas quanto iniciativas do setor privado voltadas para fertilidade aumentam, sublinhando a relevância da fertilidade na vida das pessoas (Capítulo I); 2) O mercado de fertilidade masculina também tem apresentado um crescimento significativo à medida que se expande o mercado da fertilidade e reprodução assistida. De acordo com a avaliação dos relatórios de mercado, estima-se que o comércio global relacionado à fertilidade masculina tenha um valor expressivo em bilhões de dólares e apontam para a promessa de que alcance mais de US$ 6 bilhões até o ano de 2027 (Capítulo II); 3) Com base nos dados coletados, foram desenvolvidos in silico três painéis que incidem sobre a qualidade seminal, abrangendo HPV-16, HPV-18, HBV, HHV-5, HSV-1, HSV-2, HIV-1, HIV-2, ZIKV, HCV, Treponema pallidum, Neisseria gonorrhoeae e Chlamydia trachomatis. A implementação desses painéis representa um avanço significativo no controle de qualidade seminal, proporcionando diagnósticos mais precisos para os bancos de sêmen e orientação de casais diante da infertilidade. O ensaio proposto promete atender as necessidades do mercado de fertilidade masculina, além de simplificar o fluxo de trabalho, permitindo seu uso em laboratórios de diagnóstico de rotina com instalações moleculares básicas (Capítulo III). De forma geral, todas as informações coletadas nesta dissertação contribuem para novas áreas de pesquisa nos âmbitos de mercado, melhoria de técnicas e diagnóstico de condições relacionadas à infertilidade masculina e saúde reprodutiva global.


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  • According to the World Health Organization (WHO), infertility is a disease of the reproductive system that results in limited fertility in men and women. On a global scale, more than 186 million individuals face infertility challenges, with the majority of them residing in developing countries. This has driven the growth of the infertility treatment industry, including the male fertility market, since around 15% of men of reproductive age face infertility problems. However, diagnosing infertility in men still faces challenges, with semen infections being one of the potential causes. Recent studies have shown that different microorganisms, such as viruses and bacteria, can impact on semen quality, causing damage to organs and cells through inflammatory mediators. In this context, this dissertation aimed to characterize the main topics related to the fertility and assisted reproduction market in Latin America and Brazil, to emphasize the growth of the male fertility market and the challenges faced in diagnosing infertility in men, as well as to develop systems for detecting the main pathogens that infect semen. Three studies were conducted to achieve these objectives: two literature reviews to describe the markets and the last study developed primers and validated in silico three multiplex PCR panels for the detection of the main seminal pathogens of clinical importance already described. The main conclusions of the studies include: 1) Fertility services could earn up to $31.59 billion by 2029 and the use of assisted reproductive technologies (ART) has become a thriving commercial business within fertility services. It was noted that the fertility market has seen significant growth in both Brazil and Latin America. Specifically in Brazil, there has been growth over the last few years, with approximately 40% of assisted reproduction clinics in Latin America and revenues of around R$1.3 billion. It is estimated that between 2021 and 2025, around 77,588 patients up to the age of 35 will be treated via ART in the country. At the same time, both public policies and private sector initiatives aimed at fertility are increasing, underlining the importance of fertility in people's lives (Chapter I). 2) The male fertility market has also shown significant growth as the fertility and assisted reproduction market expands. According to market reports, global trade related to male fertility is estimated to be worth billions of dollars and is expected to reach more than $6 billion by 2027 (Chapter II). 3) Based on the data collected, three panels were developed in silico that focus on seminal quality, covering HPV-16, HPV18, HBV, HHV-5, HSV-1, HSV-2, HIV-1, HIV-2, ZIKV, HCV, Treponema pallidum, Neisseria gonorrhoeae and Chlamydia trachomatis. The implementation of these panels represents a significant advance in seminal quality control, providing more accurate diagnoses for semen banks and guidance for couples facing infertility. The proposed assay promises to meet the needs of the male fertility market, as well as simplifying workflow, allowing it to be used in routine diagnostic laboratories with basic molecular facilities (Chapter III). Overall, all the information gathered in this dissertation contributes to new areas of research in the areas of the market, improving techniques and diagnosing conditions related to male infertility and global reproductive health.

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  • RAFAELA ALVES DE LIMA
  • Análise comparativa dos efeitos da microgravidade, calor e hipóxia no padrão de expressão gênica das plantas: uma abordagem bioinformática

  • Orientador : KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALESSANDRO DE MELLO VARANI
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • LEONARDO CAPISTRANO FERREIRA
  • Data: 24/04/2024

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  • As plantas são submetidas diariamente a mudanças ambientais e devem responder da melhor maneira para tolerar essas modificações. Alterações de gravidade, hipóxia e calor são exemplos de mudanças ambientais que podem gerar o estresse do tipo abiótico, que tem como principais efeitos desencadear uma sinalização oxidativa. Visto que a microgravidade não é uma condição que naturalmente ocorre na Terra, são necessários alguns métodos de exposição que as coloquem em ambientes com gravidade tendendo a zero. O uso de estações espaciais internacionais e voos espaciais são formas de expor a planta a esse tipo de ambiente. Todavia, ainda não há consenso de todos os efeitos que a microgravidade pode desencadear. Assim, comparar estudos de microgravidade com outros fatores ambientais pode aprimorar a compreensão das respostas das plantas à microgravidade. Neste contexto, realizou-se a integração de dados transcriptômicos oriundos de estudos disponibilizados em plataformas de acesso aberto, os quais investigam os impactos do estresse de microgravidade, hipóxia e térmico em plantas. Visto que essas condições ambientais talvez compartilhem uma sinalização oxidativa. O objetivo dessa integração foi de enriquecer o entendimento das respostas vegetais à microgravidade, calor e hipóxia de forma comparada, bem como explorar os efeitos diferenciais e correlacionados da microgravidade em estação espacial internacional e voo espacial. Sendo assim, ferramentas de bioinformática foram empregadas para identificar genes centrais, ontologias e vias metabólicas significativamente ativadas. Para a integração de dados foi realizada uma seleção de acordo com alguns critérios de inclusão e exclusão. Por exemplo, os estudos deveriam conter as condições de experimento bem explicitadas e comparação de plantas com estresse e sem estresse sendo analisados. Por consequência foram selecionados 16 estudos de microgravidade, sendo 11 de estação espacial internacional e 6 de voo espacial, com 10 estudos de estresse térmico e 9 estudos de hipóxia. Esta integração revelou significativa regulação de genes relacionados à biossíntese de clorofila. Esses resultados sugerem que a fotooxidação pode ser um efeito importante nas condições de microgravidade, hipóxia e calor. Esse efeito parece ser independente do tipo de exposição a microgravidade. Foi observado também uma sobreposição na ativação de vias metabólicas antioxidantes: metabolismo de glutationa e biossíntese de fenilpropanoides, demonstrando que as plantas apresentam vias de homeostase redox utilizando diferentes estratégias. O metabolismo primário, especificamente por meio da produção de açúcares como amido e frutose, é significativamente afetado em condições de hipóxia, calor e microgravidade. Esses açúcares são essenciais para a produção de energia, metabolismo do carbono e sinalização da gravidade. Portanto, a sinalização oxidativa desencadeada pela microgravidade, calor e hipóxia afetou de forma significativa a produção de clorofila e o metabolismo primário, contudo, este impacto pode ser mitigado por uma atividade antioxidante intensa. A comparação dessas respostas com as provocadas por outros estresses ambientais fornece perspectivas importantes sobre a capacidade adaptativa das plantas em ambientes com força gravitacional diferente. Tal entendimento é crucial para desenvolver estratégias que aumentem a resiliência de cultivos em contextos de agricultura terrestre e espacial.


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  • Plants are subjected to daily environmental changes and must respond optimally to tolerate these modifications. Alterations in gravity, hypoxia, and heat are examples of environmental changes that can induce abiotic stress, primarily triggering oxidative signaling. Since microgravity is not a condition naturally occurring on Earth, some exposure methods are required to place plants in environments with gravity approaching zero. The use of international space stations and space flights are ways to expose plants to this type of environment. However, there is still no consensus on all the effects that microgravity may trigger. Thus, comparing microgravity studies with other environmental factors can enhance understanding of plant responses to microgravity. In this context, the integration of transcriptomic data from studies available on open-access platforms was performed, investigating the impacts of microgravity, hypoxia, and thermal stress on plants. Since these environmental conditions may share oxidative signaling pathways, the objective of this integration was to enrich the understanding of plant responses to microgravity, heat, and hypoxia in a comparative manner, as well as to explore the differential and correlated effects of microgravity in international space station and space flight settings. Therefore, bioinformatics tools were employed to identify significantly activated central genes, ontologies, and metabolic pathways. For data integration, a selection was made according to inclusion and exclusion criteria. For example, studies should clearly state experimental conditions and compare stressed and non-stressed plants. Consequently, 16 microgravity studies were selected, including 11 from international space stations and 6 from space flights, along with 10 thermal stress studies and 9 hypoxia studies. This integration revealed significant regulation of genes related to chlorophyll biosynthesis. These results suggest that photooxidation may be an important effect under microgravity, hypoxia, and heat conditions. This effect appears to be independent of microgravity exposure type. There was also an overlap in the activation of antioxidant metabolic pathways: glutathione metabolism and phenylpropanoid biosynthesis, demonstrating that plants employ redox homeostasis pathways using different strategies. Primary metabolism, specifically through the production of sugars such as starch and fructose, is significantly affected under hypoxia, heat, and microgravity conditions. These sugars are essential for energy production, carbon metabolism, and gravity signaling. Therefore, oxidative signaling triggered by microgravity, heat, and hypoxia significantly affected chlorophyll production and primary metabolism; however, this impact may be mitigated by intense antioxidant activity. Comparing these responses to those induced by other environmental stresses provides important insights into the adaptive capacity of plants in environments with different gravitational forces. Such understanding is crucial for developing strategies to enhance crop resilience in terrestrial and space agriculture contexts.

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  • OHANA LETÍCIA TAVARES DA SILVA
  •  Explorando o potencial farmacológico de dissacarídeos de carragenanas como agentes antitumorais: uma abordagem in sílico


  • Orientador : HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • LEANDRO SILVA COSTA
  • ÉDER GALINARI FERREIRA
  • Data: 30/04/2024

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  •  Carregenanas, galactanas sulfatadas, tem atividade antitumoral que pode ser aumentada com sua despolimerização. Isso faz com que seus oligossacarídeos, inclusive dissacarídeos, por serem menos complexos estruturalmente, possam ter potencial farmacológico no tratamento de diferentes neoplasias. No entanto, ainda não se sabe se esses dissacarídeos/oligossacarídeos são farmacologicamente viáveis e por quais mecanismos eles atuam para inibir o crescimento tumoral. Nesse sentido, objetivou-se com esse trabalho utilizar ferramentas de bioinformática para investigar as propriedades farmacológicas e possíveis alvos moleculares de dissacarídeos mais representativos das carragenanas iota, kappa e lambda. Para isso, inicialmente o perfil farmacocinético e as propriedades físico-químicas semelhantes à de fármacos dos dissacarídeos foram previstas. Em seguida, previu-se os alvos moleculares desses dissacarídeos, dos quais foram selecionados aqueles que já são alvos de fármacos oncológicos. Para avaliar a capacidade e a afinidade de ligação entre os alvos selecionados e os dissacarídeos, realizou-se docking molecular, e para análise comparativa das energias de ligação, os fármacos oncológicos que atuam sobre esses alvos também foram submetidos a docking. De forma geral, os dissacarídeos apresentaram metabolização, excreção e toxicidade favoráveis, mas enfrentam desafios de permeabilidade em membranas biológicas, o que afeta sua absorção e distribuição. Além disso, eles atendem à maioria dos critérios físico-químicos propostos nos testes de semelhança com fármacos, exceto pela polaridade e lipofilicidade, que ficaram acima e abaixo dos limites desejáveis, respectivamente. Na seleção dos alvos moleculares, cinco alvos comuns foram previstos, as anidrases carbônicas (CAs) I, II, IX, XII e XIV, que já são alvo de inibição de diversos fármacos oncológicos. No docking, as energias de ligação foram semelhantes ou melhores que a dos fármacos já utilizados para esses alvos. Sobre as interações feitas entre os dissacarídeos e as CAs, destacam-se as com cofator zinco, já que é a principal forma de inibir essas enzimas. Essas descobertas apontam um caminho promissor para dissacarídeos de carragenanas como agentes terapêuticos contra o câncer.



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  •  Carrageenans, sulfated galactans, have antitumor activity that can be enhanced by their depolymerization. This means that their oligosaccharides, including disaccharides, being less structurally complex, may have pharmacological potential in the treatment of various tumors. However, it is still unknown whether these disaccharides/oligosaccharides are pharmacologically viable and by what mechanisms they act to inhibit tumor growth. Therefore, the objective of this study was to utilize bioinformatics tools to investigate the pharmacological properties and potential molecular targets of disaccharides most representative of iota, kappa, and lambda carrageenans. To achieve this, the pharmacokinetic profile and drug-like physicochemical properties of disaccharides were initially predicted. Subsequently, the molecular targets of these disaccharides were predicted, and among them, those that are already targets of oncological drugs were selected. Molecular docking was then conducted to evaluate the binding capacity and affinity between the selected targets and disaccharides. For comparative analysis of binding energies, oncological drugs acting on these targets were also subjected to docking. In general, disaccharides exhibited favorable metabolization, excretion, and toxicity profiles, but they face permeability challenges in biological membranes, affecting their absorption and distribution. Furthermore, they met most of the physicochemical criteria proposed in drug similarity tests, except for polarity and lipophilicity, which were below and above the desirable limits, respectively. In the selection of molecular targets, five common targets were predicted: carbonic anhydrases (CAs) I, II, IX, XII, and XIV, which are already targeted by several oncological drugs. In docking, the binding energies were similar or superior to those of drugs already used for these targets. Regarding the interactions between disaccharides and CAs, those involving the zinc cofactor stood out, as it is the primary mechanism for inhibiting these enzymes. These findings indicate a promising avenue for carrageenan disaccharides as cancer therapeutics.


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  • MELISSA FARIAS ALVES DA SILVA
  • PROSPECÇÃO DE ATIVIDADE ANTIFÚNGICA E POTENCIAL MODULADOR PARA FÁRMACOS DE REFERÊNCIA EM EXTRATOS E FRAÇÕES DE Tephrosia toxicaria (Sw.) Pers.

  • Orientador : ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GABRIEL BONAN TAVEIRA
  • ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • THALES DOMINGOS ARANTES
  • Data: 09/05/2024

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  • Os fungos patogênicos representam um dos principais contribuintes para o crescimento da taxa de mortalidade global associada a doenças infecciosas. Esse aumento é em grande parte atribuído ao uso indiscriminado de agentes antibióticos e antifúngicos, cuja eficácia é comprometida pelo desenvolvimento de resistência aos patógenos e pelos efeitos adversos observados em organismos não-alvo. Extratos botânicos e suas frações têm se destacado como fontes promissoras para o desenvolvimento de antifúngicos e adjuvantes terapêuticos de fármacos de referência por serem derivados de fontes renováveis e exibirem seletividade tóxica. Tephrosia toxicaria (Sw.) Pers, uma leguminosa bem adaptada ao semiárido nordestino, tem se destacado por seu biopotencial. A presente pesquisa objetivou investigar o potencial antifúngico de extratos e frações proteicas obtidas de sementes de T. toxicaria contra espécies dos gêneros Candida e Cryptococcus e sua atividade moduladora para antimicrobianos de referência. Os extratos e frações obtidas pelos métodos de Scopes e Osborne foram parcialmente caracterizados bioquimicamente e avaliados quanto sua atividade antifúngica pela determinação das CIMs (Concentração Inibitória Mínima). Posteriormente a fração mais ativa e suas combinações foram também investigadas quanto ao seu possível modo de ação. Os extratos e as frações apresentaram atividade antifúngica em diferentes graus para pelo menos uma das leveduras testadas, no qual a fração T 50-75 foi a mais ativa sobre Cryptococcus gattii, Cryptococcus neoformans e Candida parapsilosis e a fração GLB sobre Candida albicans. Os menores valores de CIM100 (CIM, capaz de inibir 100% do crescimento) encontrados foram de 32 µg/mL pela fração T 50-75 contra Cryptococcus gattii (R-265), 128 µg/mL do extrato ST e 256 µg/mL paras frações T 50-75 e T 75-100, todos contra C. gattii (FC1). O extrato ST e as frações T 50-75 e T 75-100 por apresentarem os menores valores de CIM100 foram selecionadas para investigação do seu potencial modulador em combinação com Anfotericina B, Fluconazol e 5-Flucitosina, através do método de associação (checkerboard) por ICIF (Índice de Concentração Inibitória Fracionada) e por modelos matemáticos (Blis, HSA, Loewe e ZIP). Todas as combinações testadas foram capazes de reduzir a CIM100 para a levedura (C. gattii) e após harmonização dos dados, as combinações entre as frações T 50-75 e T 75-100 com Anfotericina B e Fluconazol foram classificadas como sinérgicas, entretanto as combinações com a fração T 50-75 apresentaram maior sensibilidade (93%) e grau de intensidade sinérgica. A combinação da fração T 50-75 com os fármacos causou maiores interferências na curva de crescimento, na melanização e significativa redução do tamanho da cápsula. Entretanto, a exposição de C. gattii ao tratamento com a fração T 50-75 isolada também causou alterações morfológicas na parede celular e cápsula, indicando que a fração contribuiu fortemente para o resultado observado na combinação com o fármaco. Portanto, a fração T 50-75 se apresenta como uma candidata promissora ao desenvolvimento de adjuvantes e/ou novos fármacos para a quimioterapia antifúngica. A análise dos resultados sugere que a ação fungistática da fração T 50-75 pode contribuir para minimizar o surgimento de resistência no patógeno, agindo em vias redundantes e reduzindo as concentrações efetivas dos fármacos de referência clínica, melhorando, assim, o tratamento e minimizando a toxicidade gerada.


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  • Fungal infections represent a major contributor to the increasing global mortality rate associated with infectious diseases. This increase is largely attributed to the indiscriminate use of antibiotics and antifungals agents, whose effectiveness is compromised by the development of resistance in pathogens and the adverse effects observed in non-target organisms. Botanical extracts and their fractions have been highlighted as promising sources for the development of antifungals and therapeutic adjuvants for reference drugs as they are derived from renewable sources and present toxic selectivity. Tephrosia toxicaria (Sw.) Pers, a legume well adapted to the northeastern semi-arid region, has stood out for its biopotential. The present research aimed to investigate the antifungal potential of extracts and protein fractions obtained from T. toxicaria seeds against species of the Candida and Cryptococcus genera and their modulating activity for reference antimicrobials. The extracts and fractions obtained by the Scopes and Osborne methods were partially biochemically characterized and evaluated for their antifungal activity by determining the MICs (Minimum Inhibitory Concentration). Subsequently, the most active fraction and its combinations were also investigated regarding their possible mode of action. The extracts and fractions showed antifungal activity to different degrees for at least one of the yeasts tested, in which the T 50-75 fraction was the most active against Cryptococcus gattii, Cryptococcus neoformans and Candida parapsilosis and the GLB fraction against Candida albicans. The lowest MIC100 values (MIC, capable of inhibiting 100% of growth) found were 32 µg/mL for the T 50-75 fraction against Cryptococcus gattii (R-265), 128 µg/mL for the ST extract and 256 µg/mL for fractions T 50-75 and T 75-100, all against C. gattii (FC1). The ST extract and the fractions T 50-75 and T 75-100, as they presented the lowest MIC100 values, were selected to investigate their modulating potential in combination with Amphotericin B, Fluconazole and 5-Flucytosine, using the association method (checkerboard) by FICI (Fractional Inhibitory Concentration Index) and by mathematical models (Blis, HSA, Loewe and ZIP). All tested combinations were able to reduce the MIC100 for C. gattii and after data harmonization, the combinations between the T 50-75 and T 75-100 fractions with Amphotericin B and Fluconazole were classified as synergistic, however the combinations with the fraction T 50-75 showed greater sensitivity (93%) and degree of synergistic intensity. The combination of the fraction T 50-75 with the drugs caused greater interference in the growth curve, melanization and a significant reduction in capsule size. However, exposure of C. gattii to treatment with only the T 50-75 fraction also caused morphological changes in the cell wall and capsule, indicating that the fraction contributed strongly to the result observed in combination with the drug. Therefore, the T 50-75 fraction presents itself as a promising candidate for the development of adjuvants and/or new drugs for antifungal chemotherapy. Analysis of the results suggests that the fungistatic action of the T 50-75 fraction can contribute to minimizing the emergence of resistance in the pathogen, acting in redundant pathways and reducing the effective concentrations of clinical reference drugs, thus improving treatment and minimizing toxicity generated.

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  • JOHN WESLLEY LIRA SANTOS
  • AVALIAÇÃO DA RESPOSTA BIOQUÍMICA E POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO DE Lemna aequinoctialis EM AMBIENTE DE MICROGRAVIDADE SIMULADA

  • Orientador : KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • RAQUEL CORDEIRO THEODORO
  • TERCILIO CALSA JUNIOR
  • Data: 21/06/2024

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  • A compreensão dos efeitos da microgravidade em plantas é ainda limitada, com respostas observadas variando entre diferentes espécies vegetais e condições utilizadas. Este estudo investigou os efeitos da microgravidade simulada em Lemna aequinoctialis, uma planta da subfamília Lemnoideae, importante para biorremediação e alimentação de animais. Utilizando um clinostato 2D para simular a microgravidade, as plantas foram expostas a diferentes rotações (15, 30, 45 rpm) por 2 e 4 horas, além de um controle (0 rpm). O desenvolvimento das plantas foi monitorado em 0, 5 e 10 dias após o tratamento. Análises bioquímicas foram realizadas para medir capacidade antioxidante total (CAT), poder redutor, compostos fenólicos, a quantidade de proteínas, e atividade da enzima catalase. Os resultados mostraram que a microgravidade simulada aumentou significativamente os marcadores antioxidantes e a quantidade de proteínas. As atividades antioxidantes CAT e o poder redutor aumentaram até três vezes, especialmente após 4 horas de tratamento. A rotação de 45 rpm por 2 horas resultou em aumentos de compostos fenólicos nos dias 5 e 10, enquanto a rotação de 30 rpm por 4 horas destacou-se no dia 0. A atividade da catalase foi maior com 30 rpm em ambas as durações no dia 10. A quantidade proteica aumentou até sete vezes com 45 rpm por 2 horas. Esses achados sugerem que a microgravidade simulada pode melhorar o perfil nutricional de L. aequinoctialis, potencializando suas aplicações biotecnológicas em produção sustentável de alimentos e biorremediação. Este estudo avança na compreensão dos mecanismos de resposta de L. aequinoctialis à microgravidade.


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  • Understanding the effects of microgravity on plants is still limited, it has been observed that the response changes according to tissue, plant and microgravity conditions. This study evaluated the effects of simulated microgravity on Lemna aequinoctialis, a plant from the subfamily Lemnoideae, important for bioremediation and animal feeding. Using a 2D clinostat machine to simulate microgravity, the plants were exposed to different rotations (15, 30, 45 rpm) for 2 and 4 hours, along with a control (0 rpm). Plant development was monitored at 0, 5, and 10 days after treatment. Biochemical analyses were conducted to measure total antioxidant capacity (CAT), reducing power, phenolic compounds, protein content, and catalase enzyme activity. The results showed that simulated microgravity significantly increased antioxidant markers and protein content. It has been observed that CAT and reducing power increased up to three times, in special after 4 hours of treatment. The 45 rpm rotation for 2 hours resulted it was verified an increase in phenolic compounds on days 5 and 10, while for the 30 rpm rotation for 4 hours treatment is as verified an important increase on day 0. For the catalase activity, it was higher with 30 rpm in both time treatment on day 10. In addition, protein content increased up to seven times with 45 rpm for 2 hours. These results suggest that simulated microgravity can enhance the nutritional profile of L. aequinoctialis, boosting its biotechnological applications in sustainable food production and bioremediation. This study advances the understanding of the mechanisms involved in L. aequinoctialis response to microgravity.

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  • DYONATAN FONSECA SILVA
  • AVALIAÇÃO DO PERFIL DE METALOPROTEINASES EM AMOSTRAS DE TECIDOS DE ANIMAIS INFECTADOS EXPERIMENTALMENTE COM Trypanosoma cruzi

  • Orientador : MARCELO DE SOUSA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MARCELO DE SOUSA DA SILVA
  • ALINE RIMOLDI RIBEIRO
  • CLÁUDIA JASSICA GONÇALVES MORENO
  • TAFFAREL MELO TORRES
  • Data: 26/06/2024

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  •  

    A doença de Chagas (DCh) tem como agente etiológico o parasito Trypanosoma cruzi (T. cruzi) e caracteriza-se por ter duas fases clínicas: a aguda e a crônica. Durante a fase aguda, o parasito se instala em tecidos para os quais possui tropismo  e desregula citocinas e metaloproteinases de matriz (MMPs), sendo esses os principais fatores de risco para o desenvolvimento de cardiopatias, que são as complicações mais frequentes na fase aguda e crônica da doença. O presente estudo teve como objetivo a otimização de métodos baseados em gel, como SDS-PAGE e zimografia, para avaliar se a infecção por T. cruzi seria capaz de alterar o perfil de metaloproteases de órgãos chave durante a fase aguda da DCh. Para isso, obteve-se o extrato proteico total das formas epimastigotas de T. cruzi cepa Y provindas de cultivo axênico e realizou-se a infecção experimental com formas tripomastigotas sanguíneas em camundongos fêmeas que foram separados em três grupos: não infectados (CN, controle negativo, n=3) e infectados eutanasiados 17 (D17, n=3) e 32 (D32, n=3) dias após a infecção. Os animais controles foram utilizados para padrão de comparação com animais infectados. Coração, baço, fígado e sangue dos animais de todos os grupos foram coletados para a produção de extrato total e plasma sanguíneo. A otimização permitiu a determinação do perfil proteico de T. cruzi, o que revelou bandas com pesos moleculares aproximados de 95, 85, 63, 57, 48 a 52, 43 a 45, 40 a 41, 29 e de 18 a 20 kDa, que foram discutidas quanto a sua possível identificação e função na infecção. Os resultados também demonstraram os perfis proteicos do tecido cardíaco, esplênico, hepático e do plasma nos três grupos analisados. O zimograma de T. cruzi revelou 3 bandas de atividade com pesos moleculares aproximados de 66 kDa, 55 kDa e 35 kDa, sendo também observada uma faixa de fraca atividade dispersa entre 66 e 35 kDa. No grupo dos animais infectados, foram observados sinais clínicos de hepatomegalia e esplenomegalia característicos do quadro agudo da DCh. Diversas metaloproteases capazes de degradar gelatina foram reveladas no zimograma dos tecidos e plasma, em especial no tecido esplênico. Observou-se diferença na expressão delas durante a infecção aguda apenas no tecido esplênico e cardíaco, sendo a alteração ocorrida no tecido cardíaco relacionada com o aumento na expressão de uma protease de 93 kDa, provável pró-MMP-9, e, no baço, de uma protease desconhecida de aproximadamente 146 kDa. Em suma, os achados fornecem informações relativas ao padrão de expressão proteica e proteolítica para T. cruzi e para os órgãos analisados mais o plasma, revelando proteínas abundantes como possíveis alvos imunogênicos contra T. cruzi e servindo para fins de comparação da diversidade genética e funcional do parasito em conjunto com outros estudos, além de confirmar alterações na expressão de proteases durante a fase aguda da DCh, abrindo portas para soluções de diagnóstico e tratamento pautado na necessidade e viabilidade da inibição destas proteínas.


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  • Chagas disease (DCh) is caused by the parasite Trypanosoma cruzi (T. cruzi) and is characterized by two clinical phases: acute and chronic. During the acute phase, the parasite targets specific tissues and dysregulates cytokines and matrix metalloproteinases (MMPs), which are major risk factors for the development of cardiopathies, common complications in both the acute and chronic phases of the disease. This study aimed to optimize gel-based methods, such as SDS-PAGE and zymography, to evaluate whether T. cruzi infection could alter the metalloproteinase profile of key organs during the acute phase of DCh. For this purpose, total protein extract from epimastigote forms of T. cruzi Y strain from axenic culture was obtained, and experimental infection with blood trypomastigote forms was performed in female mice, divided into three groups: uninfected (CN, negative control, n=3) and infected, euthanized at 17 (D17, n=3) and 32 (D32, n=3) days post-infection. Control animals were used as a baseline for comparison with infected animals. Heart, spleen, liver, and blood from all groups were collected to produce total extract and blood plasma. Optimization allowed the determination of the protein profile of T. cruzi, revealing bands with approximate molecular weights of 95, 85, 63, 57, 48-52, 43-45, 40-41, 29, and 18-20 kDa, which were discussed in terms of their possible identification and function in the infection. The results also demonstrated the protein profiles of cardiac, splenic, hepatic tissues, and plasma in the three analyzed groups. The T. cruzi zymogram revealed three activity bands with approximate molecular weights of 66 kDa, 55 kDa, and 35 kDa, along with a faint activity band between 66 and 35 kDa. In the infected animal group, clinical signs of hepatomegaly and splenomegaly characteristic of the acute phase of DCh were observed. Several gelatin-degrading metalloproteinases were detected in the zymogram of tissues and plasma, especially in splenic tissue. Differences in their expression during acute infection were observed only in splenic and cardiac tissues, with the alteration in cardiac tissue related to the increased expression of a 93 kDa protease, likely proMMP-9, and in the spleen, a 146 kDa unknown protease. In summary, the findings provide information on the protein and proteolytic expression patterns for T. cruzi and the analyzed organs plus plasma, revealing abundant proteins as potential immunogenic targets against T. cruzi. These data serve for comparison of the genetic and functional diversity of the parasite along with other studies, besides confirming changes in protease expression during the acute phase of DCh, opening avenues for diagnostics and treatment based on the necessity and feasibility of inhibiting these proteins.

Teses
1
  • LÍDIA LEONIZE RODRIGUES MATIAS
  •  

    Novas alternativas para o tratamento contra infecções bacterianas: avaliação do potencial do Inibidor de Tripsina isolado de semente de Tamarindo (ITT) como agente anti-infeccioso


  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • FRANCISCO CANINDE DE SOUSA JUNIOR
  • KARLA SUZANNE FLORENTINO DA SILVA CHAVES DAMASCENO
  • MAYARA SANTA ROSA LIMA
  • PATRICIA SANTOS LOPES
  • RICHELE JANAINA ARAUJO MACHADO
  • Data: 23/02/2024

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  • As infecções têm se tornado uma ameaça preocupante à saúde pública, principalmente quando causadas por bactérias resistentes aos antimicrobianos atualmente disponíveis. O objetivo desta tese foi estudar novas alternativas e agentes anti-infecciosos para tratamentos contra infecções bacterianas. Para isso, foram realizados uma revisão narrativa e um estudo in vivo e in vitro sobre a temática. Dessa forma, o primeiro capítulo desta tese apresenta uma revisão narrativa sobre novas alternativas biomédicas em tratamentos antibacterianos. Como resultado, constatou-se que algumas áreas de pesquisa, visando controlar as infecções bacterianas, vêm se destacando, sendo elas: bioinformática, nanotecnologia, genômica, além de estudos desenvolvidos com moléculas naturais, como os peptídeos antimicrobianos. Ademais, os artigos trazidos nesta revisão apresentaram pesquisas promissoras no campo de desenvolvimento de agentes antimicrobianos, bem como seus mecanismos de ação e, ainda, as estratégias para minimizar as consequências da resistência bacteriana. A revisão ao apresentar atuais alternativas em tratamentos antibacterianos poderá contribuir para estudos futuros na área. No segundo capítulo, foi investigado o efeito do inibidor de tripsina isolado de sementes de tamarindo (ITT) na sobrevivência de Caenorhabditis elegans (C. elegans) (cepa selvagem) sob condições de infecção bacteriana. O ITT foi obtido por isolamento em cromatografia de afinidade Trypsin-Sepharose CNBr-4B, teve a sua quantificação proteica realizada pelo método de Bradford e sua atividade específica monitorada por ensaio antitríptico. Os animais foram mantidos em meio Nematode Growth Medium (NGM) e a bactéria Escherichia coli (OP50) como fonte alimentar a 20ºC e, para as análises realizadas, foram expostos previamente a diferentes concentrações de ITT, no estágio L1 até atingirem L4, além de um grupo controle sem tratamento. Além disso, foi investigada a toxicidade por meio da avaliação da ovoposição, progênie, locomoção e tamanho corporal. Posteriormente, foi realizado o teste de infecção bacteriana com Staphylococcus aureus em C. elegans submetidos previamente às concentrações de 0,1 e 1,0 mg/mL de ITT. Foi realizado o teste de estresse oxidativo, no qual os nematóides foram expostos ao agente estressor hidroperóxido de terc-butilo (TBOOH). Em seguida, foram realizados os testes de curva de crescimento bacteriano, atividade antioxidante e antibacteriana, ambos in vitro. No teste de toxicidade, não foi constatado diferença estatística para os parâmetros de toxicidade avaliados entre o grupo controle e as demais concentrações de ITT testadas (p>0,05). Quanto ao tamanho corporal, as concentrações testadas de ITT levaram a comprimentos estatisticamente maiores de C. elegans (p<0,05) quando comparados com o controle sem tratamento. Em relação às análises de infecção bacteriana, os animais submetidos a 0,1 mg/mL e 1,0 mg/mL de ITT apresentaram uma sobrevivência de 16,10% e 30,32%, respectivamente, maiores quando comparados com o grupo de C. elegans infectado sem tratamento (8,08%). Para compreender a atuação do ITT na sobrevivência dos animais, no teste de estresse oxidativo, em todas as concentrações testadas de ITT foi observada uma maior sobrevivência em relação ao controle nos tempos de 12h e 18h (p<0,05). Nos estudos in vitro quanto a curva de crescimento bacteriano, não foi observada atividade inibitória do ITT em relação a Escherichia coli (OP50) (p>0,05) nas concentrações testadas, assim como não foram observadas atividades antibacteriana e antioxidante. Diante dos resultados, constatou-se uma maior sobrevivência do C. elegans quando expostos previamente ao ITT, entretanto por via distinta da antioxidante e da antibacteriana. Dessa forma, o estudo contribuiu para uma consolidação do entendimento teórico e científico por meio da revisão narrativa e dos testes com ITT, respectivamente, sobre novas alternativas para controle de infecção bacteriana.


  • Mostrar Abstract
  • Infections have become a worrying threat to public health, especially when caused by bacteria resistant to currently available antimicrobials. This thesis aimed to study new alternatives for treatments against bacterial infections. For this purpose, a narrative review and an in vitro and in vivo study were performed. Thus, the first chapter of this thesis presents a narrative review of new biomedical alternatives in antibacterial treatments. As a result, it was found that some areas of research aiming to control bacterial infections have been highlighted, namely bioinformatics, nanotechnology, and genomics, in addition to studies developed with natural molecules such as antimicrobial peptides. Furthermore, the articles in this narrative review presented promising research in developing antimicrobial agents, and their mechanisms of action and strategies to minimize the consequences of bacterial resistance. The review will present current alternatives may contribute to future studies in the area. In the second chapter, the effect of trypsin inhibitor isolated from tamarind seeds (TTI) on the survival of Caenorhabditis elegans (C. elegans) (wild strain) under conditions of bacterial infection was investigated. The TTI was isolated in Trypsin-Sepharose CNBr-4B affinity chromatography. Its protein quantification was performed using the Bradford method, and an antitryptic assay monitored its specific activity. The animals were maintained in Nematode Growth Medium (NGM) and Escherichia coli bacteria (OP50) as a food source at 20 ⸰C and, for the analysescarried out, they were previously exposed to different concentrations of TTI, from stage L1 to L4, in addition to a group control without treatment. Besides, the toxicity test was performed by evaluatingoviposition, progeny, locomotion, and body size. Subsequently, the bacterial infection test was carried out with Staphylococcus aureus in C. elegans previously subjected to concentrations of 0.1 and 1.0 mg/mL of TTI. Nematodes were exposed to the stressor tert-butyl hydroperoxide (TBOOH) in an oxidative stress test. Then, bacterial growth curve and antioxidant and antibacterial activity tests were carried out in vitro. In the toxicity test, no statistical difference was found between the control group and the other concentrations tested (p> 0.05). Regarding body size, the tested TTI concentrations showed a statistical difference (p<0.05) and presented higher length than the untreated group. Regarding bacterial infection analyses, animals subjected to 0.1 mg/mL and 1.0 mg/mL of TTI showed survival of 16.10% and 30.32%, respectively, higher than the group infected without treatment (8.08%). To understand the role of TTI on animal survival, in the oxidative stress test, at all tested TTI concentrations, greater survival was observed about the control at 12h and 18h (p< 0.05). In in vitro studies about the bacterial growth curve, no inhibitory activity of TTI was observed about Escherichia coli (OP50) (p>0.05) at the concentrations tested, nor was antibacterial and antioxidant activity observed. Given the results, a greater survival of C. elegans was found when previously exposed to TTI; however, in a different antioxidant and antibacterial pathway. In this way, the study contributed to consolidating theoretical and scientific understanding through narrative review and ITT tests, respectively, on new alternatives for controlling bacterial infection.

2
  • MARYELLE DE CÁSSIA ALBINO
  • Efeitos da retirada de sacarose e de etanol sobre comportamentos relacionados à ansiedade e à depressão: investigação do papel da via das quinureninas


  • Orientador : VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • EDILSON DANTAS DA SILVA JUNIOR
  • ELAINE CRISTINA GAVIOLI
  • ISABELLA MARIA DE OLIVEIRA PONTES FERNANDES
  • JANAINA MENEZES ZANOVELI
  • Data: 27/02/2024

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  •  

    Nos transtornos relacionados ao uso/abuso de substâncias, a fase de retirada favorece o reforço negativo e a continuação do consumo apesar dos prejuízos físicos e mentais. Mulheres constituem um grupo de risco para esses transtornos e poucos estudos investigam as modificações de substratos neurais em fêmeas. A enzima indoleamina 2,3-dioxigenase (IDO), responsável pelo metabolismo do triptofano em quinureninas, foi vista hiperativada em machos em abstinência alcóolica e associada a desordens emocionais. Assim, o presente trabalho investigou os efeitos da retirada da sacarose e de etanol sobre comportamentos relacionados à ansiedade e à depressão e sobre a atividade da IDO em áreas encefálicas que participam na modulação destas emoções em ratas Wistar. No experimento 1, as ratas foram submetidas a uma dieta líquida de sacarose por 16 dias e aos testes comportamentais nos dias 3, 5, 22 e 24 após a retirada de sacarose. No experimento 2, as fêmeas foram submetidas a dieta líquida exclusiva de etanol em concentrações crescentes (2, 4 e 6%) por 21 dias e a uma bateria de testes comportamentais nos dias 22, 23, 24, 25 e 26 após a retirada de etanol. As ratas que receberam etanol foram tratadas com inulina (10 ou 30 mg/Kg via oral, gavagem) ou água mineral. Após a avaliação comportamental, os animais foram eutanasiados e tiveram amostras de sangue e do córtex frontal, estriado e hipocampo coletadas. Nas ratas expostas a sacarose houve uma redução no tempo de imobilidade no teste do nado forçado e aumento da concentração de triglicerídeos plasmáticos. Nenhuma alteração bioquímica e comportamental foi vista em animais em retirada de sacarose. As ratas em retirada de etanol exibiram menor exploração dos braços abertos no labirinto em cruz elevado, maior auto-limpeza no teste de spray de sacarose, maior enterramento de bolas de vidro no teste do marble burying e maior tempo de imobilidade no teste do nado forçado. Houve uma tendência ao aumento na concentração de quinurenina no córtex. A inulina nas doses de 10 e 30 mg/Kg atenuou este aumento, e, a dose de 30 mg/Kg mitigou os efeitos comportamentais nos animais nos testes do labirinto em cruz elevado, spray de sacarose, marble burying e de natação forçada. Em conclusão, as fêmeas não foram sensíveis à retirada de sacarose. O consumo prolongado de sacarose demonstrou um efeito antidepressivo. A retirada de etanol promoveu comportamentos do tipo ansiosos e depressivos e aumentou a atividade da via das quinureninas das fêmeas, tais alterações foram revertidas pelo tratamento com inulina. O prebiótico demonstrou um potencial candidato para o tratamento do transtorno por uso de álcool.



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  • In disorders related to substance use/abuse, the withdrawal phase favors negative reinforcement and continued consumption despite physical and mental harm. Women constitute a risk group for these disorders and few studies investigate changes in neural substrates in females. The enzyme indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), responsible for the metabolism of tryptophan into kynurenines, was seen hyperactivated in males undergoing alcohol withdrawal and associated with emotional disorders. Thus, the present work investigated the effects of sucrose and ethanol withdrawal on behaviors related to anxiety and depression and on IDO activity in brain areas that participate in the modulation of these emotions in Wistar rats. In experiment 1, the rats were subjected to a liquid sucrose diet for 16 days and to behavioral tests on days 3, 5, 22 and 24 after sucrose withdrawal. In experiment 2, females were subjected to an exclusive liquid ethanol diet in increasing concentrations (2, 4 and 6%) for 21 days and to a battery of
    behavioral tests on days 22, 23, 24, 25 and 26 after withdrawal of ethanol. The rats that received ethanol were treated with inulin (10 or 30 mg/kg orally, gavage) or mineral water. After the behavioral assessment, the animals were euthanized and had blood and frontal cortex, striatum and hippocampus samples collected. In rats exposed to sucrose there was a reduction in immobility time in the forced swimming test and an increase in plasma triglyceride concentration. No biochemical and behavioral changes were seen in animals on sucrose withdrawal. Rats withdrawing from ethanol exhibited less exploration of open arms in the elevated plus maze, greater grooming in the sucrose spray test, greater burying of glass balls in the marble burying test and greater immobility time in the forced swimming test. There was a trend towards an increase in kynurenine concentration in the cortex. Inulin at doses of 10 and 30 mg/Kg attenuated this increase, and the dose of 30 mg/Kg mitigated the behavioral effects on animals in the elevated plus maze, sucrose spray, marble burying and forced swimming tests. In conclusion, females were not sensitive to sucrose withdrawal. Prolonged consumption of sucrose has demonstrated an antidepressant effect. Ethanol withdrawal promoted anxious and depressive-like behaviors and increased the activity of the kynurenine pathway in females, such changes were reversed by treatment with inulin. The prebiotic demonstrated a potential candidate for the treatment of alcohol use disorder.

3
  • MYCHELLE KYTCHIA RODRIGUES NUNES DUARTE
  • TESTES DE NUTRIGENÉTICA: POSSÍVEIS APLICAÇÕES NA PREVENÇÃO E TRATAMENTO DA OBESIDADE

  • Orientador : LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • VIVIANE SOUZA DO AMARAL
  • ANNETE BRESSAN RENTE FERREIRA MARUM
  • TATIANE MIEKO DE MENESES FUJII
  • Data: 26/06/2024

  • Mostrar Resumo
  • A obesidade é uma doença grave, complexa, e em sua maioria poligênica. Neste contexto,
    vários tratamentos são elencados para atenuá-la e a genômica nutricional vem ganhando
    destaque com possíveis ferramentas para auxiliar na prevenção e/ou tratamento da obesi-
    dade com os testes de nutrigenética (TN). Dessa forma, esta tese divide-se em dois capí-
    tulos, tendo como objetivo avaliar se os TN podem ser utilizados para prevenção e/ou tra-
    tamento da obesidade. No primeiro capítulo, realizou-se uma revisão de literatura para
    entender o panorama atual da obesidade e dos TN, perpassando sobre as temáticas da
    nutrição de precisão, expossoma, testes genéticos comercializados diretamente ao consu-
    midor. Foi analisado os benefícios e os aspectos negativos da utilização dos TN como
    ferramenta para auxílio na prevenção ou tratamento do sobrepeso e obesidade. Algumas
    entidades, como a Associação Brasileira para o Estudo da Obesidade e Síndrome Meta-
    bólica (ABESO) se posicionam de forma contrária ao uso dos TN para obesidade. Já a
    Academia de Nutrição e Dietética recomenda a utilização, porém não de forma isolada,
    mas dentro de um contexto de anamnese bem realizado. Assim, os TN não devem ser
    utilizados isoladamente no tratamento da obesidade, mas sempre associado com uma boa
    anamnese ao tratamento individualizado da obesidade ou a nível de saúde pública. No
    segundo capítulo, foi realizado um estudo retrospectivo, avaliando a relação de 29 polimor-
    fismos de genes candidatos relacionados com a obesidade. Assim, 112 indivíduos foram
    divididos em dois grupos: 64 eutróficos (IMC< 25 Kg/m²) e 48 com sobrepeso e obesidade
    (IMC≥ 25 g/m²). Foi verificado que a população estava em equilíbrio de Hardy–Weinberg e
    uma análise logística multivariada foi realizada para verificar se os polimorfismos tinham
    associação com o sobrepeso e obesidade. Nessa análise foi encontrado que dos 29 poli-
    morfismos listados no TN comercializado no Brasil, apenas o ADIPOQ rs17300539,
    PPARG rs1801282 estavam associados com o sobrepeso e obesidade; já o SOD rs4880
    estava relacionado com proteção ao sobrepeso e obesidade. Assim, foi mostrado que são
    necessários mais estudos para validar quais SNP estão relacionados com o sobrepeso e
    obesidade na população Brasileira. Além disso, devem ser acrescentadas informações so-
    bre estilo de vida, já que os fatores ambientais, escolhas alimentares podem alterar epige-
    neticamente a expressão dos genes e modificar o fenótipo.


  • Mostrar Abstract
  • Obesity is a complex disease and mostly polygenic disease. In this context, several trea-
    tments are listed to mitigate it and nutritional genomics has been gaining prominence with
    possible tools to assist in the prevention and/or treatment of obesity with nutrigenetic testing
    (NT) . Therefore, this thesis is divided into two chapters, aiming to evaluate whether NT can
    be used to prevent and/or treat obesity. In the first chapter, a narrative review was carried
    out to understand the current panorama of obesity and NT, covering the themes of precision
    nutrition, exposome, genetic testing sold directly to the consumer. The benefits and nega-
    tive aspects of using NT as a tool to help prevent or treat overweight and obesity were
    analyzed. Some entities, such as the Brazilian Association for the Study of Obesity and
    Metabolic Syndrome (ABESO) are against the use of NT for obesity. The Academy of Nu-
    trition and Dietetics recommends its use, however not in isolation, but within a context of
    well-conducted anamnesis. Therefore, NT should not be used alone in the treatment of
    obesity, but always associated with a good anamnesis for the individualized treatment of
    obesity or at a public health level. In the second chapter, a retrospective study was carried
    out, evaluating the relationship of 29 candidate gene SNP related to obesity. Thus, 112
    individuals were divided into two groups: 64 eutrophic (BMI< 25 kg/m²) and 48 overweight
    and obese (BMI≥ 25 g/m²). It was verified that the population was in Hardy–Weinberg equi-
    librium and a multivariate logistic analysis was performed to verify whether the SNP were
    associated with overweight and obesity. In this analysis, it was found that of the 29 SNP
    found in NT marketed in Brazil, only ADIPOQ rs17300539, PPARG rs1801282 were asso-
    ciated with overweight and obesity, while SOD rs4880 was related to protection against
    overweight and obesity. Thus, it was shown that more studies are needed to validate which
    SNP are related to overweight and obesity in the Brazilian population. Furthermore, lifestyle
    analysis must be added, as these factors can epigenetically alter gene expression and im-
    pact the phenotype.

4
  • ELLYNES AMANCIO CORREIA NUNES
  • PURIFICAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO MOLECULAR PARCIAL DE UMA LECTINA DEPENDENTE DE MANGANÊS DA PEÇONHA DA SERPENTE Bothrops moojeni

  • Orientador : LUDOVICO MIGLIOLO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • JULIANA PAVAN ZULIANI
  • LUDOVICO MIGLIOLO
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • OCTÁVIO LUIZ FRANCO
  • Data: 30/07/2024

  • Mostrar Resumo
  • Moléculas bioativas isoladas de animais peçonhentos constituem uma variedade de compostos com diversas atividades biológicas conhecidas que podem ser direcionadas ao tratamento de diferentes doenças. As peçonhas ofídicas são importantes representantes de fontes de moléculas bioativas e são constituídas em cerca de 90% por proteínas e peptídeos, os quais podem desempenhar ou não ação enzimática. Essas toxinas desempenham diferentes mecanismos bioquímicos e por isso são responsáveis pela caracterização de acidentes causados por serpente. No Brasil as principais causadoras de acidentes ofídicos são as serpentes do gênero Bothrops, família Viperidae, cujo envenenamento é caracterizado por atividades proteolítica, hemorrágica e coagulante. O conhecimento acerca das proteínas envolvidas no quadro clínico permite o estudo de atividades heterólogas relacionadas a essas toxinas. Nesse contexto, objetivou-se isolar, caracterizar e conhecer atividades biológicas de uma proteína com atividade de lectina da peçonha da serpente Bothrops moojeni. Foi, portanto, realizada uma revisão bibliográfica prévia abordando as lectinas isoladas e caracterizadas de peçonhas ofídicas e suas principais características e classificação. Somado a isto, a busca por uma proteína com atividade de lectina foi realizada por meio de Cromatografia de Exclusão Molecular (CEM) e Cromatografia Líquida de Alta Eficiência em Fase Reversa (CLAE-FR), seguida de Gel de poliacrilamida (SDS-PAGE) e ensaios de hemaglutinação, inibição de atividade hemaglutinante, dependência de íons, pH e temperatura, bem como atividade hemolítica e atividade antimicrobiana frente a linhagens bacterianas de Acinetobacter baumannii e Staphylococcus aureus, e atividade antibiofilme. A exclusão molecular gerou um perfil cromatográfico com 6 picos que foram aplicados a géis de poliacrilamida e a ensaio de hemaglutinação. A atividade hemaglutinante foi observada nas frações 5 e 6, com o melhor resultado observado na fração 5, que recebeu o nome de BmoojL. Foi observado também que BmoojL se mostrou manganês dependente, diferente da maioria das lectinas isoladas de serpente que são cálcio dependentes. Além disto, BmoojL foi inibida na presença dos carboidratos glicose, frutose, manose, fucose e N-acetilgalactosamina, e se mostrou ativa em temperaturas de até 80 ºC, e em faixas de pH de 5 a 9. O ensaio hemolítico mostrou que a molécula não promove hemaglutinação nas concentrações testadas (0,5 a 0,0625 mg. mL-1), mostrando que a molécula poderia ser aplicada a alguns testes biológicos. Portanto, os ensaios antimicrobianos mostraram que apesar de não ter atingido CIM, BmoojL reduziu o crescimento bacteriano da linhagem Gram-negativa. O ensaio antibiofilme mostrou que para S. aureus, BmoojL foi efetivo, reduzindo consideravelmente o crescimento do biofilme em todas as concentrações testadas em cerca de 50%. Mostramos ainda que o íon de forma isolada e associado a outra proteína não desempenhou atividade significativa, como observado com BmoojL. Desta forma, conseguimos isolar uma molécula com atividade lectinica, embora mais testes sejam necessários para sua total caracterização, já destacamos seu potencial em desempenhar uma atividade antimicrobiana e antibiofilme, contribuindo assim para as pesquisas envolvendo moléculas bioativas isoladas de serpentes peçonhentas.


  • Mostrar Abstract
  • Bioactive molecules isolated from venomous animals constitute a variety of compounds with diverse known biological activities that can be directed to the treatment of different diseases. Snake venoms are important representatives of sources of bioactive molecules and are made up of around 90% of proteins and peptides, which may or may not have enzymatic action. These toxins perform different biochemical mechanisms and are therefore responsible for the characterization of accidents caused by snakes. In Brazil, the main causes of snakebites are snakes of the genus Bothrops, family Viperidae, whose envenoming is characterized by proteolytic, hemorrhagic and coagulant activities. Knowledge about the proteins involved in the clinical picture allows the study of heterologous activities related to these toxins. In this context, the objective was to isolate, characterize and understand the biological activities of a protein with lectin activity from the venom of the Bothrops moojeni snake. Therefore, a previous literature review was carried out covering the lectins isolated and characterized from snake venoms and their main characteristics and classification. Added to this, the search for a protein with lectin activity was carried out using Molecular Exclusion Chromatography (CEM) and Reverse Phase High Performance Liquid Chromatography (HPLC-FR), followed by polyacrylamide gel (SDS-PAGE) and hemagglutination assays, inhibition of hemagglutinating activity, dependence on ions, pH and temperature, as well as hemolytic activity and antimicrobial activity against bacterial strains of Acinetobacter baumannii and Staphylococcus aureus, and antibiofilm activity. Molecular exclusion generated a chromatographic profile with 6 peaks that were applied to polyacrylamide gels and the hemagglutination assay. Hemagglutinating activity was observed in fractions 5 and 6, with the best result observed in fraction 5, which was named BmoojL. It was also observed that BmoojL was manganese dependent, unlike most lectins isolated from snakes which are calcium dependent. Furthermore, BmoojL was inhibited in the presence of the carbohydrate’s glucose, fructose, mannose, fucose and N-acetylgalactosamine, and was active at temperatures of up to 80 ºC, and in pH ranges from 5 to 9. The hemolytic assay showed that the molecule does not promote hemagglutination at the concentrations tested (0.5 to 0.0625 mg. mL-1), showing that the molecule could be applied to some biological tests. Therefore, antimicrobial assays showed that despite not reaching MIC, BmoojL reduced Gram-negative bacterial growth. The antibiofilm assay showed that for S. aureus, BmoojL was effective, considerably reducing biofilm growth at all concentrations tested by around 50%. We also showed that the ion alone and associated with another protein did not perform significant activity, as observed with BmoojL. In this way, we managed to isolate a molecule with lectin activity, although more tests are necessary for its full characterization, we have already highlighted its potential to perform antimicrobial and antibiofilm activity, thus contributing to research involving bioactive molecules isolated from venomous snakes.

2023
Dissertações
1
  • MARIA KAROLAYNNE DA SILVA
  • Desenvolvimento de uma Vacina de Subunidade multi-epítopo contra um Arbovírus Negligenciado das Américas: uma abordagem por Imunoinformática e Modelagem Molecular

  • Orientador : JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • JOAO FIRMINO RODRIGUES NETO
  • CLAUDIO BRUNO SILVA DE OLIVEIRA
  • Data: 30/03/2023

  • Mostrar Resumo
  • O vírus Mayaro (MAYV) é um arbovírus emergente nas Américas que pode causar doenças artritogênicas debilitantes. Embora a biologia do MAYV não seja totalmente compreendida, sabe-se que é amplamente derivada de alfavírus artritogênicos relacionados, como os vírus chikungunya, Ross River e O’nyong nyong. O controle efetivo da disseminação dessas doenças requer a identificação dos indivíduos infectados e o desenvolvimento de terapias preventivas e profiláticas. No entanto, atualmente, a única abordagem disponível para o controle do MAYV é o controle do vetor, já que não existem vacinas licenciadas para prevenir a infecção por MAYV nem terapêutica para tratá-la. Neste estudo, utilizamos abordagens imunoinformáticas e de modelagem molecular para identificar potenciais epítopos de células T para a vacinação contra o vírus Mayaro. Para isso, analisamos 127 genomas de MAYV sequenciados nas Américas (08 Bolívia, 72 Brasil, 04 Guiana Francesa, 05 Haiti, 20 Peru, 04 Trinidad e Tobago e 14 Venezuela) e identificamos sequências de proteínas curtas que podem se ligar aos alelos do MHC classe I e classe II. Esses epítopos promíscuos foram selecionados com base em sua conservação e imunogenicidade. Através de análises de imunoinformática e modelagem molecular, identificamos 56 potenciais epítopos para MHC-I/TCD8+ e 29 para MHC-II/TCD4+, sendo que apenas algumas sequências específicas de proteínas (nsP1191-199, nsP1501-509, nsP1498-506, nsP3348-356, nsP4305-314 e nsP4212-221(nsP157-71, nsP116-30, nsP1182-196, nsP1180-194, nsP115-29, nsP2640-654, nsP2639-653 , nsP2679-693, nsP2677-691, nsP2680-694, nsP3127-141, nsP362-76, nsP4414-428, nsP4413-427, nsP4412- 426 e nsP4372-386) TCD8+ (TCD4+) exibiram alta antigenicidade, conservação, não-alerge nicidade, não-toxicidade e excelente cobertura populacional. Com base nesses resultados, desenvolvemos uma vacina multiepítopo acoplada ao receptor TLR3 e aprimoramos sua qualidade por meio de cálculos de mecânica quântica. Esses resultados têm implicações importantes para o avanço do diagnóstico, desenvolvimento de vacinas e intervenções imunoterapêuticas contra o vírus Mayaro.

  • Mostrar Abstract
  • The Mayaro virus (MAYV) is an emerging arbovirus in the Americas that can cause debilitating arthritogenic diseases. Although the biology of MAYV is not fully understood, it is known to be closely related to arthritogenic alphaviruses such as chikungunya, Ross River, and O’nyong nyong viruses. Effective control of the spread of these diseases requires identification of infected individuals and the development of preventive and prophylactic therapies. However, currently, the only available approach for controlling MAYV is vector control, as there are no licensed vaccines to prevent MAYV infection or therapies to treat it. In this study, we used immunoinformatics and molecular modeling approaches to identify potential T cell epitopes for vaccination against the Mayaro virus. To do this, we analyzed 127 MAYV genomes sequenced in the Americas (08 Bolivia, 72 Brazil, 04 French Guiana, 05 Haiti, 20 Peru, 04 Trinidad and Tobago, and 14 Venezuela) and identified short protein sequences that can bind to MHC class I and class II alleles. These promiscuous epitopes were selected based on their conservation and immunogenicity. Through immunoinformatics and molecular modeling analyses, we identified 56 potential MHCI/TCD8+ and 29 potential MHC-II/TCD4+ epitopes, with only specific protein sequences (nsP1191-199, nsP1501-509, nsP1498-506, nsP3348-356, nsP4305-314 and nsP4212-221(nsP157-71 , nsP116-30, nsP1182-196, nsP1180-194, nsP115-29, nsP2640-654, nsP2639-653, nsP2679-693, nsP2677-691 , nsP2680-694, nsP3127-141, nsP362-76, nsP4414-428, nsP4413-427, nsP4412-426 and nsP4372-386) TCD8+ (TCD4+) exhibiting high antigenicity, conservation, non-allergenicity, non-toxicity, and excellent population coverage. Based on these results, we developed a multiepitope vaccine coupled to the TLR3 receptor and improved its quality through quantum mechanical calculations. These results have important implications for advancing diagnosis, vaccine development, and immunotherapeutic interventions against the Mayaro virus.

2
  • RONALD MURYELLISON OLIVEIRA DA SILVA GOMES
  • APLICAÇÃO DOS ÍNTRONS DO GRUPO I DO MITOGENOMA DE CRYPTOCOCCUS NEOFORMANS E CRYPTOCOCCUS GATTII PARA IDENTIFICAÇÃO DE ESPÉCIES E SUA ASSOCIAÇÃO COM SUSCEPTIBILIDADE A ANTIFÚNGICOS

  • Orientador : RAQUEL CORDEIRO THEODORO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RAQUEL CORDEIRO THEODORO
  • SILVIA REGINA BATISTUZZO DE MEDEIROS
  • VANIA SOUSA ANDRADE
  • MARCUS DE MELO TEIXEIRA
  • Data: 17/04/2023

  • Mostrar Resumo
  • Os complexos de espécies de Cryptococcus neoformans e Cryptococcus gattii são compostos por fungos patogênicos que matam mais de 180.000 pessoas anualmente em todo o mundo, sendo a meningoencefalite o principal sintoma da criptococose. Características como virulência e susceptibilidade a antifúngicos podem variar dentro de cada espécie segundo o genótipo fúngico: C. neoformans é dividido nos tipos moleculares VNI, VNII, VNIII e VNIV e C. gattii em VGI, VGII, VGIII e VGIV. Sendo assim, é necessário e urgente um diagnóstico diferencial com marcadores moleculares específicos. Os íntrons autocatalíticos do grupo I podem ser um alvo potencial para distinção entre os tipos moleculares dessas leveduras já que possuem polimorfismos quanto a sua presença e sequência de pares de bases. Além disso, como o auto-splicing destes elementos é vital para a célula fúngica, eles são considerados importantes alvos terapêuticos, uma vez que estão ausentes no genoma humano. Com base nisso, este estudo objetivou avaliar a presença de íntrons do grupo I nos genes mitocondriais cob e cox1 de isolados fúngicos do gênero Cryptococcus, buscar ORFs com genes de endonucleases nas sequências intrônicas, averiguar o potencial uso desses elementos genéticos como marcadores moleculares para diferenciação de genótipos e/ou espécies e analisar sua relação com a susceptibilidade a antifúngicos, além de estudar sua origem, distribuição e evolução através de análises filogenéticas. Os dados obtidos da amplificação de íntrons dos genes cob e cox1 mostraram que o complexo C. neoformans possui em média menos íntrons em seu mitogenoma e que há um grande polimorfismo de presença e de tamanho destes elementos entre e dentro dos genótipos, o que impossibilita o uso de um único marcador intrônico para diferenciar genótipo e/ou espécie nos complexos C. neoformans e C. gattii. Contudo, a diferenciação entre as espécies é possível com combinações de PCRs dos íntrons de mtLSU e cox1 para espécies de C. neoformans e dos íntrons de mtLSU e cob para C. gattii. Aproximadamente 80,5% dos íntrons sequenciados possuíam homing endonucleases e as análises filogenéticas mostraram que íntrons que ocupam o mesmo sítio de inserção formam clados monofiléticos e provavelmente possuem como ancestral comum um íntron que invadiu esse sítio antes da divergência entre as espécies. Houve apenas um caso de invasão heteróloga oriunda provavelmente de transferência horizontal entre um isolado do genótipo VGIV e a espécie de fungo liquenizado Arthonia susa. Quanto aos ensaios de susceptibilidade aos antifúngicos, viu-se que os valores de concentração inibitória mínima do Fluconazol, 5-Flucitosina e Pentamidina se mostraram estatisticamente associados aos complexos de espécies, tendo o C. gattii maiores MICs para o Fluconazol e o C. neoformans maiores MICs para 5-Flucitosina e Pentamidina. A presença de íntrons se mostrou relacionada com a susceptibilidade à Anfotericina-B, para a qual uma maior quantidade de íntrons esteve associada a menores valores de MIC e à 5-Flucitosina e Pentamidina, para as quais a influência da presença de íntrons variou entre os complexos: quanto à 5-Flucitosina, a presença de íntrons se relacionou com menor susceptibilidade em C. neoformans e maior em C. gattii, e o cenário oposto foi visto para Pentamidina, para a qual os íntrons estiveram associados à maior susceptibilidade em C. neoformans e menor em C. gattii.


  • Mostrar Abstract
  • The species complexes of Cryptococcus neoformans and Cryptococcus gattii are composed of pathogenic fungi that kill over 180,000 people annually worldwide, having meningoencephalitis as the main symptom of cryptococcosis. Characteristics such as virulence and antifungal susceptibility can vary within each species according to fungal genotype: C. neoformans is divided into molecular types VNI, VNII, VNIII, and VNIV, and C. gattii into VGI, VGII, VGIII, and VGIV. Therefore, specific molecular markers are necessary for differential diagnosis. Autocatalytic group I introns can be a potential target for distinguishing between molecular types of these yeasts, as they have polymorphisms regarding their presence and base pair sequences. Furthermore, since the auto-splicing of these elements is vital for the fungal cell, they are considered important therapeutic targets since they are absent from the human genome. Therefore, this study aimed to evaluate the presence of group I introns in the mitochondrial cob and cox1 genes of Cryptococcus fungal isolates, search for ORFs with endonuclease genes in intronic sequences, investigate the potential use of these genetic elements as molecular markers for differentiation of genotypes and/or species, and analyze their relationship with antifungal susceptibility andin addition to study their origin, distribution, and evolution through phylogenetic analyses. The data obtained from intron amplification of cob and cox1 genes showed that the C. neoformans complex has, on average, fewer introns in its mitogenome, and there is a great polymorphism of presence and size of these elements among and within genotypes, making it impossible to use a single intronic marker to differentiate genotype and/or species in the C. neoformans and C. gattii complexes. However, differentiation between species is possible with combinations of PCRs of mtLSU and cox1 introns for C. neoformans species and mtLSU and cob introns for C. gattii. Approximately 80.5% of the sequenced introns had homing endonucleases, and phylogenetic analyses showed that introns occupying the same insertion site form monophyletic clades and probably have a common ancestor that invaded this site before the species diverged. There was only one case of heterologous invasion, probably originating from horizontal transfer between a VGIV genotype isolate and the lichenized fungus Arthonia susa. Regarding susceptibility assays to antifungal agents, it was observed that the minimum inhibitory concentration (MIC) values of Fluconazole, 5-Flucytosine, and Pentamidine were statistically associated with species complexes, with C. gattii having higher MICs for Fluconazole and C. neoformans having higher MICs for 5-Flucytosine and Pentamidine. The presence of introns was related to susceptibility to Amphotericin B, for which a higher number of introns was associated with lower MIC values, and to 5-Flucytosine and Pentamidine, for which the influence of the presence of introns varied between complexes: regarding 5-Flucytosine, the presence of introns was related to lower susceptibility in C. neoformans and higher in C. gattii, and the opposite scenario was observed for Pentamidine, for which introns were associated with higher susceptibility in C. neoformans and lower in C. gattii.

3
  • MARIANNA BARROS SILVA
  • Caracterização de um condroitim-4-sulfato obtido de vísceras de tilápia (Oreochromis niloticus) e avaliação do seu efeito na modulação da cristalização do oxalato de cálcio

  • Orientador : RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • MOACIR FERNANDES DE QUEIROZ NETO
  • MOACIR FRANCO DE OLIVEIRA
  • Data: 15/05/2023

  • Mostrar Resumo
  • Glicosaminoglicanos (GAG) são polissacarídeos sulfatados citados como moduladores da formação de cálculos urinários, uma vez que estão presentes naturalmente na urina. Nesse contexto, a busca por possíveis moduladores do crescimento de cristais tem revelado o efeito promissor de um tipo de glicosaminoglicano, denominado condroitim sulfato (CS). Estudos revelam que os organismos aquáticos são fontes alternativas de condroitim sulfato com potencial terapêutico. Dentre as espécies marinhas, o peixe Oreochromis niloticus, conhecido como tilápia do Nilo foi escolhida para esse trabalho por representar 52% da produção nacional de piscicultura e gerar grande quantidade de rejeitos que podem causar danos aos ecossistemas naturais. o presente estudo teve como objetivo isolar condroitim sulfato de vísceras do O. niloticus e avaliar o efeito modulador desse composto no crescimento de cristais de oxalato de cálcio (OxCa). Para isso, os resíduos da tilapiocultura foram expostos a um processo de proteólise enzimática, seguido de complexação e descomplexação com resina catiônica Lewatit. Esse método permitiu obter uma mistura de GAGs, que em seguida foi exposta a técnicas de purificação baseadas em fracionamentos com acetona e cromatografia de troca iônica. Para caracterizar o material de estudo, foram realizadas análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear demonstraram que o CS purificado era de um condroitim-4-sufato (CSA), e este passou a ser denominado de condroitim sulfato de tilápia (CST). Dentre os resultados obtidos o CST (0,01 mg/mL) diminuiu o tamanho dos cristais de OxCa e aumentou em 15 vezes o número de cristais formados. Ensaios de microscopia de fluorescência mostraram que o CST tem esse efeito por interagir com as faces do cristal monohidrato de OxCa (COM), mas não nos cristais di-hidratados. Já dados de miscroscopia eletrônica de varredura indicaram que CST altera a morfologia dos cristais COM, fazendo-os assumir uma forma mais longilínea do que aqueles observados no grupo controle. Em paralelo, dados obtidos com células Madin-Darby célula renal canina (MDCK) mostraram que CST não apresenta citotoxicidade nas condições avaliadas (0,01 – 0,2 mg/mL). Os dados mostram que o CST é um CSA e que esse modula a formação de cristais OxCa, o colocando em uma posição de um possível agente anti-calculo renal, porém ainda é necessário mais estudos principalmente in vivo.

    Glicosaminoglicanos (GAG) são polissacarídeos sulfatados citados como moduladores da formação de cálculos urinários, uma vez que estão presentes naturalmente na urina. Nesse contexto, a busca por possíveis moduladores do crescimento de cristais tem revelado o efeito promissor de um tipo de glicosaminoglicano, denominado condroitim sulfato (CS). Estudos revelam que os organismos aquáticos são fontes alternativas de condroitim sulfato com potencial terapêutico. Dentre as espécies marinhas, o peixe Oreochromis niloticus, conhecido como tilápia do Nilo foi escolhida para esse trabalho por representar 52% da produção nacional de piscicultura e gerar grande quantidade de rejeitos que podem causar danos aos ecossistemas naturais. o presente estudo teve como objetivo isolar condroitim sulfato de vísceras do O. niloticus e avaliar o efeito modulador desse composto no crescimento de cristais de oxalato de cálcio (OxCa). Para isso, os resíduos da tilapiocultura foram expostos a um processo de proteólise enzimática, seguido de complexação e descomplexação com resina catiônica Lewatit. Esse método permitiu obter uma mistura de GAGs, que em seguida foi exposta a técnicas de purificação baseadas em fracionamentos com acetona e cromatografia de troca iônica. Para caracterizar o material de estudo, foram realizadas análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear demonstraram que o CS purificado era de um condroitim-4-sufato (CSA), e este passou a ser denominado de condroitim sulfato de tilápia (CST). Dentre os resultados obtidos o CST (0,01 mg/mL) diminuiu o tamanho dos cristais de OxCa e aumentou em 15 vezes o número de cristais formados. Ensaios de microscopia de fluorescência mostraram que o CST tem esse efeito por interagir com as faces do cristal monohidrato de OxCa (COM), mas não nos cristais di-hidratados. Já dados de miscroscopia eletrônica de varredura indicaram que CST altera a morfologia dos cristais COM, fazendo-os assumir uma forma mais longilínea do que aqueles observados no grupo controle. Em paralelo, dados obtidos com células Madin-Darby célula renal canina (MDCK) mostraram que CST não apresenta citotoxicidade nas condições avaliadas (0,01 – 0,2 mg/mL). Os dados mostram que o CST é um CSA e que esse modula a formação de cristais OxCa, o colocando em uma posição de um possível agente anti-calculo renal, porém ainda é necessário mais estudos principalmente in vivo.


  • Mostrar Abstract
  • Glycosaminoglycans (GAGs) are sulfated polysaccharides that are naturally present in urine and have been identified as modulators of urinary stone formation. Among GAGs, chondroitin sulfate (CS) has shown promise as a possible modulator of crystal growth. Studies have revealed that aquatic organisms are alternative sources of CS with therapeutic potential. The fish Oreochromis niloticus, also known as Nile tilapia, was chosen for this study due to its high production and potential for environmental damage. The objective of this study was to isolate CS from O. niloticus viscera and evaluate its modulating effect on calcium oxalate (OxCa) crystal growth. The tilapia culture residues were subjected to an enzymatic proteolysis process, followed by complexation and decomplexation with Lewatit cationic resin to obtain a mixture of GAGs. The GAGs were then purified using fractionation with acetone and ion exchange chromatography. The purified CS was identified as chondroitin-4-sulfate (CSA) and named tilapia chondroitin sulfate (CST). CST (0.01 mg/mL) was found to decrease the size of OxCa crystals and increase the number of crystals formed by 15 times. Fluorescence microscopy assays revealed that CST interacts with the faces of the CaOx monohydrate (COM) crystal, but not with dihydrate crystals. Scanning electron microscopy indicated that CST alters the morphology of COM crystals, making them assume a more elongated shape. Additionally, the study showed that CST does not present cytotoxicity under the evaluated conditions (0.01 – 0.2 mg/mL) in Madin-Darby canine renal cell (MDCK) cells. These findings suggest that CST has potential as an anti-kidney stone agent, but further in vivo studies are needed to confirm its efficacy.

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  • TATIANA DOS SANTOS PAIS
  • AVALIAÇÃO DA TERATOGENICIDADE E TOXICIDADE EM PEIXE-ZEBRA (Danio rerio) DO EXTRATO BRUTO RICO EM CAROTENOIDES DE MELÃO CANTALOUPE (Cucumis melo L.) E NANONOENCAPSULADO EM GELATINA

  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • CHRISTINA DA SILVA CAMILLO
  • THAIS SOUZA PASSOS
  • KELLY ALENCAR SILVA
  • Data: 14/09/2023

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    O melão Cantaloupe apresenta uma polpa alaranjada rica em carotenoides, os quais podem promover diversos efeitos benéficos à saúde humana. Contudo, os carotenoides são extremamente instáveis a presença de oxigênio, luz, e ao calor, podendo ocasionar a redução das propriedades bioativas. Nesse contexto, a nanoencapsulação se apresenta como uma excelente estratégia para garantir a preservação e potencialização dos efeitos bioativos. Por outro lado, uma das grandes preocupações atuais está relacionada aos efeitos de toxicidade dessas nanopartículas. Com isso, o objetivo desse estudo foi avaliar a teratogenicidade do extrato bruto rico em carotenoides do melão Cantaloupe (EB) e das nanopartículas a base de gelatina suína contendo EB (EGS) em modelo animal de peixe-zebra (Danio rerio). O EB foi obtido a partir do melão Cantaloupe (Cucumis melo L.) em processos que envolveram secagem da polpa de melão (55 ̊C/24 h) para a obtenção de farinha, maceração em etanol (1:4 p/v), e partição em hexano (1:1 v/v). As nanopartículas foram obtidas por meio da técnica de emulsificação óleo em água (O/A). Para a caracterização das nanopartículas quanto a morfologia, interações químicas, tamanho de partículas e eficiência de encapsulamento, foram realizadas análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração a Laser e Eficiência de Incorporação (EI), respectivamente. Nos experimentos em modelo animal com peixe-zebra, para o teste de embriotoxicidade, os 308 embriões, distribuídos em 7 grupos foram expostos a concentrações de 12,5 mg/L e 50,0 mg/L de EB e EGS durante 96 horas pós fertilização (hpf) e com 7 dias pós fertilização (dpf) foi realizado o teste optomotor. Nos testes de toxicidade com peixe-zebra adultos, os 60 peixes foram distribuídos em seis grupos e expostos a concentrações de 12,5 mg/L e 50,0 mg/L de EB e EGS durante 96 horas, e então submetidos as análises de neurotoxicidade claro/escuro, tanque novo e social. Com base nos resultados de caracterização, EGS apresentou EI de 94% (4,04), superfície lisa, sem depressões, diâmetro de 88,7 nm (7,02) e índice de polidispersão de 0,41 (0,03). O FTIR evidenciou o surgimento de novas bandas vibracionais em EGS em comparação com EB, demonstrando novas interações químicas. Nos experimentos em modelo animal, após exposição por 96 hpf, não foram observadas anomalias nos grupos tratados com EB e EGS, e os batimentos cardíacos se mantiveram entre 132 e 138 rpm dentro do esperado para embriões, semelhante aos grupos controle negativo e DMSO. Os grupos que receberam EB e EGS não apresentaram alterações morfológicas significativas. O nível de mortalidade se apresentou abaixo de 20% revelando não haver um caráter embriotóxico e nem teratogênico para EB e EGS nas concentrações utilizadas. Houve uma melhora significativa na resposta visual motora das larvas exposta ao EB e EGS que pode ser atribuída ao poder antioxidante e precursor de vitamina A dos carotenoides. Não foram identificados efeitos adversos no comportamento dos adultos, todos foram similares ao comportamento do grupo controle, sem sinais de ansiedade, estresse, nem alterações no nado, velocidade, sociabilidade que indicassem qualquer tipo de toxicidade. Portanto, foi constatado que EB e EGS mantiveram características encontradas em estudos anteriores comprovando a reprodutibilidade do método, não houve sinais de teratogenicidade, cardiotoxicidade ou neurotoxicidade nas larvas e tanto EB quanto EGS melhoraram a função cognitiva e de resposta no modelo avaliado. Os peixes adultos não apresentaram sinais de ansiedade ou qualquer outro indicio de toxicidade evidenciando que EB e EGS são potencialmente seguros.



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  • Cantaloupe melon has an orange pulp rich in carotenoids, which can promote several beneficial effects on human health. However, carotenoids are extremely unstable in the presence of oxygen, light, and heat, which may reduce their bioactive properties. In this context, nanoencapsulation is an excellent strategy to ensure the preservation and enhancement of bioactive effects. On the other hand, one of the major current concerns is related to the toxicity effects of these nanoparticles. Therefore, this study aimed to evaluate the teratogenicity of the crude extract rich in carotenoids from Cantaloupe melon (CE) and of the porcine gelatin-based nanoparticles containing CE (EPG) in an animal model of zebrafish (Danio rerio). The CE was obtained from Cantaloupe melon (Cucumis melo L.) in processes that involved drying the melon pulp (55 ̊C/24 h) to obtain flour, maceration in ethanol (1:4 w/v) and partition in hexane (1:1 v/v). The nanoparticles were obtained using the oil-in-water (O/W) emulsification technique. For the characterization of nanoparticles in terms of morphology, chemical interactions, particle size and encapsulation efficiency, Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Laser Diffraction and Incorporation Efficiency (IE) analyses were carried out (IE), respectively. In the experiments in an animal model with zebrafish, for the embryotoxicity test, the 308 embryos, divided into seven groups, were exposed to concentrations of 12.5 mg/L and 50.0 mg/L of CE and EPG during 96 hours post fertilization (hpf) and seven days post fertilization (dpf) the optomotor test was performed. In the toxicity tests with adult zebrafish, the 60 fish were divided into six groups exposed to 12.5 mg/L and 50.0 mg/L of CE and EPG for 96 hours, and then submitted to light/dark neurotoxicity, new and social tank. Based on the characterization results, EPG showed an IE of 94% (4.04), a smooth surface without depressions, a diameter of 88.7 nm (7.02), and a polydispersion index of 0.41 (0.03). FTIR evidenced the emergence of new vibrational bands in EPG compared to CE, demonstrating new chemical interactions. In animal model experiments, no anomalies were observed after exposure to 96 hpf, in the groups treated with CE and EPG, and heartbeats remained between 132 and 138 rpm within the expected range for embryos, similar to the negative control and DMSO groups. The groups that received CE and EPG did not show significant morphological alterations. The mortality level was below 20%, revealing neither an embryotoxic nor teratogenic character for CE and EPG in the concentrations used. There was a significant improvement in the visual motor response of larvae exposed to CE and EPG, which can be attributed to the antioxidant power and vitamin A precursor of carotenoids. No adverse effects were identified on the behavior of adults, all were similar to the behavior of the control group, without signs of anxiety, stress, or changes in swimming, speed or sociability that would indicate any toxicity. Therefore, it was found that CE and EPG maintained characteristics found in previous studies, proving the method's reproducibility. There were no signs of teratogenicity, cardiotoxicity, or neurotoxicity in the larvae, and both CE and EPG improved cognitive function and response in the evaluated model. Adult fish showed no signs of anxiety or any other evidence of toxicity, showing that CE and EPG are potentially safe.

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  • ELISÂNGELA DA COSTA SILVA
  • ANÁLISE DA TOXICIDADE DO BIOMATERIAL HIDROXIAPATITA FUNCIONALIZADA COM O ÍON ESTRÔNCIO (Sr-HA) EM

    ZEBRAFISH (Danio rerio).

  • Orientador : SILVIA REGINA BATISTUZZO DE MEDEIROS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SILVIA REGINA BATISTUZZO DE MEDEIROS
  • VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • CÉSAR KOPPE GRISÓLIA
  • Data: 27/10/2023

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    A hidroxiapatita (HA) é um componente inorgânico essencial encontrado no tecido ósseo humano, e sua compatibilidade com sistemas biológicos a torna amplamente aplicável em diversos campos biomédicos. A capacidade de incorporar íons diversos na estrutura da HA permite a modificação de suas propriedades, tornando-as mais semelhantes às do próprio tecido ósseo. Um desses íonsque pode ser incorporado é o estrôncio, conhecido por sua habilidade em estimular a atividade osteogênica. No entanto, osefeitosbiológicosdasnanopartículasdeHAfuncionalizadascom estrôncio (SrHA) ainda não são completamente compreendidos. Para abordar essa lacuna, foi realizado um estudo de embriotoxicidade utilizando zebrafish (Danio rerio), seguindo as diretrizes da OCDE 236. Os embriões de zebrafish foram expostos a microesferas contendo nanopartículas de nSrHA sintetizadas a temperaturas de 5 °C e 90 °C por 120 horas. Durante o teste, foi avaliado a taxa de mortalidade, os parâmetros de desenvolvimento e a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Em 168 horas pós fertilização (hpf), parâmetros comportamentais foram avaliados por meio de respostas motoras e comportamento do tipo ansioso para verificar se os biomateriais causaram efeitos neurotóxicos. Os resultadosrevelaram que a taxa de sobrevivência diminuiunogrupoSrHAsintetizadoa5°C,ehouveumaumentona produção de ERO nesse grupo. No entanto, nenhum dos biomateriais causou alterações morfológicas que sugerissem toxicidade durante o desenvolvimento larval. Além disso, os testes comportamentais não mostraram diferenças significativas em nenhum dos grupos experimentais, sugerindo que a exposição aos biomateriais testados não teve efeitos neurotóxicos. Essas descobertasforneceminformaçõesvaliosassobreasegurançados biomateriais nanoestruturados à base de HA e destacam sua promissora aplicabilidade no reparo do tecido ósseo. Com o crescenteusodosbiomateriaisàbasedehidroxiapatita,éessencial investigações sobre a segurança dessesmateriais.



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    Hydroxyapatite (HA) is an essential inorganic component found in human bone tissue, and its compatibility with biological systems makesitwidelyapplicableinvariousbiomedicalfields.Theabilityto incorporate different ions into the HA structure allows the modification of its properties, making them more similar to those of bone tissue itself. One of these ions that can be incorporated is strontium, known for its ability to stimulate osteogenic activity. However, the biological effects of strontium-functionalized HA nanoparticles(SrHA)arenotyetcompletelyunderstood.Toaddress this gap, an embryotoxicity study was performed using zebrafish (Danio rerio), following OECD 236 guidelines. Zebrafish embryos were exposed to microspheres containing synthesized nSrHA nanoparticles at 5 °C and 90 °C for 120 hours. The mortality rate, development parameters, and production of reactive oxygen species (ROS) were evaluated during the test. At 168 hours post fertilization (hpf), behavioral parameters were assessed through motor responses and anxiety-like behavior to verify whether the biomaterialscausedneurotoxiceffects.Theresultsrevealedthatthe survival rate decreased in the SrHA group synthesized at 5 °C, and there was an increase in ROS production in this group. However, none of the biomaterials caused morphological changes that would suggest toxicity during larval development. Furthermore,behavioral tests showed no significant differences in any experimental groups, suggesting that exposure to the tested biomaterials did not have neurotoxic effects. These findings provide valuable information on the safety of HA-based nanostructured biomaterials and highlight theirpromisingapplicabilityinbonetissuerepair.Withtheincreasing use of hydroxyapatite-based biomaterials, investigations into the safety of these materials areessential.


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  • NATHÁLIA CRISTINA LOPES DE JORGE
  • Prospecção química, antioxidante e toxicológica das Esponjas Marinhas Suberites aurantiacus, Mycale angulosa e Halichondrida da Bacia Potiguar – RN

  • Orientador : ELIZEU ANTUNES DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELIZEU ANTUNES DOS SANTOS
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • DAYANNE LOPES GOMES
  • Data: 10/11/2023

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  • As esponjas marinhas são organismos bastante promissores na busca por moléculas bioativas com uma gama de atividades biológicas já reportadas na literatura científica, com destaque para os agentes antioxidantes. Sabendo que o estresse oxidativo está associado a várias condições de saúde, tais como: câncer, Parkinson, Alzheimer, entre outros, a busca por compostos que atuem no controle oxidativo se torna elemento chave na busca por novos tratamentos. A Bacia Potiguar do RN possui um vasto litoral com uma rica diversidade de espécies de esponjas marinhas, mas que em contrapartida é pouco explorada quanto ao seu potencial biotecnológico. Neste trabalho, realizamos a prospecção química, antioxidante e toxicológica de três espécies de esponjas coletadas no litoral da Bacia Potiguar: Suberites aurantiacus, Mycale (Zygomycale) angulosa e Halichondrida. Foram realizadas extrações sequenciais com n-hexano (HE) e clorofórmio/metanol, cujos extratos obtidos somente com HE foram denominados: HESUB, HEMYC e HEHALI, e os extratos obtidos apenas com CM: CMSUB, CMMYC e CMHALI para S. aurantiacus, M. angulosa e Halichondrida, respectivamente. O rendimento dos extratos foi o fator determinante para a escolha dos extratos CM que seriam caracterizados quimicamente por GC/MS e a avaliados quanto à sua atividade antioxidante pelos métodos: Capacidade Antioxidante Total (CAT), poder Redutor, sequestro de íons (superóxido, DPPH, Radical Hidroxila (OH)) e atividade Quelante de Íons (Ferroso (Fe2+) e Cuproso (Cu2+)). Os extratos CM das três esponjas também foram submetidos a ensaios toxicológicos in vitro com eritrócitos humanos e in vivo com larvas de Tenebrio molitor. A caracterização química por GC/MS revelou a presença álcoois, alcaloides, compostos fenólicos e lipídios (destes, principalmente a classes dos esteróis). Nos testes antioxidantes in vitro os extratos apresentaram a capacidade de sequestrar os radicais DPPH (CMHALI 60,91% ± 3,05; CMSUB 59,32% ± 3,71 e CMMYC 53,78% ± 6,96 com 1000 µg/mL) e os radicais hidroxila (CMSUB 96% ± 0,04 na concentração de 2000 µg/mL; CMMYC 37% ± 0,17 e CMHALI 54% ± 0,086 com 1000 µg/mL de extrato) e de quelar íons cobre (CMHALI 113,5% ± 1,93; CMSUB 112,1% ± 5,81 e o CMMYC com 110,6% ± 3,19 de atividade com 25 µg/mL de amostra), com destaque para a atividade quelante de cobre para os três extratos. Os ensaios toxicológicos in vitro e in vivo revelaram que em ambos os testes, em diferentes concentrações, as amostras não apresentaram efeitos tóxicos. Além disso, foram realizados ensaios antibacterianos contra as bactérias patogênicas Staphylococcus aureus e Escherichia coli, porém não foi observada tal atividade. Os resultados aqui apresentados sugerem que as esponjas marinhas desse litoral possuem propriedades farmacológicas que podem ser investigadas visando o isolamento dos metabólitos que são responsáveis pelas atividades antioxidantes apresentadas. Além disso, existe a possibilidade de investigar o potencial desses metabólitos frente a outras atividades biológicas.


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  • Marine sponges are very promising organisms in the search for bioactive molecules with a range of biological activities already reported in the scientific literature, with an emphasis on antioxidant agents. Knowing that oxidative stress is associated with various health conditions, such as cancer, Parkinson's, Alzheimer's, among others, the search for compounds that act on oxidative control becomes a key element in the quest for new treatments. The Potiguar Basin of RN has a vast coastline with a rich diversity of marine sponge species, but, on the other hand, it is little explored in terms of its biotechnological potential. In this work, we conducted chemical, antioxidant, and toxicological prospecting of three species of sponges collected on the coast of the Potiguar Basin: Suberites aurantiacus, Mycale (Zygomycale) angulosa, and Halichondrida. Sequential extractions were carried out with n-hexane (HE) and chloroform/methanol, and the extracts obtained only with HE were named HESUB, HEMYC, and HEHALI, while the extracts obtained only with CM were named CMSUB, CMMYC, and CMHALI for S. aurantiacus, M. angulosa, and Halichondrida, respectively. The yield of the extracts was the determining factor for choosing the CM extracts that would be chemically characterized by GC/MS and evaluated for their antioxidant activity using the following methods: Total Antioxidant Capacity (CAT), Reducing power, ion sequestration (superoxide, DPPH, Hydroxyl Radical (OH)) and Ion Chelating activity (Ferrous (Fe2+) and Cuprous (Cu2+)). CM extracts from the three sponges were also subjected to toxicological tests in vitro with human erythrocytes and in vivo with Tenebrio molitor larvae. Chemical characterization by GC/MS revealed the presence of alcohols, alkaloids, phenolic compounds, and lipids (mainly sterol classes). In in vitro antioxidant tests, the extracts showed the ability to scavenge DPPH radicals (CMHALI 60.91% ± 3.05; CMSUB 59.32% ± 3.71 and CMMYC 53.78% ± 6.96 at 1000 µg/mL) and hydroxyl radicals (CMSUB 96% ± 0.04 at a concentration of 2000 µg/mL; CMMYC 37% ± 0.17 and CMHALI 54% ± 0.086 with 1000 µg/mL of extract) and chelating copper ions (CMHALI 113.5% ± 1.93; CMSUB 112.1% ± 5.81 and CMMYC with 110.6% ± 3.19 activity with 25 µg/mL of the sample), with a particular emphasis on the copper chelating activity for three extracts. In vitro and in vivo toxicological tests revealed that, in both tests, at different concentrations, the samples did not exhibit toxic effects. Furthermore, antibacterial tests were conducted against the pathogenic bacteria Staphylococcus aureus and Escherichia coli, but no such activity was observed. The results presented here suggest that marine sponges from this coast have pharmacological properties that can be investigated with a view to isolating the metabolites responsible for the antioxidant activities presented. Furthermore, there is the possibility of investigating the potential of these metabolites in relation to other biological activities.

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  • BEATRIZ HELENA DANTAS RODRIGUES DE ALBUQUERQUE
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    CARACTERIZAÇÃO DE MARCADORES MOLECULARES COM POTENCIAL PARA TRIAGEM SEMINAL: VÍRUS E DOENÇAS METABÓLICAS


  • Orientador : DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • DANIELLE BARBOSA MORAIS
  • JULLIANE TAMARA ARAUJO DE MELO CAMPOS
  • KYVIA BEZERRA MOTA
  • Data: 10/11/2023

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    A infertilidade é uma condição que afeta milhões de casais em idade reprodutiva em todo o mundo, envolvendo tanto o sistema reprodutor masculino quanto o feminino. Embora os fatores masculinos contribuam para metade dos casos de infertilidade, uma parcela significativa desses casos permanece sem uma causa identificada. Isso sugere a possibilidade da existência de fatores etiológicos não caracterizados, que não são adequadamente avaliados pelas atuais investigações diagnósticas. Nesse contexto, o estudo realizado teve como objetivo a caracterização de marcadores moleculares e vírus associados à saúde masculina e à qualidade do sêmen. O primeiro capítulo apresenta uma revisão abrangente do viroma seminal humano. Foi observado que o número de pesquisas que investigam vírus que ocorrem no sêmen humano tem aumentado e, até o momento, esses estudos têm sido em sua maioria prospectivos ou relacionados a achados clínicos específicos. Através da análise conjunta de todos esses artigos, foram listados os vírus relacionados à piora dos parâmetros seminais e proposto um novo painel com os principais vírus já descritos que possivelmente afetam a fertilidade e a saúde masculina. Este painel pode auxiliar na avaliação da qualidade do sêmen e servir como ferramenta de investigação em casos de infertilidade. O segundo capítulo, teve por objetivo identificar genes relevantes para o diagnóstico e a detecção precoce de distúrbios metabólicos hereditários, usando bancos de dados renomados, como OMIM e Orphanet. Foram identificados 228 genes associados a distúrbios metabólicos, referidos aqui como GADM. Notavelmente, esses genes se distribuem por quase todos os cromossomos, com uma ausência notável no cromossomo Y. Em termos de variantes genéticas, o gene APOB destacou-se com o maior número registrado. Aprofundando na prevalência de fenótipos, os distúrbios do metabolismo dos aminoácidos emergiram como a categoria mais prevalente. Também foi observado que o padrão autossômico recessivo era dominante em termos de herança. Através de uma análise meticulosa de interações proteína-proteína, revelou-se uma rede intricada que liga genes de fenótipos altamente prevalentes a outros menos frequentes. Esse mapeamento tem implicações significativas, pois indica os genes-chave para futuras investigações. A partir desta pesquisa, foram estabelecidos painéis direcionados de genes primários para a triagem e diagnóstico de doenças metabólicas em variados contextos. Este estudo reforça a necessidade de integrar dados de interações proteína-proteína para iluminar os mecanismos subjacentes de fenótipos metabólicos e potencialmente descobrir novos alvos terapêuticos ou biomarcadores para estas condições. Em suma, os resultados desta dissertação contribuem para o avanço das estratégias de diagnóstico da infertilidade do fator masculino, bem como para uma compreensão mais substancial para o aconselhamento genético e reprodutivo das doenças metabólicas.



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    Infertility is a condition that affects millions of couples of reproductive age worldwide, involving both the male and female reproductive systems. While male factors contribute to half of infertility cases, a significant portion of these cases remains without an identified cause. This suggests the possibility of unidentified etiological factors that are not adequately assessed by current diagnostic investigations. In this context, the conducted study aimed to characterize molecular markers and viruses associated with male health and semen quality. The first chapter provides a comprehensive review of the human seminal virome. It was observed that the number of studies investigating viruses occurring in human semen has increased, and thus far, these studies have mostly been prospective or related to specific clinical findings. Through the combined analysis of all these articles, viruses related to deteriorating seminal parameters were listed, and a new panel with the main viruses already described that possibly affect fertility and male health was proposed. This panel can assist in evaluating semen quality and serve as a research tool in cases of infertility. The second chapter aimed to identify genes relevant to the diagnosis and early detection of hereditary metabolic disorders, using renowned databases such as OMIM and Orphanet. A total of 228 genes associated with metabolic disorders, referred to as GADM here, were identified from the 372 records extracted from OMIM. Notably, these genes are distributed across nearly all chromosomes, with a notable absence on the Y chromosome. In terms of genetic variants, the APOB gene stood out with the highest number recorded. Delving into phenotype prevalence, amino acid metabolism disorders emerged as the most prevalent category. It was also observed that autosomal recessive inheritance was dominant. Through a meticulous analysis of protein-protein interactions, an intricate network linking genes with highly prevalent phenotypes to less frequent ones was revealed. This mapping has significant implications as it indicates key genes for future investigations. From this research, targeted panels of primary genes for screening and diagnosing metabolic diseases in various contexts were established. This study underscores the need to integrate protein-protein interaction data to illuminate the underlying mechanisms of metabolic phenotypes and potentially discover new therapeutic targets or biomarkers for these conditions. In summary, the findings of this dissertation contribute to advancing diagnostic strategies for male factor infertility and to a more comprehensive understanding of genetic and reproductive counseling for metabolic diseases.


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  • BELICIA SANTANA DA SILVA
  • Caracterização e expressão gênica de cepas ambientais do gênero acinetobacter sp. na biodegradação de petróleo

  • Orientador : LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • THIAGO BRUCE RODRIGUES
  • VÂNIA MARIA MACIEL MELO
  • Data: 01/12/2023

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  • A poluição que advém do petróleo pode ter efeitos significativos e duradouros no meio ambiente. A biorremediação pode ser uma alternativa a essa problemática. Diversos estudos relatam o potencial biotecnológico para a biorremediação por Acinetobacter baumannii ambientais. Contudo, ainda é necessário expandir a compreensão dos mecanismos genéticos dessa espécie para maximizar seu potencial biotecnológico. Sendo assim, esse trabalho visa caracterizar cepas de Acinetobacter baumannii oleumficedula, identificar os genes relacionados com a biodegradadação de hidrocarbonetos, bem como a sua presença nas vias de degradação e analisar a expressão dos genes alvos. Para tanto, foram realizadas analises de produção de biossurfactantes, estimativa de degradação de hidrocarbonetos, analises de expressão dos genes e avaliação do genoma das cepas. A partir dessas analises, foi possível constatar a eficiência de todas as cepas na produção de biossurfactante, as cepas apresentaram uma estimativa de degradação de hidrocarbonetos que variou de 7,94 a 69,82%. Foram identificados aproximadamente 81 genes diferentes associados a biorremediação em 16 vias metabólicas distintas. Foi observado a expressão de 12 genes, todos eles foram regulados positivamente. Ao observar o contexto genômico a foi verificada a similaridade genética das cepas. Contudo, mesmo apresentando similaridades genéticas as cepas mostram diferenças fenotípicas significativas isso pode ser atribuído a presença de um regulador master ou regulon. Por fim, pode-se inferir que todas as cepas são promissoras para aplicação na degradação de hidrocarbonetos.



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  • Pollution from oil can have significant and long-lasting effects on the environment. Bioremediation can be an alternative to this problem. Several studies report the biotechnological potential for bioremediation by environmental Acinetobacter baumannii. However, it is still necessary to expand the understanding of the genetic mechanisms of this species to maximize its biotechnological potential. Therefore, this work aims to characterize strains of Acinetobacter baumannii oleumficedula, identify genes related to the biodegradation of hydrocarbons, as well as their presence in degradation pathways and analyze the expression of target genes. To this end, analyzes of biosurfactant production, estimation of hydrocarbon degradation, gene expression analysis and evaluation of the strains' genome were carried out. From these analyses, it was possible to verify the efficiency of all strains in the production of biosurfactant, the strains presented an estimate of hydrocarbon degradation that varied from 7.94 to 69.82%. Approximately 81 different genes associated with bioremediation were identified in 16 distinct metabolic pathways. The expression of 12 genes was observed, all of which were upregulated. By observing the gnomic context, the genetic similarity of the strains was verified. However, even with genetic similarities, the strains show significant phenotypic differences, which can be attributed to the presence of a master regulator or regulon. Finally, it can be inferred that all strains are promising for application in hydrocarbon degradation.

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  • ARIANA PEREIRA DA SILVA
  • PROSPECÇÃO DA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE IN VITRO E IN VIVO DOS EXTRATOS DA SEMENTE DE CHAÑAR (GEOFFROEA DECORTICANS) (GILL. EX HOOK. ET ARN.) BURKART (FABACEAE).

  • Orientador : KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • CARLOS HENRIQUE SALVINO GADELHA MENESES
  • Data: 22/12/2023

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  • O uso de plantas para fins medicinais é uma prática realizada desde os tempos diversas partes das plantas são utilizadas para esse fim, sendo que a sua utilização da-se como fonte terapêutica complementar A Geoffroea decorticans, conhecida popularmente como Chañar, é uma planta nativa do Chile, pertencente à família das Fabaceae, Todas as partes dessa planta possuem uso na medicina popular, indo desde atividade expectorante, incluindo distúrbios broncopulmonares e alívio das dores, além de atividade antioxidante e antinociceptiva No entanto, há poucos estudos relatando tais atividades com extratos da semente de Chañar. Posto isso, nosso trabalho teve como objetivo avaliar e caracterizar o potencial antioxidante, citotóxico e de proteção frente ao estresse oxidativo induzido por sulfato de cobre (CuSO4) dos extratos etanólico (EE) e aquoso (EA) da semente de Chañar utilizando metodologias in vitro e in vivo. Os dois extratos produzidos tiveram sua caracterização fitoquímica realizada por meio de HPLC – GC-MS/MS além de ensaios expectofotométricos como:  compostos fenólicos totais e flavonoides totais. Posteriormente, foram realizados ensaios bioquímicos com o intuito de avaliar o potencial antioxidante in vitro por meio de cinco ensaios espectrofotométricos (Capacidade antioxidante total-CAT, poder redutor; 2,2-difenil-1-picril-hidrazil-DPPH; quelação de cobre e ferro) que visaram verificar os possíveis modos de ação pelos quais estes compostos bioativos estariam contribuindo com a manutenção da homeostase redox celular. Foi utilizada também a linhagem celular de fibroblastos 3T3 ATCCCCL-92 para avaliar a citotoxicidade, do EE e EA, bem como o papel protetivo dos extratos quando esta linhagem celular foi submetida ao agente estressor sulfato de cobre (CuSO4), além do potencial em induzir ou não a migração celular. Após a realização dos testes in vivo, os extratos foram testados em modelo animal invertebrado (Tenebrio molitor), foram realizados ensaios de sobrevivência onde foi avaliada a toxicidade dos extratos assim como a capacidade protetora contra estresse oxidativo por sulfato de cobre. Avaliando também parâmetros de melanização. Deste modo, os resultados obtidos por cromatografia detectaram a presença de metabólitos secundários como: Fitol; Alfa-tocoferol; Vitexina e Rutina. Os ensaios espectrofotométricos in vitro demonstram a capacidade antioxidante dos extratos atuarem por diferentes mecanismos de ação (inibindo, sequestrando e quelando). Enquanto que os ensaios em modelo celular 3T3 demonstraram a ausência de citotoxicidade do EE e EA, também conferindo proteção frente ao estresse por (CuSO4) e capacidade de migração celular. Em modelo animal os extratos mostraram mais uma vez a excelente capacidade protetora frente ao estresse oxidativo, capaz de combater radicais livres gerados, mitigando a melanização exacerbada pelo estresse e a ausência de modulação no processo de metamorfose do inseto. Tomados em conjunto os ensaios (in vitro e in vivo) os extratos EE e EA das sementes de Chañar são fonte de compostos bioativos com excelentes propriedades antioxidantes.


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  • The use of plants for medicinal purposes has been practiced since time immemorial. Various parts of plants are used for this purpose, and their use is as a complementary therapeutic source Geoffroea decorticans, popularly known as Chañar, is a plant native to Chile, All parts of this plant are used in folk medicine, ranging from expectorant activity, including bronchopulmonary disorders and pain relief, as well as antioxidant and antinociceptive activity. However, few studies are reporting such activities with Chañar seed extracts. That said, our work aimed to evaluate and characterize the antioxidant, cytotoxic and protective potential against oxidative stress induced by copper sulfate (CuSO4) of the ethanolic (EE) and aqueous (EA) extracts of Chañar seed using in vitro and in vivo methodologies. The two extracts produced were phytochemically characterized using HPLC - GC-MS/MS, as well as spectrophotometric tests such as total phenolic compounds and total flavonoids. Subsequently, biochemical tests were carried out to assess the in vitro antioxidant potential using five spectrophotometric tests (total antioxidant capacity-CAT, reducing power; 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl-DPPH; copper and iron chelation) aimed at verifying the possible modes of action by which these bioactive compounds could be contributing to the maintenance of cellular redox homeostasis. The 3T3 ATCCCCL-92 fibroblast cell line was also used to assess the cytotoxicity of EE and EA, as well as the protective role of the extracts when this cell line was subjected to the stress agent copper sulfate (CuSO4), in addition to the potential to induce cell migration or not. After carrying out the in vivo tests, the extracts were tested on an invertebrate animal model (Tenebrio molitor). Survival tests were carried out to assess the toxicity of the extracts and their protective capacity against oxidative stress caused by copper sulfate. Melanisation parameters were also assessed. The results obtained by chromatography detected the presence of secondary metabolites such as phytol, alpha-tocopherol, vitexin and rutin. The in vitro spectrophotometric tests demonstrated the antioxidant capacity of the extracts to act by different mechanisms of action (inhibiting, sequestering and chelating). The tests on the 3T3 cell model demonstrated the absence of EE and EA cytotoxicity, also conferring protection against (CuSO4) stress and cell migration capacity. In the animal model, the extracts once again showed their excellent protective capacity against oxidative stress, capable of combating the free radicals generated, mitigating the melanization exacerbated by stress and the lack of modulation in the insect's metamorphosis process. Taken together (in vitro and in vivo), the EE and EA extracts of Chañar seeds are a source of bioactive compounds with excellent antioxidant properties.

Teses
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  • ANNA BEATRIZ SANTANA LUZ
  • Modelos experimentais que simulam a digestão proteolítica humana e prospecção in sílico de peptídeos derivados do inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo com potencial anti-SARS-CoV-2

  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • ALEXANDRE COELHO SERQUIZ
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • DAVI SERRADELLA VIEIRA
  • NORBERTO DE KASSIO VIEIRA MONTEIRO
  • RICHELE JANAINA ARAUJO MACHADO
  • Data: 23/01/2023

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  • As proteínas são macromoléculas multifuncionais e também atuam como fontes de aminoácidos e energia. A hidrólise de proteínas também gera inúmeros peptídeos bioativos com diversas funções no organismo. Nesse contexto, as proteínas são fontes de produtos biológicos (que podem ser empregados para o controle e tratamento de diversas doenças humanas), tornando-se fortes candidatos para o manejo e tratamento de doenças como a COVID-19. Buscou-se investigar modelos experimentais que mimetizam a digestão humana e prospectar peptídeos provenientes do inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo (ITTp). Os dois primeiros capítulos desse estudo são referentes a uma revisão sistemática (RS), e estão organizados da seguinte forma: o primeiro apresenta o protocolo de RS com registro no International Prospective Register of Systematic Reviews (sob o número CRD42020198709);e o segundo a RS, que reuniu estudos in vitro, nos quais contaram com a utilizaração de procedimentos metodológicos capazes de mimetizar a digestão gastrointestinal de proteínas. Os artigos foram selecionados de acordo com a estratégia: população do estudo, intervenções, controle, resultados e tipo de estudo. As buscas foram realizadas nas bases de dados Pubmed, Web of Science, Science direct, Embase, Biblioteca Virtual em Saúde e Scopus. A avaliação da qualidade metodológica foi executada por meio da ferramenta Office of Health Assessment and Translation. Foram selecionados 1.986 artigos, resultando em 20 estudos elegíveis. Os resultados procuraram descrever os procedimentos metodológicos empregados in vitro para simular a digestão de proteínas animais ou vegetais. O terceiro capítulo refere-se a um estudo in sílico de prospecção de peptídeos nativos e análogos com potencial anti-SARS-Cov-2, derivados do ITTp. Os peptídeos nativos foram obtidos a partir de clivagens enzimáticas do ITTp in sílicoe os análogos foram gerados por meio da substituição de aminoácidos nas sequências primárias dos peptídeos nativos. O potencial anti-SARS-CoV-2 foi investigado por meio da simulação por dinâmica molecular entre os peptídeos e os sítios de ligação da serino protease transmembranar 2 (TMPRSS2), necessária para a entrada do SARS-CoV-2 na célula do hospedeiro, gerando o pedido de patente: BR 10 2022 020330 0. A melhor energia potencial de interação ocorreu entre a TMPRSS2 e um dos peptídeos nativos obtido pela clivagem com a tripsina (-287.48 kJ.mol-1) e seu peptídeo análogo (-293.49 kJ.mol-1). Assim, ambos os peptídeos apresentaram muitos resíduos hidrofóbicos, propriedade físico-química comum entre os peptídeos que inibem a entrada de vírus envelopados, como o SARS-Cov-2, presentes em medicamentos para o tratamento de doenças relacionadas a esses vírus envelopados. Diante disso, essa pesquisa apresenta uma expressiva contribuição científica, visto que a RS agrupou dados importantes que propiciarão subsídios para o desenvolvimento de estudos relacionados à aplicação clínica de peptídeos bioativos, concluindo-se que, apesar de modelos experimentais dinâmicos in vitro serem mais precisos, os modelos estáticos podem ser utilizados para simular a digestão proteolítica humana, desde que sejam controladas as condições fisiológicas e haja uma comparação com estudos in vivo para garantir maior precisão dos resultados. Ademais, o estudo in sílico gerou, a partir da clivagem do ITTp 56/287, potenciais candidatos a agentes inibidores da infecção por SARS-CoV-2, por meio da interação com a TMPRSS2, encorajando futuras investigações in vitro e in vivo para que os peptídeos aqui prospectados sejam utilizados como medicamentos específicos no tratamento da COVID-19 e de outras enfermidades.


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  • Proteins are multifunctional macromolecules and also act as sources of amino acids and energy. Protein hydrolysis also generates numerous bioactive peptides with different functions in the body. In this context, proteins are sources of biological products that can be used for the control and treatment of various human diseases, and may be candidates for the management and treatment of diseases such as COVID-19. To investigate experimental models that mimic human digestion and prospect peptides from trypsin inhibitor purified from tamarind (TTIp) seeds. The first two chapters of this study are referring to a systematic review (SR), and are organized as follows: the first chapter presents the SR protocol registered in the International Prospective Register of Systematic Reviews (under number CRD42020198709); and the second chapter is the SR of in vitro studies that used methodological procedures to mimic the gastrointestinal digestion of proteins. Articles were selected according to the study population, interventions, control, results and type of study strategy. The searches were carried out in Pubmed, Web of Science, Science direct, Embase, Virtual Health Library and Scopus databases. The methodological quality assessment was performed using the Office of Health Assessment and Translation tool. A total of 1.986 articles were selected, resulting in 20 eligible studies. In the results section, we describe the methodological procedures used in vitro to simulate the digestion of animal or vegetable proteins. The third chapter refers to an in silico prospecting study of native peptides and analogues with anti-SARS-Cov-2 potential, derived from TTIp. Native peptides were obtained from enzymatic cleavages of TTIp in silico and analogues were generated by replacing amino acids in the primary sequences of native peptides. The anti-SARS-CoV-2 potential was investigated by simulating molecular dynamics between the peptides and the binding sites of transmembrane serine protease 2 (TMPRSS2), necessary for the entry of SARS-CoV-2 into the host cell, and generated a patent application: BR 10 2022 020330 0. The best interaction potential energy occurred between TMPRSS2 and one of the native peptides obtained by cleavage with trypsin (-287.48 kJ.mol-1) and its analogue peptide (-293.49 kJ.mol-1). Thus, both peptides had many hydrophobic residues, a common physical-chemical property among peptides that inhibit the entry of enveloped viruses, such as SARS-Cov-2, present in drugs used to treat of diseases related to these enveloped viruses. Therefore, this research presents an expressive scientific contribution, since the SR grouped important data that will provide subsidies for development of studies related to the clinical application of bioactive peptides, concluding that, although in vitro dynamic experimental models are more accurate, static models can be used to simulate human proteolytic digestion, provided that the physiological conditions are controlled and there is a comparison with in vivo studies to ensure greater accuracy of the results. In addition, the in silico study resulted, from the cleavage of TTIp 56/287, in potential candidates for agents that inhibit SARS-CoV-2 infection, through interaction with TMPRSS2, encouraging future in vitro and in vivo investigations that aim to use the peptides prospected here as specific medicines for the treatment of COVID-19 and other diseases.

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  • FRANCISCO CARLOS DA SILVA JUNIOR
  • A LOOK BEYOND THE PARTICULATE MATTER AND PRIORITY POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS (PAHs): A COMPREHENSIVE INVESTIGATION OF THE TOXICITY OF RETENE

     
  • Orientador : SILVIA REGINA BATISTUZZO DE MEDEIROS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • SILVIA REGINA BATISTUZZO DE MEDEIROS
  • VIVIANE SOUZA DO AMARAL
  • FABIANO PERES MENEZES
  • JULIANA DA SILVA
  • RENATA CANALLE
  • Data: 07/02/2023

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  • O material particulado (PM) é considerado uma das maiores ameaças à saúde humana em todo o mundo, no entanto, ainda há incertezas significativas e lacunas de conhecimento em relação a muitos dos produtos químicos responsáveis por esses efeitos, como os HPAs. Os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) são uma ampla classe de compostos químicos com significativo potencial mutagênico e carcinogênico, prejudicando assim o bem-estar do ser humano. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos inclui 16 HPAs prioritários nas avaliações de risco e analises de rotina ambiental. O reteno (1-metil-7-isopropilfenantreno; RET), um HPA não-prioritário, é um dos HPAs mais amplamente produzidos após incêndios florestais. Atualmente, os endpoints tóxicos do RET permanecem incertos, especialmente focando na saúde humana. Portanto, dividido em cinco capítulos, o objetivo deste trabalho foi investigar de forma abrangente os endpoints tóxicos do RET. No primeiro capítulo, por meio de uma revisão sistemática e meta-análise, foi demonstrada a presença de associação entre exposição ao PM e instabilidade genética em diferentes populações humanas, sendo que esse dano precoce pode levar à suscetibilidade a doenças complexas, inclusive o câncer de pulmão. No segundo capítulo, foi demonstrado que grande parte do conhecimento sobre os HPAs se restringe aos prioritários; entretanto, existem outros HPAs não prioritários no meio ambiente, cujos potenciais mutagênicos e carcinogênicos são subestimados nas avaliações de risco e análises de rotina ambiental, incluindo o RET. No terceiro capítulo, usando células de pulmão humano (A549), os resultados revelaram que o RET pode diminuir significativamente a viabilidade celular, bem como aumentar o potencial de membrana mitocondrial e o conteúdo mitocondrial, levando a um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ERO). Além disso, RET levou a um aumento significativo na frequência de mutações cromossômicas, como micronúcleos (MN), pontes nucleoplásmicas (PNs) e brotos nucleares (BNs) mas não mutagenicidade em cepas de Salmonella; além de morte celular, principalmente por necrose. O quarto capítulo mostrou, usando análise in-silico de genes diferencialmente expressos, redes de interação e análise do perfil transcricional em células A549, que RET induziu variações em vários genes relacionados ao metabolismo, transcrição e controle traducional, estresse oxidativo, ciclo celular, replicação e reparo do DNA. Os genes envolvidos nesses processos podem explicar os fenótipos tóxicos demonstrados pela análise in sílico tais como genotoxicidade, mutagenicidade e carcinogenicidade. No quinto capítulo, usando o zebrafish (Danio rerio) como modelo experimental, RET induziu aumento na frequência de micronúcleos em eritrócitos e forneceu novas evidências sugerindo alterações comportamentais devido a mudanças no estado redox e na expressão de RNAm dos sistemas neurotransmissores em cérebros de zebrafish. No geral, esses resultados reforçam a necessidade de olhar além da prioridade em pesquisa toxicológica sobre HPAs, especialmente aqueles cujos potenciais tóxicos permanecem subestimados, como o RET, destacando a importância de incluir este HPA nas avaliações de risco e análises ambientais de rotina no futuro devido a todos os efeitos tóxicos potenciais em humanos.


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  • Particulate matter (PM) is considered one of the greatest threats to human health worldwide, there is still significant uncertainty and knowledge gaps with regard to many of the chemicals responsible for these effects such as PAHs. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are a wide class of chemical compounds with significant mutagenic and carcinogenic potentials, thereby harming human well-being. The United States – Environmental Protection Agency (US-EPA) includes 16 priority PAHs in risk assessment or routine environmental analyses. Retene (1-methyl-7-isopropylphenanthrene; RET), a non-priority PAH, is one of the most widely produced PAHs following forest fires. At present, the toxic endpoints of RET remain unknown, especially in human health. Therefore, divided into five chapters, this work comprehensively investigated the toxic endpoints of RET. In the first chapter, through a systematic review and meta-analysis, it was demonstrated the presence of an association between exposure to PM and genetic instability in different human population, which this early damage may lead to susceptibility to complex diseases, including lung cancer. The second chapter demonstrated that much of the knowledge on the PAHs is restricted to the priority ones; however, there are other non-priority PAHs in the environment, whose mutagenic and carcinogenic potentials are underestimated in risk assessments and routine environmental analysis, especially RET. In the third chapter, using human lung cells (A549), the results revealed that RET can significantly decrease cell viability, increase oxidative stress, mitochondrial membrane potential, and mitochondrial contents, leading to an increased reactive oxygen species (ROS) production. Besides, RET led to a significant increase in chromosomal mutations such as micronuclei (MN), nucleoplasmic bridges (NPBs), and nuclear buds (NBUDs) frequency but not mutagenicity in Salmonella strains, as well as cell death, mainly due to necrosis. The fourth chapter showed, using in-silico analysis of differentially expressed genes (DEGs), interaction networks, and transcriptional profiles in A549 cells, that RET induced variations in several genes related to metabolism, transcriptional and translational control, oxidative stress, cell cycle, DNA replication, and repair. Genes involved in these processes may explain the toxic phenotypes demonstrated using the in-silico analyses such as genotoxicity, mutagenicity, and carcinogenicity. In the fifth chapter, using zebrafish (Danio rerio) as an experimental model, RET affected DNA generating micronuclei in erythrocytes and provided new evidence suggesting behavioral alterations due to changes in redox status and the mRNA expression of the neurotransmitter systems in zebrafish brains. Overall, these results reinforce the need to look beyond the priority in toxicological research on PAHs, especially those whose toxic potentials remain underestimated such as RET, highlighting the importance of including this PAH in risk assessments and routine environmental analysis in the future especially due its toxic effects in humans.

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  • LUCIANA FENTANES MOURA DE MELO
  • EXTRATOS E FRAÇÕES DE Coccoloba alnifolia: POTENCIAL ANTIOXIDANTE, IMUNOMODULADOR E CICATRIZANTE in vitro

  • Orientador : KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • RIVA DE PAULA OLIVEIRA
  • CARLOS HENRIQUE SALVINO GADELHA MENESES
  • DEBORAH YARA ALVES CURSINO DOS SANTOS
  • Data: 29/03/2023

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  • O estresse oxidativo é um desequilíbrio entre a produção das espécies reativas e os antioxidantes. O acúmulo de espécies reativas no organismo pode resultar em danos nos tecidos e órgãos, potencialmente induzindo a uma variedade de alterações fisiológicas que comprometem a homeostase e podem ser associadas a doenças cardíacas, neurológicas e câncer, por exemplo. Tem sido observado que compostos fenólicos derivados de plantas apresentam a capacidade de sequestrar e neutralizar os radicais livres em excesso. A espécie C. alnifolia, uma árvore da mata atlântica, apresenta poucos estudos etnobotânicos. Estudos anteriores do grupo mostraram que os extratos obtidos de folhas apresentaram um potencial antioxidante. Assim, neste trabalho, o objetivo foi avaliar o potencial antioxidante, imunomodulatório dos extratos etanólico (EE) e aquoso (EA) e de duas frações obtidas a partir do extrato aquoso (frações do acetato de etila (FA) e butanólica (FB)). Estas duas frações foram escolhidas a partir do perfil obtido após a análise em cromatografia líquida de alta performance, acoplada ao detector de diodo (CLAE-DAD). Estas duas frações foram caracterizadas por meio de ensaios in vitro quanto ao potencial antioxidante. Foi observado que ambas o possuem, entretanto, a FB, apresentou maior potencial antioxidante em relação à FA. Entre os resultados da atividade antioxidante obtidos, o que mais chamou a atenção foi a quelação de cobre, que não havia sido observada anteriormente no extrato bruto (EA). A partir destes resultados, foi avaliado o potencial imunomodulatório por meio de ensaios com a célula RAW 267.4. Primeiramente, foi verificado que tanto os extratos quanto as duas frações não foram citotóxicos. Em seguida, considerando a complexidade do processo inflamatório, foi analisado então o efeito de EE e de EA na produção de ROS após o tratamento com lipopolissacarídeo (LPS). Para isso, foram utilizadas três concentrações de extratos (100, 250 e 500 µg/mL). Verificou-se que ambos os extratos foram capazes de reduzir a produção de ROS quando comparados ao controle positivo (tratado com LPS). Além disso, a redução de ROS obtida com o EE foi semelhante ao controle negativo (sem o tratamento com LPS). Depois, foi verificada a capacidade dos extratos e das frações de inibir a produção de óxido nítrico (NO). Tanto os extratos como as frações foram capazes de inibir a produção e a liberação de NO nas três concentrações testadas, de forma dose-dependente, com redução maior que 50%. Ainda em relação aos extratos, foi avaliada a atividade fagocítica, pois essa é importante para a avaliação da atividade imunomoduladora. Essa análise foi realizada apenas com a concentração de 500 μg/mL, e verificou-se uma redução de 30% para EE e de 50% para EA. Considerando que as citocinas são importantes mediadores para a resposta imune e inflamatória, estas foram avaliadas utilizando duas metodologias, como a medição de citocinas por citometria de fluxo, em que houve aumento de IL-17 e de qRT-PCR, em que houve redução de iNOS e de IL-10, pelo EE. Com base nesses resultados, foi avaliado também o potencial dos extratos e das frações na migração celular utilizando a linhagem celular NHI/3T3 (fibroblastos) em culturas submetidas ao ensaio da ferida. Os resultados obtidos mostraram que ambos os extratos e frações, em 24 h, promoveram uma migração celular, tendo um fechamento em torno de 60% da ferida para os extratos, e em 75% para a fração FB, enquanto no controle (sem extrato), a porcentagem de migração celular foi em torno de 40%. Desse modo, os dados aqui apresentados demonstraram que os EE e EA e as frações FA e FB de C. alnifolia, possuem potencial antioxidante, imunomodulador, assim como apresentam a capacidade de induzir a migração celular envolvida no processo de cicatrização de feridas in vitro, propriedades importantes para extratos e frações com potencial para atuar na dinâmica do processo inflamatório e de dano tecidual. Com isso, conclui-se que tanto os extratos quanto as frações possuem potenciais aplicações futuras para biotecnologia em saúde.


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  • Oxidative stress is an imbalance between the production of reactive species and antioxidants. The accumulation of reactive species can result in damage to tissues and organs, and it can induce various physiological changes that compromise cellular homeostasis. This imbalance can be associated with diseases such as cardiac, neurological, and cancer. It has been observed that plants' phenolic compounds can scavenge and neutralize the excess of free radicals. C. alnifolia, the plant that is the focus of our research, is a tree from the Atlantic Forest and is known to have few ethnobotanical studies. Previous studies by our group have shown that extracts obtained from the leaves of this plant have antioxidant potential. Thus, in this work, the aim was to evaluate the antioxidant and immunomodulatory potential of the ethanolic extract (EE), aqueous extract (AE), and two fractions obtained from the aqueous extract – the ethyl acetate (AF) and butanolic (BF). These two fractions were chosen based on the profile obtained after analysis in high-performance liquid chromatography coupled to a diode detector (HPLC-DAD). In addition, these fractions were characterized here for their antioxidant potential by using in vitro assays. It was observed that both have antioxidant potential. The FB, however, displayed higher antioxidant potential compared to the FA. Within the antioxidant activity, the results obtained pointed out the chelation of copper, which had not been observed previously in the crude extract (EA). From these results, the immunomodulatory potential was evaluated through assays with the RAW 267.4 cell. First, it was verified that both the extracts and the two fractions were not cytotoxic. Then, considering the complexity of the inflammatory process, the effect of EE and EA on the production of ROS after treatment with lipopolysaccharide (LPS) was analyzed. For this, three concentrations of extracts were used (100, 250, and 500 µg/mL). Both extracts were found to be able to reduce ROS production when compared to the positive control (treated with LPS). Furthermore, the ROS reduction achieved with EE was similar to the negative control (without LPS treatment). Next, the ability of the extracts and fractions to inhibit nitric oxide production was verified. Both the extracts and the fractions were able to inhibit the production and release of NO at the three concentrations tested, in a dose-dependent manner, with a reduction of more than 50%. Moreover, the phagocytic activity was evaluated only for EE and AE. This analysis was done only at a concentration of 500 μg/mL, and a reduction in phagocytosis of 30% for EE and 50% for EA was observed. Considering that cytokines are important mediators for the immune and inflammatory response, they were evaluated using two methods such as the measurement of cytokines by flow cytometry, where there was observed an increase in IL-17, and by qRT-PCR, where there was a reduction in iNOS and IL -10 mRNA in the treatment with EE. Based on these results, the potential of extracts and fractions in cell migration was also evaluated using the NHI/3T3 cell line (fibroblasts) in cultures submitted to the wound assay. The results obtained showed that both extracts and fractions in 24 h promoted cell migration, with 60% wound closure for the extracts, and 75% for the FB fraction, while the control (no extract) migration percentage was around 40%. Therefore, the data presented here show that the EE and EA and the FA and FB fractions of C. alnifolia have antioxidant and immunomodulatory potential, as well as the ability to induce cell migration involved in the in vitro wound healing process. Besides, it was evidenced in this study important properties of extracts and fractions that have the potential to act on the dynamics of the inflammatory process and tissue damage. Consequently, both extracts and fractions have potential applications for health biotechnology.

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  • ANA CAMILA CAMPELO DE ALBUQUERQUE NUNES
  • OS EFEITOS INDISCRIMINADOS DOS ESTEROIDES ANABOLIZANTES ANDROGÊNICOS NO SISTEMA CARDIOVASCULAR E SUA ANÁLISE POR BIOQUÍMICA QUÂNTICA 

  • Orientador : UMBERTO LAINO FULCO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • UMBERTO LAINO FULCO
  • EDILSON DANTAS DA SILVA JUNIOR
  • EUDENILSON LINS DE ALBUQUERQUE
  • JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • LUIZ ANTONIO RIBEIRO JUNIOR
  • VALDER NOGUEIRA FREIRE
  • Data: 25/05/2023

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  • Os esteroides androgênicos anabolizantes (AAS), derivados naturais e sintéticos da testosterona, são substâncias com características tanto androgênica como anabólica, que são utilizados tanto de forma clínica como também por atletas por suas propriedades anabólicas. No entanto, se questiona os efeitos anabólicos da testosterona e seus derivados, pois o que se sabe é que eles são eficazes para aumentar o desempenho e melhorar a aparência física, mesmo tendo efeitos colaterais que podem impactar sobre a saúde e o bem-estar. Esta tese apresenta duas pesquisas realizadas, uma relacionada a uma revisão narrativa e a segunda no campo da simulação ab initio, baseadas em princípios da Mecânica Quântica. O primeiro estudo expõe uma revisão narrativa através de estudos experimentais apontando os principais efeitos dos esteroides anabólicos androgênicos no sistema cardiovascular. Os artigos utilizados para esta revisão foram publicados no período de 2010 a 2019 nas bases de dados Pubmed, Scielo e em periódicos independentes, após a triagem por título e resumo, 26 artigos foram selecionados. Os resultados desta revisão permitiram ratificar que o uso de esteroides anabolizantes pode causar alterações estruturais e funcionais da musculatura cardíaca decorrente ao seu uso, por efeitos diretos e/ou indiretos, podendo provocar e perpetuar doenças cardiovasculares. O segundo estudo caracteriza o sítio de ligação dos AAS Testosterona, DHT e THG em complexo com o receptor androgênico identificando as interações químicas responsáveis pela manutenção da complementariedade fármaco-receptor e avalia as mudanças que ocorrem nessas interações, utilizando a estratégia MFCC à luz do DFT e parametrizações de constantes dielétricas. Nossos resultados confirmam a importância dos resíduos de aminoácidos Asn 705, Leu707, Leu704, Leu701, Leu873, Met742, Met780, Phe764, Met745 e Thr877 para o esteroide DHT. Quando analisamos o THG, os resíduos importantes foram Arg752, Asn705, Leu873, Leu707, Leu704, Met745, Met742 e Phe764. Já para o esteroide Testosterona os resultados confirmam a importância dos resíduos de 15 aminoácidos Asn705, Gly708, Leu704, Leu701, Leu873, Met745, Met742 Met895, Met780, Phe764, Phe876, Thr877. O método computacional utilizado no segundo estudo emerge como uma alternativa eficiente para o desenvolvimento de medicamentos e podem auxiliar na descoberta e design de ligantes antiandrogênicos aprimorados com ação aprimorada.


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  • Anabolic androgenic steroids (AAS), natural and synthetic derivatives of testosterone, are substances with both androgenic and anabolic characteristics, which are used both clinically and also by athletes for their anabolic properties. However, the anabolic effects of testosterone and its derivatives are questioned, as what is known is that they are effective in increasing performance and improving physical appearance, even with side effects that can impact health and well-being. This thesis presents two researches carried out, one related to a narrative review and the second in the field of ab initio simulation, based on principles of Quantum Mechanics. The first study exposes a narrative review through experimental studies pointing out the main effects of anabolic androgenic steroids on the cardiovascular system. The articles used for this review were published from 2010 to 2019 in the Pubmed and Scielo databases and in independent journals, after screening by title and abstract, 26 articles were selected. The results of this review confirmed that the use of anabolic steroids can cause structural and functional alterations in the cardiac musculature due to their use, through direct and/or indirect effects, which can cause and perpetuate cardiovascular diseases. The second study characterizes the binding site of AAS Testosterone, DHT and THG in complex with the androgen receptor, identifying the chemical interactions responsible for maintaining the drugreceptor complementarity and evaluating the changes that occur in these interactions, using the MFCC strategy in the light of the DFT and dielectric constant parameterizations. Our results confirm the importance of amino acid residues Asn 705, Leu707, Leu704, Leu701, Leu873, Met742, Met780, Phe764, Met745 and Thr877 for the DHT steroid. When we analyzed THG, the important residues were Arg752, Asn705, Leu873, Leu707, Leu704, Met745, Met742 and Phe764. As for the steroid Testosterone, the results confirm the importance of the amino acid residues Asn705, Gly708, Leu704, Leu701, Leu873, Met745, Met742 Met895, Met780, Phe764, Phe876, Thr877. 17 The computational method used in the second study emerges as an efficient alternative for drug development and can aid in the discovery and design of improved antiandrogen ligands with enhanced action.

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  • RAFAEL OLIVEIRA DE ARAÚJO COSTA
  • Encapsulação de proteínas e peptídeos com propriedades anti-obesidade: estudo do efeito do inibidor de tripsina isolado de sementes de tamarindo na alteração de peso e saciedade

  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • ARNOBIO ANTONIO DA SILVA JUNIOR
  • Catarina Gonçalves
  • PRISCILLA VANESSA FINOTELLI
  • SEVERINA CARLA VIEIRA CUNHA LIMA
  • THAIS SOUZA PASSOS
  • Data: 30/05/2023

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  • A obesidade impulsiona a busca por novas estratégias para combatê-la. Nesse sentido, vários peptídeos e proteínas com atividade sacietogênica têm sido alvos de estudos por agirem na regulação do consumo dietético e peso corporal. Dessa forma, esta tese divide-se em dois capítulos. No primeiro, buscou-se entender como peptídeos e proteínas, quando encapsuladas, atuavam sobre a saciedade, impactando no ganho de peso e no estado de obesidade. Para isso, foi realizada uma revisão integrativa por meio de busca em bases de dados, utilizando as palavras-chaves: peptídeo, proteína, obesidade, encapsulamento e agentes anti-obesidade e selecionando estudos pré-clínicos que comparavam o efeito de peptídeos ou proteínas, encapsulados ou não, sobre a saciedade. Foram selecionados 836 estudos, desses apenas quatro artigos atenderam os critérios de seleção. Embora tenha sido um número limitado de estudos, entre os efeitos observados com o encapsulamento dessas moléculas, destacaram-se a maior eficiência na redução do ganho de peso, alterações na função do tecido adiposo, além da redução dos níveis hormonais que modulam o apetite e o peso corporal, promovendo a potencialização dos efeitos desses peptídeos e proteínas quando encapsulados. No segundo capítulo, foi investigado o efeito do inibidor de tripsina isolado de sementes de tamarindo (ITT) comparado ao mesmo nanoencapsulado em quitosana e proteína isolada do soro do leite (EQPI). Dessa forma, o EQPI foi exposto a diferentes condições de pH (7.0; 3.0 e 7.0) e temperatura (37°C; 7°C e -18°C) visando avaliar a interação entre o ITT e os seus agentes encapsulantes monitorada pela atividade antitríptica. Posteriormente foi realizado o estudo pré-clínico, no qual ratos Wistar (n = 25), com obesidade induzida por dieta de alto índice glicêmico e alta carga glicêmica (HGLI) por 17 semanas, foram divididos em cinco grupos e avaliados por 10 dias, sendo eles: sem tratamento (HGLI + água), tratamento 1 (dieta nutricionalmente adequada), tratamento 2 (com dieta nutricionalmente adequada e EQPI/12,5 mg/kg), tratamento 3 (dieta HGLI e EQPI/12,5 mg/kg) e tratamento 4 (dieta HGLI e ITT/25 mg/kg). Esses grupos foram avaliados quanto ao consumo dietético, parâmetros zoométricos, bioquímicos e inflamatórios. O EQPI foi capaz de preservar eficientemente o ITT, não apresentando inibição para a tripsina, e quando submetido a condição ótima (agitação constante de 300 rpm, por aproximadamente 12 h, a 20°C) de liberação do ITT apresentou 100% de atividade antitríptica. Contudo, expondo EQPI aos diferentes pHs, apenas no pH gástrico durante 2 h observou-se expressiva atividade antitrípica. E quanto a exposição as temperaturas, EQPI apresentou alta atividade antitríptica, semelhante ao ITT (37°C por 4 h, 7°C por 3 dias e 7°C por 7 dias), demonstrando a liberação completa do ITT contido em EQPI. No estudo pré-clínico, ratos Wistar com obesidade tratados com EQPI reduziram significativamente a variação do peso corporal (p < 0,05) quando comparado ao tratamento com ITT. Observou-se que apenas o tratamento com ITT levou a mudanças significativas nos parâmetros inflamatórios (p < 0,05). O efeito do EQPI sobre o peso indica que a encapsulação promoveu aumento do efeito de ITT, com liberação sustentada. Portanto, a encapsulação de peptídeos e proteínas se mostra como uma estratégia promissora para aplicabilidade dessas moléculas no tratamento de doenças, como a obesidade.


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  • Obesity drives the search for new strategies to combat it. In this sense, several peptides and proteins with satietogenic activity have been studied because they regulate dietary intake and body weight. Thus, this thesis is divided into two chapters. First, we sought to understand how peptides and proteins, when encapsulated, acted on satiety, impacting weight gain and the state of obesity. For this, an integrative review was carried out by searching databases, using the keywords: peptide, protein, obesity, encapsulation, and anti-obesity agents, and selecting preclinical studies that compared the effect of peptides or proteins, encapsulated or not, on satiety. A total of 836 studies were selected, of which only four articles met the review's focus under the selection criteria. Although it has been a limited number of studies, among the effects observed with the encapsulation of these molecules are the greater efficiency in reducing weight gain, changes in the function of adipose tissue, in addition to the reduction of hormone levels that modulate appetite and body weight, promoting the potentiation of the effects of these peptides and proteins when encapsulated. In the second chapter, the impact of the trypsin inhibitor isolated from tamarind seeds (TTI) was investigated compared to the same one, nanoencapsulated in chitosan and isolated whey protein (EQPI). Thus, the ECW was analyzed and exposed to different pH conditions (7.0, 3.0, and 7.0) and temperatures (37°C, 7°C and -18°C) to evaluate the interaction between the TTI and its encapsulating agents monitored by antitrypsin activity. Subsequently, a preclinical study was carried out in which Wistar rats (n = 25) with obesity induced by a high glycemic index and high glycemic load (HGLI) diet for 17 weeks were divided into five groups and evaluated for ten days, with them: no treatment (HGLI + water), treatment 1 (nutritionally adequate diet), treatment 2 (with nutritionally adequate diet and ECW/12.5 mg/kg), treatment 3 (diet HGLI and ECW/12.5 mg/kg ) and treatment 4 (diet HGLI and TTI/25 mg/kg). These groups were evaluated for dietary intake, zoometric, biochemical, and inflammatory parameters. The ECW preserved the TTI, showing no inhibition for trypsin efficiently. When subjected to the optimal condition (constant stirring at 300 rpm, for approximately 12 h, at 20°C) for the release of the TTI, it showed 100% antitrypsin activity. However, exposing ECW to different pHs, significant anti-trips activity was observed only at gastric pH for 2 h. And regarding exposure to temperatures, ECW showed high antitrypsin activity, similar to TTI (37°C for 4 h, 7°C for three days, and 7°C for 7 days), demonstrating the complete release of TTI contained in ECW. In the preclinical study, obese Wistar rats treated with ECW significantly reduced body weight change (p < 0.05) compared to treatment with TTI. It was observed that only TTI treatment led to significant changes in inflammatory parameters (p < 0.05). The effect of ECW on weight indicates that encapsulation promoted an increase in the impact of TTI with sustained release. Therefore, the encapsulation of peptides and proteins is a promising strategy for the applicability of these molecules in the treatment of diseases such as obesity.

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  • CÁSSIO RICARDO DE MEDEIROS SOUZA
  • ANTICORPOS ANTI-FLAVIVIRIDAE NAS SÍNDROMES DE GUILLAIN-BARRÉ E CONGÊNITA ASSOCIADA À INFECÇÃO PELO VÍRUS ZIKA

  • Orientador : SELMA MARIA BEZERRA JERONIMO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ELIARDO GUIMARAES DA COSTA
  • ERYVALDO SOCRATES TABOSA DO EGITO
  • LUCAS PEDREIRA DE CARVALHO
  • LUIZ BEZERRA DE CARVALHO JR
  • SELMA MARIA BEZERRA JERONIMO
  • Data: 09/10/2023

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  • Entre 2015 e 2016, o Brasil experimentou a maior epidemia de ZIKV já registrada até então, que se tornou problema de saúde pública não só pelo grande número de casos, mas principalmente pelo surgimento de outros quadros clínicos de maior gravidade associados à infecção, como a Síndrome de Guillain-Barré (SGB) e a Síndrome Congênita do ZIKV (SCZ). A avaliação da eficácia do diagnóstico sorológico e do perfil de resposta de anticorpos são duas grandes problemáticas no contexto da infecção por ZIKV. O diagnóstico sorológico é realizado principalmente através da detecção de anticorpos anti-NS1, mas há evidências de reatividade cruzada com outros flavivírus, prejudicando o diagnóstico específico da infecção por ZIKV. É de grande importância também o estudo da resposta e cinética de anticorpos anti-ZIKV pós infecção, a fim de determinar a existência de resposta de longo prazo e sua capacidade protetora. Essa tese, portanto, se debruça sobre essas duas problemáticas. Inicialmente, avaliou-se a eficácia da sorologia baseada em NS1 para detecção de IgM, IgG total e IgG3 anti-ZIKV e anti-DENV, e sua aplicação no diagnóstico diferencial da infecção prévia por ZIKV em casos de SGB. Observou-se a presença de anticorpos anti-ZIKV e anti-DENV em pacientes que desenvolveram SGB, avaliados entre 2009 e 2018 residentes de área endêmica para DENV. A presença desses anticorpos em indivíduos que desenvolveram a síndrome anteriormente à introdução do ZIKV no território é um indicativo da ocorrência de reatividade cruzada entre anticorpos anti-flaviviridae. Os achados indicam que a sorologia para detecção de IgM e IgG total anti-NS1, apesar de apresentarem sensibilidade considerável, não possuem especificidade suficiente para possibilitar o diagnóstico diferencial da infecção por ZIKV. Por sua vez, a sorologia para detecção de IgG3 anti-NS1 possui melhor performance, tornando possível a identificação de casos de SGB associados à infecção por ZIKV com maior eficácia. Em seguida, determinou-se a presença de anticorpos anti-NS1 e anti-E contra ZIKV e/ou DENV, bem como a presença de anticorpos neutralizantes anti-ZIKV, em mulheres que deram à luz crianças com SCZ avaliadas em dois períodos distintos, entre 8 e 24 meses pós-parto e entre 25 e 44 meses pós-parto, a fim de identificar se há resposta de anticorpos protetores de longo prazo. Os resultados indicam presença significativa de anticorpos anti-NS1 e anti-E, bem como de anticorpos neutralizantes anti-ZIKV, em mulheres avaliadas entre 8 e 24 meses pós-parto, interpretados aqui como sinal importante de exposição prévia a ZIKV. No segundo grupo, não foi possível identificar presença significativa de anticorpos anti-NS1 e anti-E, sugerindo decaimento dessa resposta ao longo do tempo. Entretanto, registrou-se presença significativa de anticorpos neutralizantes no soro nessas mulheres. Determinou-se que a atividade neutralizante contra ZIKV está relacionada à presença de anticorpos anti-ZIKV no primeiro grupo e, no segundo, esse fenômeno se correlaciona com a presença de anticorpos anti-DENV, sugerindo possível proteção cruzada entre anticorpos anti-ZIKV e anti-DENV. Estudos mais aprofundados são necessários para uma melhor caracterização do papel de anticorpos IgG3 como marcadores específicos de infecção recente por ZIKV, bem como o papel de anticorpos anti-NS1 e anti-E de longa duração como indutores de atividade neutralizante anti-ZIKV, a fim de prover melhores estratégias para o diagnóstico sorológico específico da infecção e um melhor entendimento da cinética e papel protetor de anticorpos anti-ZIKV.


  • Mostrar Abstract
  • Between 2015 and 2016, Brazil has experienced the major ZIKV epidemics registered until now, which became a public health problem not only because the great number of cases, but mainly by the onset of critical infection-associated clinical conditions, like Guillain-Barré (GBS) and Congenital Zika Syndromes (CZS). The evaluation of serological diagnosis efficacy and antibody response profile are two great issues in ZIKV infection context. Serological diagnosis is mainly performed by detection of anti-NS1 antibodies, but there is evidence about cross-reactivity with antibodies against other flaviviruses, which impairs the ZIKV infection specific diagnosis. Also, urge the importance of study anti-ZIKV antibodies response and kinetics post-infection, to determine the existence of long-term antibodies and its protective capacity. So, the present work focuses in these two issues. First, efficacy NS1-based serology to detection of IgM, total IgG and IgG3 anti-ZIKV and anti-DENV and the application in differential diagnosis of ZIKV infection in SGB was evaluated. The presence of anti-ZIKV and anti-DENV antibodies in patients who developed GBS between 2009 and 2018, residents of DENV endemic area, was registered. The presence of these antibodies in individuals who developed the syndrome before ZIKV introduction indicates the occurrence of cross-reactivity between anti-flaviviridae antibodies. Data indicates IgM and total IgG serology, besides considerable sensitivity, do not present specificity enough to supports differential diagnosis of ZIKV infection. However, anti-NS1 IgG3 serology shows better performance, making possible the identification of ZIKV-associated GBS cases with more efficacy. Next, the presence of anti-NS1, anti-E and neutralizing antibodies against ZIKV and/or DENV, was determined in woman who gave birth children with CZS, evaluated in two distinct periods, 8-24 months post-partum and 25-44 months post-partum, to identify the occurrence of long-term protective antibody response. The results indicate significant presence of anti-NS1, anti-E and neutralizing antibodies in woman evaluated between 8- and 24-months post-partum, as an important sign of previous ZIKV exposition. IN the second group, it was not possible to identify significant presence of anti-NS1 and anti-E antibodies, suggesting time-associated decay of the response. However, the presence of neutralizing antibodies was registered. Anti-ZIKV neutralizing response are related to presence of anti-ZIKV antibodies in first group and, int the second one, this phenomenon was associated with the occurrence of anti-DENV antibodies, suggesting cross-protective activity between anti-ZIKV and anti-DENV antibodies. It is necessary more studies to a better characterization of IgG3 role as specific markers of ZIKV infection, and long-term anti-NS1 and anti-E as anti-ZIKV neutralizing antibodies, to improve serological diagnosis strategies and enforces the knowledge about kinetics and protective role of anti-ZIKV antibodies.

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  • JOHNY WYSLLAS DE FREITAS OLIVEIRA
  • CARACTERIZAÇÃO DO DIETILDITIOCARBAMATO DE SÓDIO COMO POTENCIAL FÁRMACO PARA TRATAMENTO DA DOENÇA DE CHAGAS

  • Orientador : MARCELO DE SOUSA DA SILVA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ALINE RIMOLDI RIBEIRO
  • ARNOBIO ANTONIO DA SILVA JUNIOR
  • CLAUDIA JASSICA GONÇALVES MORENO
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MARCELO DE SOUSA DA SILVA
  • Data: 19/10/2023

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  • A doença de Chagas é uma zoonose endêmica na America Latina e afetam principalmente as populações mais pobres. Os medicamentos disponíveis para tratar ambas as doenças apresentam baixa efetividade frente as formas intracelulares, elevada toxicidade, baixa biodisponibilidade e acabam por não serem seguras a saúde dos pacientes. Portanto, a várias décadas busca-se avaliar a possibilidade na utilização de outros medicamentos frente a esta doença. Um promissor candidato é o dietilditiocarbamato de sódio (DETC) já descrito como sendo um composto de alta eficácia frente  Leishmania sp. e ao Trypanosoma cruzi em modelos in vitro e in vivo, todavia, buscando implementar sua biodisponibilidade e reduzir também qualquer possibilidade de toxicidade foi avaliado neste trabalho emprego de um nanosistema juntamente testado com o DETC em uma abordagem in vitro, in silico e in vivo frente ao Trypanosoma cruzi. Para tal a nanopartícula foi nanoformulada por nanoprecipitação utilizando PLA como polímero e testada em modelos in vitro para caracterização físico-química, citotoxicidade, penetração celular e atividade antiparasitária, ao qual observou-se que o nanosistema após  a nanoformulação PLA-DETC mostrou-se estável, com tamanho médio < 200nm e com IPD <0,3 e potencial zeta de -20 mV, demonstrou baixa toxicidade celular não provocando redução menores do 20% da viabilidade celular, capacidade de penetrar as células 3T3 e RAW em um sistema in vitro em 24 horas e também chegou a inibir quase 70% da cepa Dm28c de T. cruzi em 24 horas. Bem como observou-se ser capaz de induzir o aumento de espécies reativas de oxigênio no interior dos parasitas em quase 70%, sendo este um importante fator que pode levar o parasita a morte.  Além disso, a partir de uma abordagem in sílico foi observado que o DETC apresentava um perfil ADMET mais adequado com base nas propriedades físico-químicas e químicas medicinais quando comparados com os fármacos tradicionalmente utilizados frente a doença de Chagas, o que indica uma menor toxicidade. Além disso, verificou-se a toxicidade in vivo tanto da nanopartícula de PLA-DETC, bem como o fármaco livre nas concentrações 300mg/kg e 1000mg/kg, ao qual avaliaram-se os perfis hematológicos, bioquímicos, histopatológicos e parâmetros físicos frente a caracterização da toxicidade aguda preconizada pela OECD no teste 423. A partir dos resultados foi observada pouquíssimas alterações em comparação com o grupo controle, primeiramente foi observada uma redução de 10% nos níveis de plaquetas, um leve aumento da ureia e o AST, com uma redução dos níveis de creatina, além disso, não houve alteração significativa no peso dos animais que seguiram o mesmo padrão que o grupo controle, bem como não foi observada mudança nos comportamentos dos animais. Por fim, foram avaliados protocolos de infecção e tratamento utilizando o DETC (300 mg/kg, 100 mg/kg, 0,36mg e 0,18 mg) e da nanopartícula de PLA-DETC (0,36mg e 0,18mg), ao qual observou-se redução significativamente estatística para o DETC que apresentou perfil similar ao benzonidazol na concentração de 100 mg/kg. Além disso, notou-se que durante o tratamento de 7 dias poucas alterações foram promovidas, resultando em uma baixa toxicidade do composto.


  • Mostrar Abstract
  • Chagas disease is an endemic zoonosis in Latin America, mainly affecting the poorer populations. The available drugs for treating both diseases have low effectiveness against intracellular forms, high toxicity, low bioavailability, and end up being unsafe for patients' health. Therefore, for several decades, efforts have been made to evaluate the possibility of using other drugs to combat this disease. One promising candidate is sodium diethyldithiocarbamate (DETC), previously described as a highly effective compound against Leishmania sp. and Trypanosoma cruzi in in vitro and in vivo models. However, in an attempt to enhance its bioavailability and reduce potential toxicity, this study evaluated the use of a nanosystem in combination with DETC through in vitro, in silico, and in vivo approaches against Trypanosoma cruzi. n this study, the nanoparticle was nanoformulated through nanoprecipitation using PLA as a polymer and tested in vitro for physicochemical characterization, cytotoxicity, cellular penetration, and antiparasitic activity. The nanoformulated PLA-DETC was found to be stable, with an average size of <200 nm and with IPD <0.3 and a zeta potential of -20 mV. It exhibited low cellular toxicity, causing no reduction of more than 20% in cell viability, had the ability to penetrate 3T3 and RAW cells within a 24-hour period, and also inhibited almost 70% of the Dm28c strain of T. cruzi within 24 hours. Additionally, it was observed that the nanosystem was capable of inducing an almost 70% increase in reactive oxygen species inside the parasites, which is a crucial factor that can lead to the parasite's death.Furthermore, an in silico analysis revealed that DETC had a more suitable ADMET profile based on physicochemical and medicinal chemistry properties compared to traditionally used drugs against Chagas disease, indicating lower toxicity. In vivo toxicity of both PLA-DETC nanoparticles and free drug at concentrations of 300 mg/kg and 1000 mg/kg was evaluated, considering hematological, biochemical, histopathological, and physical parameters following the acute toxicity characterization recommended by OECD in test 423. The results showed minimal alterations compared to the control group. A 10% reduction in platelet levels was observed, along with a slight increase in urea and AST, and a decrease in creatinine levels. Moreover, there were no significant changes in the animals' weight, behavior, or physical parameters, aligning with the control group. Finally, infection and treatment protocols were evaluated using DETC (300 mg/kg, 100 mg/kg, 0.36 mg, and 0.18 mg) and PLA-DETC nanoparticles (0.36 mg and 0.18 mg). A statistically significant reduction was observed for DETC, which exhibited a profile similar to benznidazole at a concentration of 100 mg/kg. Additionally, during the 7-day treatment, few alterations were observed, indicating low compound toxicity.

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  • MARIA LÚCIA DA SILVA CORDEIRO
  • EXTRATOS DE Talisia esculenta APRESENTAM COMPOSTOS BIOATIVOS COM ATIVIDADE ANTIOXIDANTE E POTENCIAL ANTI-INFLAMATÓRIO EM MODELOS IN VITRO E IN VIVO

  • Orientador : KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • DAYANNE LOPES GOMES
  • DEBORAH YARA ALVES CURSINO DOS SANTOS
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • Data: 24/10/2023

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  • Conhecida popularmente como Pitombeira, Talisia esculenta (Sapindaceae) é uma espécie nativa do nordeste brasileiro que possui potencial econômico e medicinal. Os frutos desta planta são utilizados na alimentação e suas cascas atualmente têm seu potencial farmacológico pouco explorado, sendo descartado sem nenhuma aplicação biotecnológica A infusão de suas folhas é utilizada na medicina popular com indicação contra dores no quadril, reumatismo e pressão alta, porém, até o momento estudos de avaliação de seu potencial farmacológico, toxicológico e composição fitoquímica são escassos. Diante desse contexto, esse estudo teve como objetivo obter os extratos hidroetanólicos e as infusões das folhas e cascas dos frutos de T. esculenta, realizar sua caracterização fitoquímica, mensurar seu potencial antioxidante e anti-inflamatório in vitro e sua toxicidade e capacidade antioxidante in vivo, utilizando dois modelos animais, Tenebrio molitor e Zebrafish. Para isso, foram preparados o extrato hidroetanólico (70%) e o extrato aquoso (infusão) a partir das folhas frescas e cascas dos frutos da espécie, obtendo-se assim o extrato hidroetanólico das folhas (HF), infusão das folhas (IF), extrato hidroetanólico das cascas dos frutos (HC) e infusão das cascas dos frutos (IC). Inicialmente, a avaliação da capacidade antioxidante foi realizada por meio dos ensaios de Capacidade Antioxidante Total (CAT), sequestro do radical DPPH, poder redutor e quelação de Cobre. A citotoxicidade dos extratos foi avaliada por meio do ensaio MTT e ensaio de migração, e mensurada sua capacidade antioxidante em células NHI/3T3. Os extratos IF e HC foram selecionados para ter seus efeitos investigados em T. molitor e para caracterização fitoquímica, que foi realizada por meio da quantificação do teor de fenolicos, flavonoides e análise por CLAE-DAD (Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com detecção por arranjo de diodos). Também foi analizado nesse trabalho, o potencial antioxidante e anti-inflamatório de todos os extratos de T. esculenta sobre a linhagem de macrófagos RAW 264.7. Ademais, investigou-se os efeitos protetores dos extratos de T. esculenta com os modelos de estresse oxidativo induzido por H2O2 e CuSO4 e ascorbato em Zebrafish, com base na análise dos níveis de espécies reativas de oxigênio (ERO). Os resultados revelaram que ambos os extratos apresentaram capacidade de sequestro de radicais, assim como uma elevada capacidade de quelação de íons cobre. Observou-se que os extratos de T. esculenta não apresentaram efeitos citotóxicos sobre a linhagem NHI/3T3, e apresentaram efeitos protetores contra o dano oxidativo induzido por CuSO4 e ascorbato. A análise da sobrevivência em larvas de T. molitor mostrou que IF e HC não apresentaram toxicidade significativa, nas concentrações avaliadas e foram capazes de reduzir o efeito do CuSO4 sobre os animais, uma vez que foi verificado uma maior sobrevivência de larvas tratadas com os extratos, com relação ao controle positivo, bem como menor melanização nos animais. A análise por CLAE-DAD revelou a presença de compostos em sua maioria da classe dos flavonoides, e identificou-se a presença de ácido gálico, quercitrina e rutina. Os resultados com modelo celular RAW 264.7 demonstraram a ausência de citotoxicidade pelo ensaio MTT e que os extratos de T. esculenta também foram capazes de reduzir os danos causados pelo estresse oxidativo induzido por H2O2 nos macrófagos. No entanto, apenas HC foi capaz de reduzir a produção de óxido nítrico (NO), quando os macrófagos foram estimulados com Lipopolissacarídeo (LPS). Todos os extratos reduziram os níveis de ERO nas larvas de Zebrafish expostas ao H2O2, no entanto uma redução mais significativa foi verificada para HF, IF e HC que foram iguais estatisticamente ao controle negativo. Ambos as amostras também reduziram os níveis de ERO no modelo de estresse induzido por CuSO4 e ascorbato em Zebrafish, de forma elevada. Em conjunto, esses dados demonstram que T. esculenta é uma fonte de compostos com potentes efeitos antioxidantes e potencial anti-inflamatório que deve ser mais profundamente estudado para futuras aplicações biotecnológicas.


  • Mostrar Abstract
  • Commonly referred to as Pitombeira, Talisia esculenta (Sapindaceae) is an indigenous species endemic to Northeastern Brazil with significant economic and medicinal promise. While the fruit of this plant serves as a food source, its rind remains largely underutilized in pharmacological applications and is often discarded without further biotechnological exploration. Traditional folk medicine employs leaf infusions from T. esculenta as remedies for hip pain, rheumatism, and hypertension. However, comprehensive studies evaluating its pharmacological efficacy, toxicological profile, and phytochemical constituents are notably limited. In this context, the aim of this study was to obtain hydroethanolic extracts and infusions of the leaves and fruit rinds of T. esculenta. Subsequently, it aims to perform its phytochemical characterization, measure its antioxidant and anti-inflammatory potential in vitro and its toxicity and antioxidant capacity in vivo. For this purpose, two animal models will be used, Tenebrio molitor and Zebrafish. The hydroethanolic extract (70%) and the aqueous extract (infusion) were prepared from the fresh leaves and fruit peels of the species, obtaining the hydroethanolic extract of the leaves (HF), infusion of the leaves (IF), hydroethanolic extract of the fruit peels (HC), and infusion of the fruit peels (IC). Firstly, the antioxidant capacity was assessed using various assays: Total Antioxidant Capacity (CAT), DPPH radical scavenging, reducing power, and copper chelation. Cytotoxicity was evaluated through the application of MTT and wound healing assays, while the antioxidant potential was quantified in NIH/3T3 cells. As the extracts IF and HC were selected for further investigation on their effects on T. molitor and phytochemical characterization by quantifying the content of phenolics and flavonoids and analyzing them by CLAE-DAD (High-Performance Liquid Chromatography with Diode-Array Detection). This work also analysed the antioxidant and anti-inflammatory potential of all the T. esculenta extracts on the RAW 264.7 (macrophage strain). In addition, the protective effects of T. esculenta extracts were investigated using models of oxidative stress induced by H2O2 and CuSO4 and ascorbate in zebrafish, based on the analysis of levels of reactive oxygen species (ROS). The assays indicated that both extract types exhibited effective radical scavenging capabilities and a high capacity for copper ion chelation. It was observed that T. esculenta extracts had no effects on MTT reduction or cell migration. Furthermore, these extracts protected cells from oxidative stress induced by both CuSO4 and ascorbate. Survival analysis revealed that IF and HC exhibited no significant toxicity at the evaluated concentrations. Moreover, these extracts mitigated the effects of CuSO4 exposure on T. molitor larvae. Specifically, an increase in larval survival was observed when treated with these extracts compared to the positive control. Additionally, a reduction in melanization was verified in the animals. The CLAE-DAD analyse revealed the presence of compounds mostly from the flavonoid class, and the presence of gallic acid, quercitrin and rutin was identified In RAW 264.7 cell assays, the extracts demonstrated no cytotoxicity as per MTT tests and effectively mitigated oxidative damage induced by H2O2 in macrophages. However, only HC was able to reduce nitric oxide (NO) production in LPS-stimulated macrophages. Moreover, the protective effects of T. esculenta extracts on H2O2 and CuSO4 and ascorbate-induced oxidative stress model in zebrafish were also investigated based on the analysis of ROS levels by fluorescence microscopy. All extracts reduced ROS levels in larvae exposed to H2O2, however a significant reduction was verified for HF, IF and HC, which were statistically equal to the negative control. All samples reduced ROS levels in the CuSO4 and ascorbate-induced stress model. Collectively, these findings suggest that T. esculenta is a promising source of bioactive compounds with potent antioxidant and anti-inflammatory properties, warranting further research for potential biotechnological applications.

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  • ARANTHYA HEVELLY DE LIMA COSTA
  • Bioquímica Quântica de Interações Ligante-Proteína entre Potenciais

    Agentes Anti Maláricos e as Enzimas DHODH e TyrRS do Plasmodium

    falciparum

     

     


  • Orientador : UMBERTO LAINO FULCO
  • MEMBROS DA BANCA :
  • UMBERTO LAINO FULCO
  • EUDENILSON LINS DE ALBUQUERQUE
  • JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • EVELINE MATIAS BEZERRA
  • RONER FERREIRA DA COSTA
  • Data: 10/11/2023

  • Mostrar Resumo
  • A malária é uma doença parasitária, originada de protozoários unicelulares que compõem o gênero Plasmodium, abrangendo mais de 90 países, sendo predominante nos continentes africano e asiático. O uso de medicamentos antimaláricos é crucial tanto para o tratamento quanto para a prevenção da doença. No entanto, os parasitas começaram a desenvolver resistência aos medicamentos antimaláricos, tornando as terapias atuais ineficazes ao combate do parasita. Como resultado, novas abordagens terapêuticas são necessárias para superar a resistência aos medicamentos nos parasitas e aumentar a eficácia da terapia medicamentosa contra a doença. O objetivo desta pesquisa é fornecer uma caracterização das inter-relações que interferem no comportamento dos complexos proteína-ligante de enzimas provenientes do Plasmodium falciparum. O primeiro estudo visa caracterizar a diidroorotato desidrogenase (DHODH), apresentando os valores energéticos da enzima nos complexos com a PfDHODH de tipo selvagem, com os ligantes DSM483, DSM557 e DSM1, e com PfDHODH com a mutação C276F, em conjunto com o DMS1. No segundo estudo, a pesquisa é realizada com a tirosina RNAt sintetase (TyrRS), sendo também estudada tanto na sua forma selvagem PfTyrRS, ligada ao ML901-Tyr e AMS-Tyr, quanto com a mutação S234C, novamente em complexo com o ML901-Tyr. Utilizando o método de fracionamento molecular com capas conjugadas (MFCC), os resíduos de aminoácidos foram particionados para calcular interações individuais com o formalismo DFT (Teoria da Densidade Funcional). O estudo com a enzima PfDHODH revelou que os resíduos de aminoácidos Arg265, Cys184 e Phe188 foram cruciais nas interações, e apresentaram energias de interação significativas com os quatro complexos estudados. Além disso, o valor energético do inibidor DSM1 não foi afetado pelas alterações estruturais causadas pela mutação C276F, demonstrando a sua capacidade de ligação à enzima. Já se tratando do trabalho envolvendo PfTyrRS, foram encontrados seis resíduos significativos compartilhados entre os três complexos. Esses resíduos incluem Asp61, Gln73, Gln192, Gln210, Met237 e Phe63, com a maioria deles desempenhando um papel essencial na ligação do ATP. Esta descoberta permite uma compreensão abrangente da interação entre as enzimas PfDHODH e PfTyrRS, juntamente com os seus inibidores. As informações coletadas neste estudo despontam como relevantes para o desenvolvimento de novas terapias medicamentosas, podendo vir a tornar-se um auxílio na exploração de design de novas drogas antimaláricas mais elaboradas e eficazes.


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  • Malaria is a parasitic disease caused by unicellular protozoa of the genus Plasmodium and occurs in more than 90 countries, with the African and Asian continents predominating. The use of antimalarial drugs is critical for both treatment and prevention of the disease. However, the parasites have begun to develop resistance to antimalarials, making current therapies ineffective in controlling the parasite. Therefore, new therapeutic approaches are needed to overcome the drug resistance of parasites and increase the efficacy of drug therapy against the disease. The aim of this research is to characterize the relationships that affect the behavior of protein-ligand complexes of enzymes from Plasmodium falciparum. The first study aims to characterize dihydroorotate dehydrogenase (DHODH) and to present the energy levels of the enzyme in the complexes with wild-type PfDHODH, with ligands DSM483, DSM557, and DSM1, and with PfDHODH with the C276F mutation together with DMS1. In the second study, tyrosine RNAt synthetase (TyrRS) is examined, both in its wild-type PfTyrRS linked to ML901-Tyr and AMS-Tyr, and with the S234C mutation, again in complex with ML901-Tyr. Using the method of molecular fractionation with conjugated layers (MFCC), amino acid residues were partitioned to calculate individual interactions using the formalism DFT (Functional Density Theory). The study with PfDHODH enzyme revealed that amino acid residues Arg265, Cys184 and Phe188 were crucial for the interactions and exhibited significant interaction energies with the four complexes studied. Moreover, the energy value of the DSM1 inhibitor was not affected by the structural changes caused by the C276F mutation, demonstrating its ability to bind to the enzyme. Working with PfTyrRS, six important residues were found to be common to the three complexes. These residues include Asp61, Gln73, Gln192, Gln210, Met237, and Phe63, most of which play essential roles in ATP binding. This discovery provides a comprehensive understanding of the interaction between PfDHODH and PfTyrRS enzymes and their inhibitors. The information gathered in this study is proving to be relevant to the development of new drug therapies and could become a tool in exploring the design of new, more sophisticated and effective antimalarial drugs.

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  • PAULO EDUARDO TOSCANO SOARES
  • Aplicação do sequenciamento de leituras curtas no estudo da
    variabilidade genômica de organismos relevantes para a carcinicultura

  • Orientador : DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • RODRIGO JULIANI SIQUEIRA DALMOLIN
  • TETSU SAKAMOTO
  • JOSÉ MIGUEL ORTEGA
  • SÁVIO TORRES DE FARIAS
  • Data: 01/12/2023

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  • Nas últimas duas décadas, o sequenciamento de leituras curtas se tornou uma
    ferramenta central nos estudos genômicos permitindo a rápida e precisa descoberta de
    sequências de DNA em alta quantidade. Isso viabilizou a aplicação do sequenciamento em
    atividades de interesse econômico como a carcinicultura permitindo, por exemplo, a
    identificação de patógenos e a genotipagem, tanto de centenas a milhares de camarões
    simultaneamente quanto a detecção de variantes genéticas desses patógenos. Esse
    sequenciamento pode também auxiliar na descoberta de marcadores genéticos, como os
    microsatélites e SNPs, que podem ser reunidos em um painel de genotipagem, tornando
    escalável e reduzindo o custo por amostra da sua aplicação.
    Especificamente na carcinicultura, esta tecnologia tem se mostrado extremamente
    valiosa, principalmente para o estudo do genoma de camarões. As análises dos genomas
    nuclear e mitocondrial fornecem informações cruciais sobre origem, adaptabilidade e outros
    aspectos evolutivos que são vitais para a otimização da criação de camarões. Devido à alta
    profundidade de cobertura dos desses sequenciamentos, é possível capturar a diversidade
    genética nas amostras, permitindo descobrir variações genéticas em populações mitocondriais
    (heteroplasmia) ocorrendo nos camarões e nos patógenos, como os vírus que os acometem.
    Surge assim, uma oportunidade única de se estudar os impactos dessa diversidade genética no
    uso de marcadores mitocondriais e na descoberta de variantes e quasispécies virais. Isso se
    traduz em práticas de manejo mais informadas, minimizando surtos e otimizando a saúde dos
    camarões. Já a implementação de painéis baseados em SNPs é um claro exemplo do impacto
    da genotipagem, demonstrando como a tecnologia pode ser usada para melhorar as práticas de
    seleção genética em carcinicultura.
    Neste trabalho, avaliou-se o impacto da diversidade genética mitocondrial, em um
    vírus que acomete a carcinicultura e no camarão por abordagens de bioinformática. Primeiro,
    foram avaliadas a ocorrência de heteroplasmia analisando-se dados do sequenciamento do
    músculo de um único camarão, detectando padrões de variabilidade e conservação nos
    mitogenomas desse indivíduo, além de comparar essa variabilidade interna com a observada
    entre outros mitogenomas e observar o impacto em marcadores na região de controle, muito
    utilizada em estudos populacionais. Segundo, avaliou-se a variabilidade genética do vírus da
    mionecrose infecciosa do camarão obtido em tanques em situação de surto viral, obtendo-se o
    genótipo da variante mais prevalente para análises filogenéticas, revelando sua possível
    origem e relação com demais linhagens existentes, e de variantes secundárias, avaliando a
    ocorrência de quasispécies virais. Por último, a partir de dados previamente existentes, foi
    desenvolvido um painel de 25 marcadores de SNPs (15 genômicos e 10 mitocondriais)
    objetivando a genotipagem a baixo custo do camarão Penaeus vannamei por amplificação por
    PCR multiplex seguido de análises de parentesco in silico. Atualmente este último projeto
    encontra-se em andamento e já teve os iniciadores avaliados, restando agora seguir com o
    sequenciamento e as análises de bioinformática. Em suma, este trabalho mostrou que o
    sequenciamento de leituras curtas é capaz de capturar a diversidade genética, trazendo novas
    percepções para a carcinicultura ao expor o impacto em marcadores, a variabilidade viral e,
    futuramente, o impacto dessa variabilidade em painéis de genotipagem.


  • Mostrar Abstract
  •  

    Over the last two decades, short-read sequencing has become a central tool in genomic
    studies allowing the rapid and accurate discovery of high-quantity DNA sequences. This
    made it possible to apply sequencing in activities of economic interest such as shrimp
    farming, allowing, for example, the identification of pathogens and genotyping of hundreds to
    thousands of shrimps simultaneously and the detection of genetic variants of these pathogens.
    This sequencing can also help in the discovery of genetic markers, such as microsatellites and
    SNPs, which can be brought together in a genotyping panel, making it scalable and reducing
    the cost per sample of its application.
    Specifically in shrimp farming, this technology has proven to be extremely valuable,
    especially for studying the shrimp genome. Nuclear and mitochondrial genome analyzes
    provide crucial information about origin, adaptability and other evolutionary aspects that are
    vital for optimizing shrimp farming. Due to the high depth of coverage of these sequences, it
    is possible to capture genetic diversity in the samples, allowing the discovery of genetic
    variations in mitochondrial populations (heteroplasmy) occurring in shrimp and in pathogens,
    such as viruses that affect them. This presents a unique opportunity to study the impacts of
    this genetic diversity on the use of mitochondrial markers and the discovery of viral variants
    and quasispecies. This translates into more informed management practices, minimizing
    outbreaks and optimizing shrimp health. The implementation of panels based on SNPs is a
    clear example of the impact of genotyping, demonstrating how the technology can be used to
    improve genetic selection practices in shrimp farming.
    In this work, the impact of mitochondrial genetic diversity was evaluated in a virus
    that affects shrimp farming and shrimp using bioinformatics approaches. First, the occurrence
    of heteroplasmy was assessed by analyzing muscle sequencing data from a single shrimp,
    detecting patterns of variability and conservation in the mitogenomes of that individual, in
    addition to comparing this internal variability with that observed among other mitogenomes
    and observing the impact on markers in the control region, widely used in population studies.
    Second, the genetic variability of the shrimp infectious myonecrosis virus obtained from tanks
    in a viral outbreak situation was evaluated, obtaining the genotype of the most prevalent
    variant for phylogenetic analyses, revealing its possible origin and relationship with other
    existing lineages, and secondary variants, evaluating the occurrence of viral quasispecies.
    Finally, based on previously existing data, a panel of 25 SNP markers (15 genomic and 10
    mitochondrial) was developed aiming at low-cost genotyping of the shrimp Penaeus
    vannamei by multiplex PCR amplification followed by silico parentage analysis. This last
    project is currently ongoing, and the primers have already been evaluated, and now it remains
    to continue with sequencing and bioinformatics analyses. In short, this work showed that
    short-read sequencing is capable of capturing genetic diversity, bringing new insights to
    shrimp farming by exposing the impact on markers, viral variability and, in the future, the
    impact of this variability on genotyping panels.

     


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  • BRUNO AMORIM DO CARMO
  • ATIVIDADE IN VITRO E IN VIVO DE PEPTÍDEOS ANTIMICROBI-ANOSANÁLOGOS INCORPORADOS À NANOPARTÍCULAS DE PLGA CONTRA Staphylococcusaureus


  • Orientador : MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • MARCELO DE SOUSA DA SILVA
  • ARNOBIO ANTONIO DA SILVA JUNIOR
  • ENEAS DE CARVALHO
  • MARIANA DE SOUZA CASTRO
  • Data: 07/12/2023

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  •  

    O surgimento de microrganismos multirresistentes aos fármacos conven-cionais consiste em um grave problema de saúde pública mundial quelimita as alternativas terapêuticas e revela a necessidade da busca urgentepor novos agentes antimicrobianos. A peçonha do escorpião Tityus stig-murus é uma rica fonte de componentes biologicamente ativos, incluindopeptídeos antimicrobianos com elevado potencial terapêutico. A Stigmu-rina consiste em um peptídeo antimicrobiano, com efeito antibiótico sobrecepas bacterianas Gram-positivas. Utilizando este peptídeo nativo comoprotótipo foram realizadas modificações na estrutura primária da Stigmu-rina com o intuito de potencializar sua atividade, gerando 31 análogos(patente BR102015029044-6). Neste estudo, foi elucidada a conformaçãotridimensional por ressonância magnética nuclear (RMN), investigada aestabilidade por dicroísmo circular e avaliada a ação antibacteriana in vi-tro e in vivo de dois peptídeos análogos da Stigmurina denominados deStigA25 e StigA31. Além da notável atividade antimicrobiana já descritaem estudo anterior, os peptídeos StigA25 e StigA31 apresentaram açãohemolítica dependente de concentração em relação ao peptídeo protótipo.Afimdereduziracitotoxicidade,aumentaraestabilidadeepotencializara eficiência terapêutica desses peptídeos, foi investigado o efeito da asso-ciação desses componentes bioativos à nanopartículas de poli(ácido lático-co-ácido glicólico) (PLGA). StigA25 e StigA31 revelaram uma confor-mação predominante em α-hélice por RMN,com elevadaestabilidadeestrutural em diferentes condições de temperatura, pH e na presença desais por dicroísmo circular. A associação destes componentes às nanopartículas de PLGA possibilitou um nanosistema estável com alto índice deincorporação dos peptídeos, atividade antimicrobiana equivalente aos dospeptídeos livres e relevante redução da toxicidade. A microscopia eletrô-nica de varredura e transmissão demonstrou que tanto os peptídeos livresquanto nanoparticulados apresentam ação na membrana celular bacteriana,promovendoarupturadamembrana.Portanto,esteestudorevelao elevado potencial terapêutico do StigA25 e StigA31 associados a nanosis-tema de PLGA, indicando o uso deste nanocarreador como uma ferramenta promissora para a aplicação terapêutica destas moléculas bioativas nodesenvolvimentodenovos agentes anti-infecciosos.

     


  • Mostrar Abstract
  • The emergence of microorganisms resistant to conventional drugs consti-tutesaseriousglobalpublichealthissuethatlimitstherapeuticoptionsand underscores the urgent need for the discovery of new antimicrobialagents.ThevenomofthescorpionTityusstigmurusservesasarichsource of biologically active components, including antimicrobial peptideswith high therapeutic potential. Stigmurin, an antimicrobial peptide withantibiotic activity against Gram-positive bacterial strains, was used as aprototype for structural modifications, resulting in the generation of 31analogs (patent BR102015029044-6). In this study, the three-dimensionalconformation was elucidated using nuclear magnetic resonance (NMR),stability was investigated through circular dichroism, and the in vitro andin vivo antibacterial action of two analog peptides of Stigmurin, namedStigA25 and StigA31, was assessed. In addition to the remarkable antimi-crobial activity described in a previous study, StigA25 and StigA31 exhib-ited concentration-dependent hemolytic activity compared to the proto-type peptide. To mitigate cytotoxicity, enhance stability, and optimizetherapeutic efficiency of these peptides, the effect of associating thesebioactive components with poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) nanopar-ticles was investigated. StigA25 and StigA31 displayed a predominant α-helical conformation by NMR, with high structural stability under varioustemperature, pH, and salt conditions as determined by circular dichroism.The incorporation of these components into PLGA nanoparticles resultedinastablenanosystemwithantimicrobialactivityequivalenttothatoffree peptides and a significant reduction in toxicity. Scanning and trans-mission electron microscopy demonstrated that both free and nanoparticulated peptides exerted their action on the bacterial cell membrane, causingmembrane disruption. Therefore, this study reveals the high therapeuticpotential of StigA25 and StigA31 when associated with PLGA nanosystems, suggesting the use of this nanocarrier as a promising tool for thetherapeutic application of these bioactive molecules in the development ofnewanti-infectious agents.

2022
Dissertações
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  • LUCAS DOS SANTOS LISBOA
  • AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DO ALGINATO CONJUGADO COM ÁCIDO GÁLICO COMO AGENTE ANTIOXIDANTE E MODULADOR DA FORMAÇÃO DE CRISTAIS DE OXALATO DE CÁLCIO

  • Orientador : HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • PABLO DE CASTRO SANTOS
  • TALITA KATIANE DE BRITO PINTO
  • Data: 16/05/2022

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  • O alginato ou ácido algínico é um polissacarídeo carboxilado que pode ser extraído de algas marinhas marrons (Phaeophyceae) ou bactérias. Este é polímero linear constituído por dois monossacarídeos: ácidos manurônicos e ácidos gulurônicos. O alginato já vem sendo bastante utilizado nas indústrias alimentícia, têxtil e farmacêutica. Porém, o alginato não apresenta uma característica desejada: atividade antioxidante proeminente. Outra molécula comercial interessante é o ácido gálico. Este é um composto fenólico com baixa toxicidade, de fácil obtenção, encontrado em várias fontes de alimentos e potente atividade antioxidante. Contudo, a atividade antioxidante do ácido gálico in vivo não é tão proeminente devido a sua baixa biodisponibilidade. O que impõe a ingestão de grande quantidade do mesmo para que esse possa atuar e, mesmo assim, devido a sua fácil degradação, o que dificulta sua ação, pode-se não ter o benefício esperado. Foi observado que este composto tem a capacidade de se conjugar a outras moléculas, o que é interessante, pois essa conjugação pode melhorar sua atividade/biodisponibilidade. A ideia do presente trabalho foi então conjugar o ácido gálico ao alginato, favorecendo assim uma melhor atividade antioxidante do alginato potencializando-o, e concomitantemente, melhorando a biodisponibilidade do ácido gálico. Para tal, foi realizado da conjugação do ácido gálico ao alginato por meio de uma modificação redox, gerando assim, um composto denominado de alg-GA. Sua caracterização foi feita por espectroscopia de infravermelho e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), sendo sua massa determinada ~33,28 KDa. Nos testes antioxidantes in vitro o alg-GA exibiu uma elevada atividade como quelante de ferro, bem como de cobre, e como sequestrador de peróxido de hidrogênio. Não se detectou citotoxicidade desses compostos (300 µM) contra células renais de macaco verde africano (Vero CCL-81). Quando estas células foram expostas a estresse oxidativo induzido por H2O2 (2 mM) observou-se que alg-GA (300 µM) protegeu as células (~70%) de danos celulares. Com relação a modulação da formação de cristais de oxalato de cálcio, verificou-se que o alginato, em baixas concentrações (100 e 300 µM) induz a maior formação de cristais COM (cristais de oxalato monohidratado) e em altas concentrações (600 µM) induz a formação de cristais COD. Já o alg-GA induziu apenas a formação de cristais COD independente das concentrações avaliadas (de 300 µM a 1,5 mM). Com relação ao tamanho dos cristais, observou-se uma diminuição proporcional do tamanho dos COD (cristais de oxalato dihidratado) com o aumento da concentração do alg-GA utilizado, o que não foi observado com o alg. Os dados obtidos indicaram que a conjugação do alginato com ácido gálico promoveu a síntese de um composto com maior atividade antioxidante que o alginato e que esse promove a formação de cristais COD, que estão relacionados com a não formação com cálculos renais. Em estudos futuros pretende-se avaliar a atividade do alg-GA in vivo para indicar o seu possível uso em diversas aplicabilidades.


  • Mostrar Abstract
  • Alginate or alginic acid is a carboxylated polysaccharide that can be extracted from marine seaweeds (Phaeophyceae) or bacteria. It is composed by two monosaccharides, manuronic acids and guluronic acid. The alginate has already been widely used in the food, textile, and pharmaceutical industries such as biofilm constituent for food coating, as an emulsifier, in the composition of paint and medication coatings. Therefore, among other properties, it is non-toxic compound and presents good bioavailability. However, the alginate does not present other desired characteristics, for example, is not a good antioxidant agent. Another commercial interesting molecule is gallic acid. This is a phenolic compound with low toxicity, easy to obtain, can be found in various food sources, and presents various biological activities, including antioxidant. However, the antioxidant activity of in vivo gallic acid is not as prominent due its low bioavailability. Since when it is ingested, it needs a large amount for its performance and even in large quantity, it has an easy degradation, which makes it difficult its action. It was observed that this compound can combine some other molecules, which is interesting, since this conjugation can improve its activity/bioavailability. The idea of the present Thesis was to link gallic acid to alginate, thus favoring a better antioxidant activity of the alginate, potentiating it and improving the bioavailability of gallic acid, since the alginate aid in the availability of gallic acid in a higher period. In view of this objective, it was carried out the combination of gallic acid to alginate, a compound called alg-GA. To verify the effectiveness of this conjugation tests such as high efficiency liquid chromatography (HPLC) and infrared spectroscopy were performed. With respect to the apparent molecular mass, it was verified that the mass of the the alg-GA was around 33.28 kDa. In vitro antioxidant tests alg-GA has exhibited high activity as iron and cooper chelating, and as hydrogen peroxide scavenger. Cytotoxicity of these compounds (300 μm) is not detected into African green monkey cells (Vero CCL-81). When these cells were exposed, the oxidative stress induced by H2O2 (2 mm) it was observed that alg-GA (300 μm) protected cells (~ 70%) of cell damage. About modulation of calcium oxalate crystal formation, alginate, at low concentrations (100 and 300 μm) induces the highest formation of crystals and at high concentrations (600 μm) induces the formation of COD crystals. alg-GA has induced only the formation of COD crystals independent of the concentrations evaluated (from 300 μm to 1.5 mm). Regarding the size of the crystals, a proportional decrease in the size of the COD was observed with the increase in the concentration of the alg-GA used, which was not observed with the alg. The data obtained indicated that the conjugation of the alginate with gallic acid promoted the synthesis of a compound with greater antioxidant activity than the alginate and that it promotes the formation of COD crystals, which are related to half people. In future studies it is intended to evaluate the activity of alg-GA in vivo to indicate its possible use in various applicability.

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  • HELOÍSA SILVA SARAIVA GOMES
  • Modelagem Molecular da Biodegradação do Corante Vermelho Congo por Lacases Fúngicas

  • Orientador : JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • EDILSON DANTAS DA SILVA JUNIOR
  • CLAUDIO BRUNO SILVA DE OLIVEIRA
  • Data: 27/07/2022

  • Mostrar Resumo
  • O aumento global da urbanização e da atividade industrial levou à produção e incorporação de moléculas contaminantes aos ecossistemas. Em especial, a poluição dos corpos hídricos por efluentes sem tratamento prévio causa inúmeros danos às espécies que vivem em ambientes aquáticos. Processos biotecnológicos e estratégias físicas, químicas e biológicas têm sido adotadas para eliminar esses contaminantes dos corpos d'água sob estresse antropogênico. Na perspectiva da biorremediação, as lacases são enzimas capazes de degradar compostos fenólicos, aromáticos e não aromáticos, inclusive corantes sintéticos produzidos no âmbito da indústria têxtil. Nesse contexto, o presente trabalho se propõe a analisar qualitativamente (tipo de ligação química), quantitativamente (energia de interação) e de forma comparada os contatos intermoleculares do corante vermelho Congo acoplado às lacases de Tratametes versicolor (CR-LacTv) e Pycnoporus sanguineus (CR-LacPs), inclusive identificando padrões de interação. Para a descrição das energias de ligação individuais do tipo ligante-receptor existentes nesses biocomplexos, utilizamos o esquema de fracionamento molecular com capas conjugadas (MFCC) no escopo da Teoria do Funcional da Densidade (DFT). Os resultados apontam para uma maior afinidade do corante vermelho Congo com a lacase de Pycnoporus sanguineus. No caso, o corante interage com LacPs (LacTv) com uma energia de ligação de -38,26 kcal/mol (-19,26 kcal/mol), com 63,3% (63,6%) dos contatos intermoleculares com os aminoácidos do receptor ocorrendo a partir da região iii (i) desse ligante. Os principais resíduos do complexo CR-LacPs (CR-LacTv) são a ARG161, PHE162, GLY392, GNL160, SER393, PRO391, PHE265 e GLY266 (PHE162, ALA161, GLY266, ALA393, PHE 265, PRO391, PRO160, GLY392), nos quais destacamos a existência de seis (cinco) importantes ligações de hidrogênio e dois (três) contatos hidrofóbicos em CR-LACPs (LacTv). A descrição estrutural e energética das interações dos biocomplexos em questão auxilia no entendimento das diferenças em termos de estabilidade e eficácia de enzimas da mesma família, porém organismos distintos. Consequentemente, possibilitará estudos de aumento da efetividade da biorremediação promovida por tais enzimas após alterações pontuais dirigidas.



  • Mostrar Abstract
  • The worldwide increase in urbanization and industrial activities has led to the production and introduction of contaminating molecules into ecosystems. Pollution of water bodies by untreated sewage causes numerous damages to species living in the aquatic environment. Biotechnological processes and physical, chemical, and biological strategies have been developed to remove these contaminants from anthropogenically polluted waters. From the perspective of bioremediation, lacases are enzymes capable of degrading phenolic, aromatic, and non-aromatic compounds, including synthetic dyes from the textile industry. In this context, the present work proposes to analyze the intermolecular contacts of Congo red dye coupled to lacases from Tratametes versicolor (CR -LacTv) and Pycnoporus sanguineus (CR -LacPs) qualitatively (type of chemical bonding), quantitatively (interaction energy), and comparatively, including the identification of interaction patterns. To describe the individual ligand-receptor type binding energies present in these biocomplexes, we used the molecular fractionation scheme with conjugated caps (MFCC) in the framework of density functional theory (DFT). The results indicate a higher affinity of the Congo red dye for the lacase of Pycnoporus sanguineus. In this case, the dye interacts with LacPs (LacTv) with a binding energy of -38.26 kcal/mol (-19.26 kcal/mol), with 63.3% (63.6%) of the intermolecular contacts occurring with the amino acids of the receptor from the iii (i) region of this ligand. The major residues of the CR -LacPs (CR -LacTv) complex are ARG161, PHE162, GLY392, GNL160, SER393, PRO391, PHE265, and GLY266 (PHE162, ALA161, GLY266, ALA393, PHE 265, PRO391, PRO160, GLY392), in which we highlight the existence of six (five) large hydrogen bonds and two (three) hydrophobic contacts in CR -LACPs (LacTv). The structural and energetic description of the interactions of the biocomplexes in question helps to understand the differences in terms of stability and efficacy of enzymes of the same family but different organisms. Consequently, it will allow studies to increase the effectiveness of bioremediation promoted by such enzymes following targeted point changes.

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  • FRANCISCO MATEUS GONÇALVES TRAJANO
  • AVALIAÇÃO DOS EFEITOS DA HISTAMINA NA CONTRAÇÃO DO DUCTO EPIDIDIMÁRIO DA CAUDA DO EPIDÍDIMO DE RATO

  • Orientador : EDILSON DANTAS DA SILVA JUNIOR
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDILSON DANTAS DA SILVA JUNIOR
  • JONAS IVAN NOBRE OLIVEIRA
  • MANUELA DOS SANTOS CARVALHO SCHIAVON
  • Data: 21/10/2022

  • Mostrar Resumo
  • A atividade motora do ducto epididimário é um processo essencial para a fertilidade masculina, pois resulta no correto transporte, maturação, armazenamento e emissão dos espermatozoides. Este processo é regulado por mecanismos hormonais (testosterona, vasopressina, ocitocina), neuronais (inervação autonômica adrenérgica e colinérgica) e epiteliais (endotelina-1, NO, serotonina, prostaglandinas, angiotensina, etc.). No entanto, embora haja evidências da presença de histamina no epidídimo, ainda não se sabe sobre os seus efeitos modulatórios na atividade motora do ducto epididimário. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da histamina sobre as contrações do ducto epididimário da cauda do epidídimo de rato, identificando os receptores histaminérgicos e a participação de neurotransmissores autonômicos. Para alcançar estes objetivos, segmentos do ducto epididimário da cauda distal do epidídimo de ratos Wistar foram isolados e usados em experimentos funcionais em banho de órgão isolado para avaliação dos efeitos diretos da histamina no ducto epididimário ou nas contrações de induzidas por agonistas adrenérgicos. Estes experimentos foram realizados também na presença de antagonistas seletivos para os receptores histaminérgicos (H1, H2 e H3), adrenoceptores α1 e receptores muscarínicos. Verificamos que histamina produziu contrações de natureza fásica. A frequência e a amplitude das contrações fásicas induzidas pela histamina no ducto epididimário foram inibidas pela prometazina (antagonista dos receptores H1), ranitidina (antagonista dos receptores H2), atropina (antagonista dos receptores muscarínicos) ou prazosina (antagonista dos adrenoceptores α1). A histamina potencializou o efeito contrátil da noradrenalina e de reduzir o seu efeito máximo, sendo estes efeitos prevenidos pela ranitidina e prometazina, respectivamente. Concluímos que a histamina é capaz de promover contrações fásicas com a participação de receptores H2 e liberação de neurotransmissores autonômicos. Além disso, esta amina biogênica modificou as contrações do ducto epididimário induzidas pela noradrenalina, com a possível participação de receptores H1 e H2.


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  • The motor activity of the epididymal duct is an essential process for male fertility, as it results in the correct transport, maturation, storage and emission of spermatozoa. This process is regulated by hormonal (testosterone, vasopressin, oxytocin), neuronal (adrenergic and cholinergic autonomic innervation), and epithelial (endothelin-1, NO, serotonin, prostaglandins, angiotensin, etc.) mechanisms. However, although there is evidence for the presence of histamine in the epididymis, its modulatory effects on the motor activity of the epididymal duct are not yet known. Thus, the objective of this work was to evaluate the effects of histamine on contractions of the rat distal cauda epididymis duct by identifying histaminergic receptors and the participation of autonomic neurotransmitters. To achieve these objectives, segments of the epididymal duct from the distal cauda of the epididymis of Wistar rats were isolated and used in functional experiments in an isolated organ bath to evaluate the direct effects of histamine on epididymal duct or adrenergic agonist-induced contractions. These experiments were also performed in the presence of selective antagonists for histaminergic receptors (H1, H2 and H3), α1-adrenoceptors and muscarinic receptors. We found that histamine produced contractions of a phasic nature. The frequency and amplitude of histamine-induced phasic contractions in the epididymal duct were inhibited by promethazine (H1 receptor antagonist), ranitidine (H2 receptor antagonist), atropine (muscarinic receptor antagonist) or prazosin (α1-adrenoceptor antagonist). Histamine potentiated the contractile effects of noradrenaline and reduced its maximal effect, and these effects were prevented by ranitidine and promethazine, respectively. We conclude that histamine is able to promote phasic contractions with the participation of H2 receptors and release of autonomic neurotransmitters. Furthermore, this biogenic amine modified noradrenaline-induced epididymal duct contractions with the possible participation of H1 and H2 receptors.

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  • LEIDIANE BARBOZA DA SILVA
  • EFICÁCIA E SEGURANÇA DO EXTRATO DE SEMENTES DE ANGICO (Anadenanthera colubrina) CONTRA Aedes aegypti E Aedes albopictus, EM CONDIÇÕES DE LABORATÓRIO E DE CAMPO

  • Orientador : ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • VALTER FERREIRA DE ANDRADE NETO
  • JOSÉ ROBERTO DA SILVA
  • PATRICIA BATISTA BARRA MEDEIROS BARBOSA
  • Data: 22/12/2022

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  • Aedes aegypti (L., 1762) e Aedes albopictus (S., 1894) são vetores dos agentes etiológicos de inúmeras arboviroses de importância médica. As limitações no uso de inseticidas químicos têm estimulado a busca por opções efetivas e ecologicamente amigáveis, como os inseticidas botânicos. O presente estudo descreve o potencial aedicida do extrato de sementes de Anadenanthera colubrina (Vell.) em diferentes fases do ciclo de vida dos vetores, sua ação atraente/repelente na oviposição, caracterização bioquímica parcial e avaliação da cito- e ecotóxica. O extrato aquoso a quente das sementes de A. colubrina (EAQA) foi obtido por extração em água destilada (1:10, m/v) por 7 h a 80 °C. Os efeitos larvicidas de EAQA foram avaliados em diluições seriadas e as concentrações letais CL50 e CL90 (mg/mL) determinadas após 24 h e 48 h de exposição. O efeito larvicida foi observado para A. aegypti e A. albopictus, registrando CL50 e CL90 em 24 h (0,16 e 0,94 mg/mL; 0,36 e 1,28 mg/mL) e 48 h (0,02 e 0,26 mg/mL; 0,06 e 0,62 mg/mL), respectivamente. EAQA foi pupicida para ambos os insetos em concentrações superiores às concentrações larvicidas (CL50 ≥ 0,85 mg/mL para 24 h e CL50 ≥ 0,53 mg/mL para 48 h). 0,26 mg/mL foi definida como a concentração diagnóstica na atividade ovicida e oviposição, apresentando atividade ovicida para ambos os insetos, comprometendo a eclosão larval em 76% e reduzindo a emergência de adultos das larvas sobreviventes em 25%. Em condições de campo, EAQA exerce efeito atraente para oviposição. EAQA apresentou uma maior concentração de carboidratos totais (15,5 mg/mL), em comparação aos teores de proteínas solúveis totais (2,0 mg/mL) e compostos fenólicos totais (0,1 mg/mL). EAQA apresenta inibidores de bromelaína, papaína, tripsina e quimiotripsina, com atividade de inibição enzimática em 90,94%, 68,93%, 68,75% e 9,32%, respectivamente. Não foi observada citotoxicidade para linhagens celulares testadas (3T3) e (HepG2), nem ecotoxicidade para Ceriodaphnia dubia (CL50 = 0,72 mg/mL para 24 h e 0,34 mg/mL para 48 h) e Mysidopsis juniae (CL50 = 0,87 mg/mL para 24 h e 0,37 mg/mL para 48 h). EAQA tem um potencial para ser adjuvante nas estratégias de manejo integrado de Aedes devido a versatilidade de atuação contra diferentes fases do ciclo de vida dos vetores, bem como sua cito- e ecocompatibilidade.


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  • Aedes aegypti (L., 1762) and Aedes albopictus (S., 1894) are vectors of the etiological agents of numerous arboviruses of medical importance. Limitations in the use of chemical insecticides have stimulated the search for effective and ecologically friendly options, such as botanical insecticides. The present study describes the aedicidal potential of Anadenanthera colubrina (Vell.) seed extract at different stages of the vectors' life cycle, its attractive/repellent action on oviposition, partial biochemical characterization and evaluation of cyto- and ecotoxicity. The hot aqueous extract of A. colubrina seeds (EAQA) was obtained by extraction in distilled water (1:10, m/v) for 7 h at 80 °C. The larvicidal effects of EAQA were evaluated in serial dilutions and the lethal LC50 and LC90 concentrations (mg/mL) determined after 24 h and 48 h of exposure. The larvicidal effect was observed for A. aegypti and A. albopictus, recording LC50 and LC90 at 24 h (0.16 and 0.94 mg/mL; 0.36 and 1.28 mg/mL) and 48 h (0. 02 and 0.26 mg/mL; 0.06 and 0.62 mg/mL), respectively. EAQA was pupicid for both insects at concentrations higher than larvicidal concentrations (24 h LC50 ≥ 0.85 mg/mL and 48 h LC50 ≥ 0.53 mg/mL). 0.26 mg/mL was defined as the diagnostic concentration for ovicidal activity and oviposition, showing ovicidal activity for both insects, compromising larval hatching by 76% and reducing adult emergence of surviving larvae by 25%. Under field conditions, EAQA exerts an attractive effect on oviposition. EAQA showed a higher concentration of total carbohydrates (15.5 mg/mL) compared to total soluble protein (2.0 mg/mL) and total phenolic compounds (0.1 mg/mL). EAQA presents bromelain, papain, trypsin and chymotrypsin inhibitors, with enzyme inhibition activity in 90.94%, 68.93%, 68.75% and 9.32%, respectively. No cytotoxicity was observed for tested cell lines (3T3) and (HepG2), nor ecotoxicity for Ceriodaphnia dubia (LC50 = 0.72 mg/mL for 24 h and 0.34 mg/mL for 48 h) and Mysidopsis juniae (LC50 = 0 .87 mg/mL for 24 h and 0.37 mg/mL for 48 h). EAQA has the potential to be an adjuvant in Aedes integrated management strategies due to the versatility of action against different stages of the vectors' life cycle, as well as their cyto- and eco-compatibility.

Teses
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  • GIULIAN CÉSAR DA SILVA SÁ
  • EXTRATOS DE Tephrosia toxicaria (Sw.) Pers.: PROSPECÇÃO DE ATIVIDADES ANTI-Aedes, ANTIOXIDANTE, ANTIMICROBIANA E LEISHMANICIDA, E BIOSSEGURANÇA


  • Orientador : ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MARIA DE FATIMA FREIRE DE MELO XIMENES
  • PATRÍCIA MARIA GUEDES PAIVA
  • SELENE MAIA DE MORAIS
  • Data: 25/03/2022

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  • A busca por novas formulações adjuvantes naturais para o manejo de doenças, vetores e patógenos mostra que os extratos vegetais ainda são promissores, principalmente considerando a grande biodiversidade brasileira, o fato de serem obtidos de fontes renováveis, sua seletividade tóxica à organismos-alvo e compatibilidade ambiental. A possibilidade de ampliar o repertório de opções de adjuvantes naturais estimulou o desenvolvimento da presente pesquisa, que teve por objetivo investigar o potencial bioativo e biossegurança de extratos aquosos e hidroetanólicos de sementes, raízes, caules e folhas de Tephrosia toxicaria (Sw.) Pers. Esta leguminosa, ocorrente na região Nordeste do Brasil, vem despertando atenção de pesquisadores ao servir como matriz para obtenção de formulações com amplo espectro de bioatividade. A presente obra foi estruturada em dois capítulos; o primeiro capítulo trata de uma revisão bibliográfica do estado da arte atual sobre a utilização de inseticidas botânicos no manejo integrado de vetores de arbovírus, com ênfase no controle de espécies dos gêneros Aedes, Culex e Anopheles. Inúmeras formulações de inseticidas botânicos e seus prováveis modos de ação para diferentes estágios dos insetos são apresentadas ao longo da revisão. O segundo capítulo da tese descreve a versatilidade dos extratos de T. toxicaria no controle de Aedes, destacando o extrato hidroetanólico de raízes (RHA) como o extrato larvicida mais promissor, demonstrando as menores concentrações letais para 50% (300 µg/mL) e 90% (840 µg/mL) das larvas de Aedes, observadas 24 h pós-exposição. Em testes de campo, RHA (840 µg/mL) comportou-se como um agente deterrente de oviposição, reduzindo a postura de ovos de Aedes em aproximadamente 90%. Além de manifestar propriedades inseticidas, RHA apresenta atividade antioxidante, principalmente no controle da homeostase de íons metálicos e restauração da atividade metabólica de células em condições de estresse oxidativo, sob baixas concentrações (100 µg/mL). Embora moléculas leishmanicidas também sejam expressas em RHA, sua solubilização foi menos acentuada, demandando uma concentração maior de extrato para inibir o crescimento de formas promastigotas de Leishmania amazonensis (IC50 = 3,53 mg/mL). As condições de extração não favoreceram a concentração de moléculas antimicrobianas contra as cepas bacterianas e fúngicas investigadas em ensaios empregando diluições seriadas de RHA (1024 – 32 μg/mL). RHA concentra carboidratos, compostos fenólicos e proteínas, com massas moleculares estimadas entre 10 e 24 kDa. Análises proteicas sugerem a expressão de inibidores de proteases e lectinas em RHA. Os efeitos bioinseticida, antioxidante e leishmanicida, associados a ausência de eventos de toxicidade contra organismos não-alvo (Lactuca sativa) e linhagens celulares (HepG2 e 3T3), sugerem T. toxicaria como um recurso natural a ser sustentavelmente explorado para obtenção de extratos com amplo uso biológico e farmacológico.


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  • The search for new natural adjuvant formulations for the management of diseases, vectors and pathogens shows that plant extracts are still promising, especially considering the great Brazilian biodiversity, they are obtained from renewable sources, their toxic selectivity to target organisms and environmental compatibility. The development of the present research was stimulated by the possibility of expanding the repertoire of options for natural adjuvants, which aimed to investigate the bioactive potential and biosecurity of aqueous and hydroethanolic extracts from seeds, roots, stems and leaves of Tephrosia toxicaria (Sw.) Pers. This legume, occurring in the Northeast region of Brazil, attracts the attention of researchers by acting as a matrix for obtaining broad spectrum bioactivity formulations. This thesis was structured in two chapters; the first chapter deals with a bibliographic review of the current state of art on the use of botanical insecticides in the integrated management of arbovirus vectors, with emphasis on control of species belonging to the genera Aedes, Culex and Anopheles. Numerous botanical insecticides formulations are presented throughout the review and its likely modes of action for different stages of insects. The second chapter describes the versatility of T. toxicaria extracts in the Aedes control, highlighting the hydroethanolic root extract (RHA) as the most promising larvicidal extract, demonstrating the lowest lethal concentration for 50% (300 µg/mL) and 90% (840 µg/mL) of Aedes larvae, observed at 24 h post-exposure. In field tests, RHA (840 µg/mL) is a promising oviposition deterrent agent, reducing Aedes egg laying by approximately 90%. In addition to manifesting insecticidal properties, RHA manifests antioxidant activity, mainly in control of metal ion homeostasis and restoration of the metabolic activity of cells under oxidative stress conditions, under low concentrations (100 µg/mL). Although leishmanicidal molecules are also expressed in RHA, its solubilization was less pronounced, requiring a higher concentration of extract to inhibit the growth of Leishmania amazonensis promastigotes (IC50 = 3.53 mg/mL). The extraction conditions did not favor the concentration of antimicrobial molecules against the bacterial and fungal strains investigated, in assays employing serial dilutions of RHA (1024 – 32 μg/mL). RHA concentrates carbohydrates, phenolic compounds and proteins, with estimated molecular masses between 10 and 24 kDa. Protein analyzes suggest the expression of protease inhibitors and lectins in RHA. The bioinsecticidal, antioxidant and leishmanicidal effects, associated with the absence of toxicity events against non-target organisms (Lactuca sativa) and cell lines (HepG2 and 3T3), suggest T. toxicaria as a natural source to be sustainably exploited to obtain extracts with wide biological and pharmacological use.

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  • RONY LUCAS DA SILVA VIANA
  • NANOPARTÍCULAS DE PRATA CONTENDO XILANAS: SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E AVALIAÇÃO DO SEU EFEITO IMUNOMODULADOR E ANTIBACTERIANO

  • Orientador : HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MONIQUE GABRIELA DAS CHAGAS FAUSTINO ALVES
  • KAROLINE RACHEL TEODOSIO DE MELO
  • RANIERE FAGUNDES DE MELO SILVEIRA
  • VALQUIRIA PEREIRA DE MEDEIROS
  • Data: 06/05/2022

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  • Nas últimas décadas o aumento da resistência bacteriana aos tratamentos convencionais fez com que houvesse uma busca incessante para novas alternativas eficazes contra enfermidades causadas por esses microrganismos. Dentro desse contexto, progressos significativos foram alcançados no desenvolvimento de medicamentos baseados em nanotecnologia, a fim de combater/atenuar a resistência bacteriana. E dentre as nanopartículas, as constituídas de prata (NANO) são apontadas como uma opção promissora nesse sentido, inclusive já vem sendo aplicadas em diferentes usos, como na indústria têxtil.  Porém, seu uso na clínica médica tem uma menor dimensão, e isso vem impulsionando desenvolvimento de diferentes NANO mistas, que contêm, além da prata, uma porção orgânica na sua constituição, já que essa pode potencializar ou fornecer novas aplicabilidades as NANO.  O que vem estimulando, inclusive, a utilização de técnicas menos agressivas ao meio ambiente (síntese verde) para a síntese de NANO. Os polissacarídeos são uma das moléculas orgânicas que vem sendo utilizadas com esse propósito. Xilana é uma hemi-celulose encontrada em diferentes vegetais e, por isso, muito abundante na natureza. Porém, há menos de uma dezena de trabalhos com NANO contendo xilanas, e nenhum avaliou seu efeito antimicrobiano. Portanto, neste trabalho sintetizou-se NANO com diferentes xilanas extraídas do sabugo do milho (Zea mays). Para tal, o sabugo do milho solubilizado em NaOH 1,8M, foi submetido a ondas de ultrassom para se obter um extrato bruto rico em xilana (EBX), que posteriormente foi fracionado com adição de volumes crescentes de etanol PA.  Foram obtidas seis frações etanólicas (FE’s), que após caracterização (Teor de açúcar, proteínas, compostos fenólicos e composição monossacarídica), foram utilizadas para síntese verde de NANO. As NANO foram caraterizadas por espectroscopia UV-visível, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia por dispersão de energia, dispersão de luz dinâmica e espectroscopia de infravermelho. Todas as NANO (NANO EBX; NANO E0,3; NANO E0,4; NANO E0,8; NANO E1,4 e NANO E2,2) foram compostas essencialmente de prata e xilanas, apresentaram formato arredondado, tamanho médio variando entre 105,0 e 79,7 nm e estabilidade de 24 meses. Estas NANO não foram citotóxicas frente a fibroblastos (3T3) e macrófagos (RAW). Além disso, promoveram a redução da produção de óxido nítrico (ON) em macrófagos ativados por lipopolissacarídeo bacteriano. As diferentes NANO, aqui sintetizadas, também apresentaram atividade antibacteriana. Todas foram eficazes contra bactérias Gram-negativas testadas (Escherichia coliE. coli; Klebsiella pneumoniae produtora de carbapenemase – KPPC) com destaques para NANO EBX e NANO E1,4 que apresentaram concentração inibitória mínima (CIM) de 62,5 µg/mL frente a E. coli. Já para KPPC destaca-se NANO EBX, NANO E0,4; NANO E1,4 e NANO E2,2 que apresentaram o CIM de 250 µg/mL. Os dados aqui apresentados mostram o potencial biotecnológico das diferentes xilanas sob forma de nanopartícula e futuros ensaios, inclusive in vivo, devem ser feitos para confirmar o potencial antibacteriano das diferentes NANO sintetizadas com EBX e as FE’s.


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  • In recent decades, the increase in bacterial resistance to conventional treatments has led to an incessant search for new effective alternatives against diseases caused by these microorganisms. Within this context, significant progress has been achieved in the development of drugs based on nanotechnology in order to combat/attenuate bacterial resistance. And among the nanoparticles, those made of silver (NANO) are pointed out as a promising option in this sense, including being already applied in different uses, such as in the textile industry. However, their use in clinical medicine has a smaller dimension, and this has been driving the development of different mixed NANO, which contain, in addition to silver, an organic portion in their constitution, since this can enhance or provide new applicability to NANO. This has even allowed the use of techniques less aggressive to the environment (green synthesis) for the synthesis of NANO. Polysaccharides are one of the organic molecules that have been used in this sense. Xylan is a hemi-cellulose found in different plants and, therefore, very abundant in nature. However, there are less than a dozen papers with NANO containing xylans, and none have evaluated their antimicrobial effect. Therefore, in this work NANO was synthesized with different xylans extracted from corn cob (Zea mays). For this, corn cob, in 0.1M NaOH, was subjected to ultrasound waves to obtain a xylan-rich extract (EBX), which was subsequently fractionated with the addition of increasing volumes of ethanol. Thus, six ethanolic fractions (EF's) were obtained, which after being characterized (sugar content, proteins, phenolic compounds, and monosaccharide composition), were used for the green synthesis of NANO. These NANO were characterized by UV-visible spectroscopy, scanning electron microscopy, dynamic light scattering, energy scattering spectroscopy and infrared spectroscopy. All NANO (NANO EBX, NANO E0.3, NANO E0.4, NANO E0.8, NANO E1.4 and NANO E2.2) were essentially composed of silver and xylans, presented round shape, average size ranging from 105, 0 and 79.7 nm and stability of 24 months. These NANO were not cytotoxic against fibroblast (3T3) and macrophages (RAW). Furthermore, they promoted the reduction of nitric oxide (NO) production in macrophages activated by bacterial lipopolysaccharide. The different NANOs, synthesized here, also showed antibacterial activity. All were effective against Gram-negative bacteria tested (Escherichia coli; carbapenemase-producing Klebsiella pneumoniae – KPPC) with emphasis on NANO EBX and NANO E1.4, which showed a minimum inhibitory concentration (MIC) of 62.5 µg/mL against E. coli. For KPPC, NANO EBX, NANO E0.4, NANO E1.4 and NANO E2.2 stand out, which presented a MIC of 250 µg/mL. The data presented here show the biotechnological potential of the different xylans in the form of nanoparticles and future tests, including in vivo, should be carried out to confirm the antibacterial potential of the different NANO synthesized with EBX and FE's.

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  • LUÍZA ARAÚJO DA COSTA XAVIER
  • Influência do radônio e partículas alfa na oxidação do genoma e metilação das sequências LINE-1

  • Orientador : VIVIANE SOUZA DO AMARAL
  • MEMBROS DA BANCA :
  • VIVIANE SOUZA DO AMARAL
  • SILVIA REGINA BATISTUZZO DE MEDEIROS
  • CLÁUDIA ROHDE
  • JULIO ALEJANDRO NAVONI
  • MARIALVA SINIGAGLIA
  • Data: 10/05/2022

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  • O presente trabalho visa avaliar os efeitos mutagênicos e epigenéticos induzidos pela radiação ionizante natural em indivíduos expostos a elevadas concentrações de radônio (Rn). Além disso, também foi investigado um efeito epigenético em ensaios in vitro com cultura de células expostas a diferentes doses de partículas alfa. Para tanto, foi conduzido um estudo observacional do tipo caso-controle com 224 indivíduos de Lajes Pintadas (grupo LP) e 65 indivíduos da cidade de Natal (grupo controle). Foram coletadas amostras de sangue e urina dos participantes de ambas as cidades para realizar os seguintes ensaios: (a) testes bioquímicos de análises clínicas; (b) quantificação de 8-hidroxi-2’- deoxiguanosina (8-OHdG); (c) determinação do polimorfismo Ser326Cys no gene hOGG1; (d) quantificação de chumbo no sangue; (e) quantificação de citosinas metiladas (Cm) das sequências LINE-1 como bioindicadoras de metilação global do genoma das células sanguíneas dos participantes; além disso, todos os indivíduos recrutados foram entrevistados com um questionário a fim de coletar informações sociodemográficas, exposições ambientais e ocupacionais, estilo de vida e histórico de saúde geral. Nos experimentos in vitro, fibroblastos de pulmão humano foram expostos a 0 (controle), 0,25, 0,5 e 1 Gy de partículas alfa e logo em seguida, as células foram congeladas até o momento de analisar a %Cm na região promotora das sequências LINE-1. Este ensaio foi repetido para a progênie das células irradiadas. Considerando os resultados das análises in vivo, foi observado que os indivíduos expostos aos altos níveis de Rn interior apresentaram concentrações de 8-OHdG aproximadamente 1,5 vezes maiores do que os expostos a baixos níveis deste gás (valor-p < 0,01). Pessoas heterozigotas para o polimorfismo em hOGG1 tiveram concentrações significativamente menores de 8-OHdG em comparação com os homozigotos para o alelo selvagem, considerando a exposição aos mais altos níveis de Rn (a partir de 145 Bq/m3; valor-p < 0,05). A concentração média de chumbo sanguíneo entre os grupos controle e LP não apresentou diferença significativa: 1,15 ± 0,91 µg/dL e 1,66 ± 1,55 µg/dL, respectivamente, sendo esses valores abaixo do limite de 5 µg/dL estabelecido pelo Centro de Controle de Prevenção de Doenças dos Estados Unidos. A análise epigenética apontou que houve diferença significativa entre as médias de Cm em LINE-1 dos grupos – 50,23% ± 3,44 para o controle e 51,87% ± 2,96 para o grupo LP (valor-p < 0,001). Além disso, os níveis de Rn interior, as concentrações sanguíneas de chumbo e o sexo dos indivíduos foram fatores que influenciaram significativamente a média da %Cm das sequências LINE-1 dos participantes. Nos ensaios in vitro, foi observado que não houve diferença significativa entre as médias de %Cm segundo as distintas doses de partículas alfa aplicadas nas células. Pode ser concluído que elevados níveis de radiação ionizante natural é capaz de provocar instabilidade no genoma por vias oxidativas e epigenéticas mesmo em células passageiras não-irradiadas.


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  • The present work aims to evaluate the mutagenic and epigenetic effects induced by natural ionizing radiation in individuals exposed to high concentrations of radon (Rn). Furthermore, epigenetic effects were also investigated in assays with cell cultures exposed to different doses of alpha particles. For that purpose, an observational case-control study was conducted with 224 individuals from Lajes Pintadas (LP group) and 66 individuals from Natal city (control group). Blood and urine samples were collected from participants of both cities to perform the following tests: (a) biochemical clinical analysis tests; (b) quantification of 8-hydroxy-2’- deoxyguanosine (8-OHdG) in urine; (c) determination of the Ser326Cys polymorphism in hOGG1 gene; (d) quantification of lead in blood; (e) quantification of methylated cytosines (mC) in LINE-1 sequences as bioindicators of global genome methylation of the participant’s blood cells. In addition, all recruited individuals were interviewed with a questionnaire to collect sociodemographic information, environmental and occupational exposures, lifestyle and general health history. About the in vitro experiments, human lung fibroblasts were exposed to 0 (control), 0.25, 0.5 and 1 Gy of alpha particles and their %mC in the promoter region of the LINE-1 sequences were determined. This assay was repeated for the progeny of irradiated cells. It was observed that individuals exposed to high indoor Rn levels had 8-OHdG concentrations approximately 1.5 times higher than those exposed to low levels of this gas (p-value < 0.01). People heterozygous for the hOGG1 polymorphism had significantly lower concentrations of 8-OHdG compared to those homozygous for the wild-type allele, considering exposure to the highest Rn levels (from 145 Bq/m3 upwards; p-value < 0.05). The mean concentrations of blood lead between the control and LP groups showed no significant difference: 1.15 ± 0.91 µg/dL and 1.66 ± 1.55 µg/dL, respectively, and these values were below the limit established by the Center Disease Prevention Control (5 µg/dL). In epigenetics, there was a significant difference between the means of %mC in LINE-1 of the groups – 50.23% ± 3.44 for control and 51.87% ± 2.96 for the LP group (p-value < 0.001). Indoor Rn levels, blood lead concentrations and the individuals’ sex were factors that significantly influenced the mean %mC of LINE-1 sequences of the participants. For the in vitro assays, there was no significant difference between the means of %mC among the different doses of alpha particles applied to the cells. It can be concluded that high levels of natural ionizing radiation can cause genome instability through oxidative and epigenetic pathways even in passenger non-irradiated cells from the human body.

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  • AIRTON ARAÚJO DE SOUZA JÚNIOR
  • ENSINO HÍBRIDO GAMIFICADO DE COMPONENTES CURRICULARES DE BIOQUÍMICA

  • Orientador : ELIZEU ANTUNES DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EDUARDO GALEMBECK
  • ELIZEU ANTUNES DOS SANTOS
  • LEANDRO SILVA COSTA
  • MANUEL JOÃO COSTA
  • MONIQUE GABRIELA DAS CHAGAS FAUSTINO ALVES
  • RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • Data: 12/05/2022

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  • Diante de uma realidade de ensino de bioquímica, que é permeada pelo adensamento dos conteúdos, complexidade interdisciplinar, e agravada por uma abordagem exclusiva ou excessivamente expositiva, torna-se cada vez mais necessário avaliar propostas metodológicas que mitiguem esse cenário. Assim, nesta tese o principal objetivo foi desenvolver uma proposta de trabalho de Ensino Híbrido Gamificado, baseado na Sala de Aula Invertida (SAI), em componente curricular de bioquímica, avaliando o desempenho acadêmico dos alunos, o interesse e engajamento dos alunos na disciplina, os elementos metodológicos da proposta, a gamificação e, por fim, os ganhos nas habilidades cognitivas, sociais e socioemocionais. Para tanto, foi realizada uma pesquisa de caráter exploratório, através do método de intervenção pedagógica, com uma abordagem qualitativa e quantitativa. A proposta foi aplicada em dois componentes curriculares de bioquímica da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), para os cursos de Ciências Biológicas, nos períodos de 2016.2 e 2017.1, e de medicina, nos períodos de 2018 e 2019, ao todo 179 alunos participaram desse estudo. A pesquisa analisou os dados de dois designs de aula: a aulas tradicionais (expositivas convencionais) e aulas híbridas (AH), que foram divididas em momentos online e momentos presenciais, com objetivos que se combinavam nos dois momentos. Para os momentos online, foram utilizadas videoaulas e para os momentos presenciais foram aplicados objetos educacionais produzidos a partir da Taxonomia de Bloom. Todo o processo foi gamificado com um sistema de pontos (ranking), formação de times em uma lógica cooperativa e de conquistas de benefícios (sistema de recompensas). Os resultados mostraram que a maioria dos alunos teve um desempenho acadêmico melhor e declarou aumento do seu interesse pela disciplina, afirmando que a aprendizagem foi melhor nas aulas híbridas que nas aulas tradicionais. Ademais, a gamificação teve avaliação positiva e acabou promovendo o aumento do engajamento dos alunos. Além disso, observouse que o método contribui para a aprendizagem colaborativa e para a personalização da aprendizagem. Por fim, observou-se que a intervenção pedagógica contribui para o desenvolvimento de aspectos específicos para a disciplina de bioquímica, como, por exemplo, a compreensão de conceitos, das relações entre estrutura e função e a capacidade de propor soluções e argumentos para resolução de problemas, entre outros. Dessa forma, os resultados aqui descritos fornecem dados para uma discussão sobre a importância do modelo híbrido gamificado como alternativa promissora para os componentes curriculares de bioquímica. Certamente isso requer uma ampla reflexão sobre as abordagens e os processos envolvidos nesse modelo, isto porque estudos sobre a eficácia do Ensino Híbrido para o Ensino da Bioquímica ainda são muito escassos.


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  • In the face of the reality of teaching biochemistry, which is permeated by the densification of the contents, the interdisciplinary complexity, and aggravated by an exclusive or excessively expository approach, it becomes increasingly necessary to evaluate methodological proposals that mitigate this scenario. Thus, in this dissertation, we developed a work proposal for a Blended Learning Gamified, based on the Flipped Classroom, in the Biochemistry classes; academic performance assessment; the interest and involvement of students in the subject; the methodological elements of the proposal, gamification, and, finally, gains in cognitive, social and socio-emotional skills. Therefore, a type of exploratory research was carried out, through a pedagogical intervention with qualitative and qualitative analysis. The proposal was applied in two biochemistry disciplines at the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN) for the biological sciences, in the periods of 2016.2 and 2017.1, and in medicine courses, in the periods of 2018 and 2019, a total of 179 students participated in this study. The research analyzed data from the design of two classes: face-to-face and blended classes, which were divided into online moments and in-person moments, with educational objectives combined in both moments. For the online moments, were used video lessons and the face-to-face moments, educational objects elaborated by Bloom's Taxonomy were applied. The entire process was gamified, with a scoring system (ranking), team building in the cooperative logic and obtaining benefits (reward system). The entire process was gamified, with a scoring system (ranking), team building in the cooperative logic and obtaining benefits (reward system). The results show that most students had better academic performance, and reported increased interest in the discipline, stating that learning was better in blended classes than in face-to-face classes. Furthermore, gamification had a positive evaluation and ended up promoting increased student engagement. Besides, it was shown that the method contributed to collaborative and personalization learning. Finally, it was observed that the pedagogical intervention contributed to the development of specific aspects for the discipline of biochemistry, for example, the understanding of concepts, relationships between structures and functions, and proposing solutions and arguments for solving problems, among others. After all, the results described here provide data for a discussion about the importance of Blended Learning Gamified as a promising alternative to the disciplines of biochemistry. Certainly, this requires a broad reflection on the approaches and processes involved in this model, because studies on the effectiveness of Hybrid Teaching for the Teaching of Biochemistry are still very scarce.

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  • ANA BEATRIZ MEDEIROS LINS DE ALBUQUERQUE TAVARES
  • Simulação Quântica Computacional de Fármacos Imuno-Oncológicos

  • Orientador : EUDENILSON LINS DE ALBUQUERQUE
  • MEMBROS DA BANCA :
  • EUDENILSON LINS DE ALBUQUERQUE
  • UMBERTO LAINO FULCO
  • LUCIANO RODRIGUES DA SILVA
  • MANOEL SILVA DE VASCONCELOS
  • JOSE ALZAMIR PEREIRA DA COSTA
  • JOSE DE MIRANDA HENRIQUES NETO
  • Data: 10/06/2022

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  • Muito da recente empolgação na abordagem da imunoterapia contra o câncer foi gerada pelo reconhecimento de que proteínas de checkpoint imunológico, como os receptores PD-1 (Programmed cell Death-Ligand 1) e CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte-Associated Protein 4), pode ser bloqueado por medicamentos à base de anticorpos, com efeitos profundos. Dados clínicos promissores já foram divulgados, apontando para a eficiência dos medicamentos imuno-oncológicos pembrolizumab (PEM), nivolumab (NIV) e ipilimumab (IPI) para bloquear a via das proteínas do ponto de controle imunológico, desencadeando os linfócitos T contra uma ampla gama de tipos de câncer, além de ser uma questão importante para a pesquisa clínica. Seu uso já foi aprovado pelo US-FDA (United States Food and Drug Administration) desde a última década. Até recentemente, embora muitas propriedades estruturais dessas drogas tenham sido reveladas, as características de energia de ligação de ambas as proteínas de checkpoint, PD-1 e CTLA-4, com base em dados de raio-X cristalográficos, precisavam de um entendimento mais profundo.

    Nesse contexto, empregando métodos de química quântica baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e no esquema de fracionamento molecular com caps conjugados (MFCC), investigamos in silico as características da energia de ligação dos receptores PD-1 e CTLA-4 em complexo com os seus inibidores (PEM, NIV e IPI), destacando as interações resíduo-resíduo mais relevantes, em busca de novos insights sobre os mecanismos do bloqueio das suas vias de comunicação com as células cancerígenas, para desenvolver ainda mais sua afinidade e seletividade. Nossos resultados computacionais não só estão de acordo com a ordem de afinidade de ligação experimental, mas também fornecem um melhor entendimento dos mecanismos de ligação, apontando para uma alternativa eficiente para o desenvolvimento de drogas anticancerígenas. Além disso, eles conduzem a novos tratamentos oncológicos baseados na imunoterapia, desencadeando a vigilância imunológica para destruir as células cancerosas, diminuindo sua evasão imunológica. Eles também são uma alternativa eficiente para o desenvolvimento de novos medicamentos, revelando novos e eficientes tratamentos para a terapia do câncer.

    Por outro lado, embora muitas propriedades estruturais dessas drogas imuno-oncológicas tenham sido reveladas, poucos estudos se concentraram em suas características vibracionais. Para preencher esta lacuna, cálculos de química quântica também são empregados aqui para descrever os modos energéticos de ligação das drogas PEM e NIV, a fim de obtermos suas propriedades vibracionais através de seus espectros de absorção óptica e espectroscopia de espalhamento Raman. A interpretação detalhada de suas frequências vibracionais harmônicas também é apresentada.

    Finalmente, a ligação de três drogas oncológicas diferentes, Cu (BpT) Br, NAMI-A e DOX (doxorrubicina), amplamente utilizadas no tratamento do câncer de mama, à albumina sérica humana (HSA), também são investigadas aqui por meio de um dispersion corrected exchange-correlation functional dentro de uma estratégia de fragmentação. Como consequência, é possível identificar a magnitude das interações de ligação quântica mais relevantes desses complexos supramoleculares e, assim, orientar seu processo de modificação molecular. Os dados obtidos neste trabalho destacam o poder dos cálculos quânticos como uma ferramenta importante para o processo de projeto de fármacos, e abrem caminho para o uso de interações HSA-ligante durante o projeto racional de novos compostos anticâncer. Mais importante, nossos resultados mostram que o complexo multi-fármaco HSA / [Cu (BpT) Br] - (NAMI-A) - (DOX) aumenta a capacidade de direcionamento em comparação com o uso isolado dos três fármacos oncológicos, de acordo com predições in vivo.

    Em suma, os métodos computacionais de química quântica usados nesta tese de doutorado emergiram como uma alternativa simples e eficiente para desvendar os resíduos de aminoácidos das drogas oncológicas tratadas nesta tese. Com efeito, considerando-se o custo/benefício da operação, a abordagem in silico está se tornando um passo inicial importante não só na oncologia clínica, mas também na definição da fronteira de investigação nas ciências biológicas, físicas e químicas.


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  • Much of the recent excitement in the cancer immunotherapy approach has been generated by the recognition that immune checkpoint proteins, like the receptors PD-1 (Programmed cell Death-Ligand 1)and CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte-Associated Protein 4), can be blocked by antibody-based drugs, with deeper effects. Promising clinical data have already been released, pointing out to the efficiency of the monoclonal antibody immune-oncological drugs pembrolizumab (PEM), nivolumab (NIV), and ipilimumab (IPI) to block these immune checkpoint proteins pathway, triggering the T-lymphocytes against a wide range of cancers, as well as being an important issue for clinical research. Their use was already approved by the US-FDA (United States Food and Drug Administration) office since the last decade. To date, although many structural properties of these drugs have been unveiled, binding energy features of both checkpoint proteins, PD-1 and CTLA-4, based on crystallographic X-Ray data, need a deeper understanding.

    In this context, by employing quantum chemistry methods based on the Density Functional Theory (DFT) and the molecular fractionation with conjugate caps (MFCC) scheme, we investigate in silico the binding energy features of the receptors PD-1 and CTLA-4 in complex with their drugs inhibitor (PEM, NIV, and IPI), highlighting the most relevant residue-residue interactions, looking for new insights into the mechanisms of the pathway blockade to further engineer their affinity and selectivity. Our computational results are not only in good agreement with the experimental binding affinity order, but also give a better understanding of the binding mechanisms, pointing out to an efficient alternative towards the development of antibody-based drugs. Besides, they lead to new treatments for cancer therapy based upon immunotherapy, unleashing the immune surveillance to destroy the cancer cells by decreasing their immune evasion. They are also an efficient alternative towards the development of new small-molecules and antibody-based drugs, unveiling new treatments for cancer therapy.

    On the other hand, although many structural properties of these immune-oncological drugs have been unveiled, only few studies were focused on their vibrational features. To fill this gap, quantum chemistry calculations were also employed here to depict the binding energetic modes of the PEM and NIV antibody drugs, in order to obtain their vibrational properties through their optical absorption spectra and Raman scattering spectroscopy. Detailed interpretation of their harmonic vibrational frequencies is also presented.

    Finally, the binding of three different anticancer drugs, Cu(BpT)Br, NAMI-A, and DOX (doxorubicin), widely used in the breast cancer treatment, to the Human Serum Albumin (HSA), were also investigated here by means of a dispersion corrected exchange-correlation functional within a fragmentation strategy. As a consequence, it is possible to identify the magnitude of the most relevant quantum binding interactions of these supramolecular complexes, and thus guide their molecular modification process. The data obtained in this work highlight the power of quantum calculations as an important tool for the drug design process, and pave the way for the use of HSA-ligand interactions during the rational design of new anticancer compounds. More important, our results show that HSA/[Cu(BpT)Br]–(NAMI-A)-(DOX) multi-drug complex increases the targeting ability compared with the isolated use of the three anticancer-drugs, in agreement with in vivo predictions.

    All in all, the quantum chemistry computational methods used in this PhD thesis emerged as a simple and efficient alternative to unveil the drug’s amino-acids residues that play the most important role on the binding affinity of the receptor-ligand complex. Indeed, taking into account the cost/benefit of the operation, in silico approach is becoming an important initial step not only in clinical oncology, but also in defining the research frontier in the biological, physical and chemical science.

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  • SARAH DE SOUSA FERREIRA
  • Desenvolvimento e avaliação de antídotos para envenenamento pela serpente Bothrops brazili: investigação do potencial antiofídico de ácidos fenólicos e obtenção de um sistema nanoparticulado de quitosana para produção de antissoros

  • Orientador : MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • ARNOBIO ANTONIO DA SILVA JUNIOR
  • DANIELA PRISCILA MARCHI SALVADOR
  • GISELLE PIDDE QUEIROZ
  • Data: 22/06/2022

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  • O ofidismo causa elevada mortalidade e morbidade em muitas regiões do mundo. Atualmente, o único tratamento é a soroterapia que apresenta algumas limitações, tais como: alto custo para a sua produção, baixa eficácia na neutralização dos efeitos locais, dificuldade de acesso em algumas regiões e reações adversas.Considerando tais fatores, este trabalho tem por objetivo geral apresentar novas alternativas para aprimorar o tratamento do ofidismo. Para este fim, foi utilizada a peçonha da serpente Bothrops brazili, espécie pouco estudada que é encontrada principalmente na região Amazônica. Deste modo, o presente estudo tem como objetivos específicos (1) analisar o potencial inibitório dos ácidos clorogênico e rosmarínico frente aos efeitos locais e sistêmicos induzidos pelo envenenamento por B. brazili, (2) obter e caracterizar nanopartículas de quitosana associadas a peçonha dessa espécie através de dois modos (incorporação e adsorção), a fim de serem avaliadas em relação ao potencial imunoadjuvante para a produção de um novo soro. A avaliação do potencial antiofídico dos ácidos clorogênico e rosmarínico foi realizada por meio de ensaios in vitro, in vivo e in silico. Nos ensaios in vitro, os ácidos foram capazes de inibir a atividade de proteases e fosfolipases da peçonha, além de reduzir o efeito pró-coagulante em plasma humano causado pela mesma. In vivo, esses compostos inibiram efeitos locais como edema, hemorragia, aumento da enzima mieloperoxidase e miotoxicidade. In sílico os ácidos mostraram ser capazes de interagir com fosfolipases da peçonha. Ademais, os ácidos mitigaram os efeitos sistêmicos decorrentes do envenenamento, que foram esses: danos renais, hepáticos, musculares, alterações hemostáticas (tempo de tromboplastina parcialmente ativada, tempo de protrombina e plaquetograma), hematológicas (eritrograma e leucograma) e peroxidação lipídica. Para a produção das nanopartículas de quitosana foi utilizada a técnica de gelificação iônica. As nanopartículas apresentaram tamanho entre 150 a 190 nm, potencial de aproximadamente + 30 mV e índice de polidispersão (PDI) de aproximadamente 0,400. Estes parâmetros foram avaliados pela técnica Dynamic Light Scattering (DLS). A nanopartículas apresentaram 97% de eficiência para incorporar e adsorver a peçonha e as análises de microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEVFEG) e microscopia de força atômica (MFA) mostraram que essas possuíam forma e tamanho homogêneos. A análise de espectroscopia da região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) revelou que a peçonha apresentou bandas em 1543 cm-1 e 1651 cm-1 referentes a grupamentos amida. As nanopartículas apresentaram bandas em 916, 1087, 1259 e 1340 cm-1 que sofreram desvio após a incorporação e adsorção da peçonha. Em conclusão, estes resultados demostram que os ácidos clorogênico e rosmarínico apresentam potencial de inibição dos efeitos locais e sistêmicos provocados pelo envenenamento por B. brazili, o que os tornam possíveis alternativas para a complementação da soroterapia. Ainda, as nanopartículas de quitosana foram eficientes em incorporar e adsorver a peçonha apresentando grande potencial para serem utilizadas como adjuvante na produção de um novo soro antiofídico.


  • Mostrar Abstract
  • Ophidism causes high mortality and morbidity in many regions of the world. Currently, the only treatment is serum therapy, which has some limitations, such as: high cost for its production, low effectiveness in neutralizing local effects, difficult access in some regions and adverse reactions. Considering these factors, this study has the general objective of presenting new alternatives to improve the treatment of snakebite. For this purpose, the venom of the Bothrops brazili snake was used, a little studied species that is found mainly in the Amazon region. Thus, the present study has as specific objectives (1) to analyze the inhibitory potential of chlorogenic and rosmarinic acids against the local and systemic effects induced by B. brazili envenomation, (2) to obtain and characterize chitosan nanoparticles with the venom of this species with two modes of association (incorporation and adsorption), in order to be evaluated in relation to the immunoadjuvant potential for the production of a new serum. The evaluation of the antiophidic potential of chlorogenic and rosmarinic acids was carried out through in vitro, in vivo and in silico assays. In vitro, the acids were able to inhibit proteases and phospholipases activities of the venom, in addition to reducing the pro-coagulant effect in human plasma caused by the venom. In vivo, in a mouse model, these compounds inhibited local effects such as edema, hemorrhage, increased myeloperoxidase enzyme and myotoxicity. In silico the acids were able to interact with venom phospholipases. In addition, the compounds mitigated the systemic effects resulting from the envenomation, which were: kidney, liver, muscle damage, hemostatic changes (partially activated thromboplastin time, prothrombin time and platelet count), hematological (erythrogram and leukogram) and lipid peroxidation. For the production of chitosan nanoparticles, the ionic gelation technique was used. The nanoparticles had a size between 150 and 190 nm, a potential of approximately +30 mV and a polydispersity index (PDI) of approximately 0.400. These parameters were evaluated by the Dynamic Light Scattering (DLS) technique. The nanoparticles showed 97% efficiency to incorporate and adsorb the venom and the analysis of scanning electron microscopy with field emission source (MEVFEG) and atomic force microscopy (MFA) showed that they had homogeneous shape and size. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis revealed that the venom showed bands at 1543 cm-1 and 1651 cm-1 referring to amide groups. The nanoparticles showed bands at 916, 1087, 1259 and 1340 cm-1 that underwent deviation after incorporation and adsorption of the venom. In conclusion, these results demonstrate that chlorogenic and rosmarinic acids have the potential to inhibit the local and systemic effects caused by B. brazili envenomation, which makes them possible alternatives to complement serum therapy. Furthermore, chitosan nanoparticles were efficient in incorporating and adsorbing the venom, showing great potential to be used as an adjuvant in the production of a new antivenom.

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  • MAYARA SANTA ROSA LIMA
  • PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS ANTI-INFLAMATÓRIOS E FUNCIONALIDADE DA BARREIRA INTESTINAL. I - Efeito do inibidor de tripsina isolado de tamarindo na permeabilidade intestinal

  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • BRUNA LEAL LIMA MACIEL
  • DALINE FERNANDES DE SOUZA ARAUJO
  • JULIANA KELLY DA SILVA MAIA
  • FRANCISCO ADELVANE DE PAULO RODRIGUES
  • ANA VLADIA BANDEIRA MOREIRA
  • Data: 28/07/2022

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  • A barreira intestinal saudável protege o indivíduo contra a translocação de antígenos, garantindo um ambiente inflamatório controlado. Os dois primeiros capítulos desta tese referem-se a uma revisão sistemática (RS), que objetivou entender os mecanismos de ação de moléculas anti-inflamatórias que reduzem o TNF-α e seus efeitos sobre a barreira intestinal em modelos murinos. O protocolo do primeiro capítulo foi registrado no PROSPERO e norteou a elaboração da RS, apresentada no segundo capítulo. Os artigos que fizeram parte da RS foram selecionados conforme a estratégia PICO (população, intervenções, controle e resultados), nas bases de dados PubMed, Scopus, Web of Science, Excerpta Medica Database e ScienceDirect. Foram selecionados 25 artigos e a avaliação do risco de viés foi realizada utilizando a ferramenta do SYRCLE. Os resultados mostram que as moléculas anti-inflamatórias que agiram reduzindo TNF-α atuaram, principalmente, nas vias de sinalização do TNF-TNFR1/TNFR2 e do complexo TLR4/MD2, e consequentemente na via do NF-κB, melhorando os sintomas das doenças inflamatórias estudadas, além dos aspectos macroscópicos, histológicos e de permeabilidade intestinal. No terceiro capítulo, é apresentada a proposição e validação metodológica de um modelo de indução de inflamação com TNF-α em co-cultura de células intestinais Caco-2:HT29-MTX. No quarto capítulo, o inibidor de tripsina isolado de sementes de tamarindo (ITT) foi avaliado in vitro em relação à sua interação com lipopolissacarídeo (LPS) bacteriano e sua ação contra elastase de neutrófilo humano (ENH). Além disso, foram avaliados os efeitos sobre a integridade e funcionalidade da barreira intestinal em cultura de células e em modelo experimental de obesidade, incluindo parâmetros hematológicos, bioquímicos e inflamatórios. O estudo em células foi feito em co-culturas de Caco-2:HT29-MTX diferenciadas e avaliou a viabilidade celular e a produção de espécies reativas de oxigênio durante o contato das monocamadas celulares com o ITT. Além disso, foram avaliadas a resistência elétrica transepitelial e a permeabilidade em monocamadas previamente inflamadas com TNF-α (50 ng/mL) e tratadas com ITT (1,0 mg/mL, após ou durante o estímulo inflamatório). Para o estudo em animais, ratos Wistar com obesidade (n=15) foram divididos em três grupos: grupo sem tratamento (n=5), grupo tratado com dieta nutricionalmente adequada (n=5) e grupo tratado com ITT (25 mg/kg/dia, n=5) durante dez dias. O ITT não interagiu com LPS, mas apresentou forte inibição contra ENH (93%). O estudo em células mostrou que o ITT não alterou a viabilidade celular e não apresentou propriedades pró nem antioxidantes, assim como não preveniu o dano nem recuperou a integridade das monocamadas. No experimento in vivo, os ratos tratados com ITT apresentaram concentrações plasmáticas de citocinas inflamatórias significativamente menores, e de outros parâmetros relacionados à obesidade, como contagem total de leucócitos, glicemia de jejum e LDL-c, comparados aos animais tratados com a dieta nutricionalmente adequada. Apresentaram também melhores resultados histopatológicos e histomorfométricos no intestino, apesar de não ter havido diferenças significativas entre os grupos em relação à maioria dos parâmetros semiquantitativos, permeabilidade intestinal e concentração de citocinas inflamatórias no intestino. Assim, conclui-se que o ITT, nas concentrações testadas, foi seguro para as culturas celulares e reduziu a inflamação sistêmica em ratos Wistar, o que possivelmente refletiu na melhora da morfologia do epitélio intestinal nos animais tratados. Diante dos resultados, acredita-se que o ITT tenha outro tipo de ação sobre o epitélio intestinal, provavelmente, relacionada à atividade inibitória contra ENH.


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  • A healthy intestinal barrier protects the individual against antigen translocation, ensuring a controlled inflammatory environment. The first two chapters of this thesis refer to a systematic review (SR), which aimed to understand the mechanisms of action of anti-inflammatory molecules that reduce TNF-α and their effects on the intestinal barrier in animal models. The protocol of the first chapter was registered in PROSPERO and guided the elaboration of the RS, presented in the second chapter. The articles were selected according to the PICO strategy (Population, Intervention, Comparison/Control and Outcomes), from PubMed, Scopus, Web of Science, EMBASE and ScienceDirect databases. Twenty-five articles were selected and the risk of bias assessment was performed using the SYRCLE tool. The results show that the anti-inflammatory molecules that acted by reducing TNF-α acted mainly on the TNF-TNFR1/TNFR2 and TLR4/MD2 complex signaling pathways, and consequently on the NF-κB pathway, which reduced the symptoms of inflammatory diseases and the macroscopic, histological and intestinal permeability aspects. In the third chapter, the proposal and methodological validation of an inflammation model with TNF-α in co-culture of Caco-2:HT29-MTX intestinal cells is presented. In the fourth chapter, the trypsin inhibitor isolated from tamarind seeds (TTI) was evaluated in vitro regarding its interaction with bacterial lipopolysaccharide (LPS) and its action against human neutrophil elastase. In addition, the effects on the integrity and functionality of the intestinal barrier in cell culture and in an experimental obesity model were evaluated, including hematological, biochemical and inflammatory parameters. The cell study was performed in differentiated Caco-2:HT29-MTX co-cultures and evaluated cell viability and production of reactive oxygen species during contact of cell monolayers with ITT. In addition, transepithelial electrical resistance and permeability were evaluated in monolayers previously inflamed with TNF-α (50 ng/mL) and treated with TTI (1.0 mg/mL, after or during the inflammatory stimulus). For the animal study, obese Wistar rats (n=15) were divided into three groups: no treatment group (n=5), group treated with a nutritionally adequate diet (n=5) and group treated with TTI (25 mg/ kg/day, n=5) for ten days. TTI did not interact with LPS, but showed inhibition against human neutrophil elastase (93%). In the cell study, ITT did not alter cell viability and did not present pro- or antioxidant properties, as well as it did not prevent damage or restore the monolayers integrity. In the in vivo experiment, TTI-treated rats had significantly lower plasma concentrations of inflammatory cytokines, and of other obesity-related parameters, such as total leukocyte count, fasting glucose, and LDL-c, compared to animals treated with a nutritionally adequate diet. They also showed better histopathological and histomorphometric results in the small intestine, although there were no significant differences between the groups regarding most semiquantitative parameters, intestinal permeability and concentration of inflammatory cytokines in the intestine. Thus, it is concluded that TTI, at the concentrations tested, was safe for cell cultures and reduced systemic inflammation in Wistar rats, which possibly reflected in the improvement of the morphology of the intestinal epithelium in the treated animals. In view of the results, it is believed that TTI has another type of action on the intestinal epithelium, probably related to the inhibitory activity against neutrophil elastase.

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  • DIANA PONTES DA SILVA
  • Análise do Potencial Inibitório do Ácido Clorogênico e do Ácido Rosmarínico frente aos Efeitos da Peçonha da Serpente Bothrops leucurus WAGLER (1824)

  • Orientador : MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • FRANCISCO CANINDE DE SOUSA JUNIOR
  • KARLA PATRÍCIA DE OLIVEIRA LUNA
  • LUIZ ALBERTO LIRA SOARES
  • MAIRA CONCEIÇÃO JERONIMO DE SOUZA LIMA
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • Data: 28/07/2022

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  • Os acidentes ofídicos representam um sério problema de saúde pública em países tropicais. A serpente Bothrops leucurus é uma das principais responsáveis pelos acidentes ofídicos no Nordeste brasileiro, porém esta espécie não está incluída no pool utilizado na produção do soro antiofídico. Considerando as limitações do soro antiofídico, diversos estudos tem sido realizados a fim de desenvolver tratamentos complementares para o ofidismo e, neste contexto, as plantas constituem uma importante fonte de compostos bioativos. O ácido clorogênico e o ácido rosmarínico são moléculas derivadas do metabolismo secundário de plantas, com diversas atividades biológicas descritas e potencial antiofídico ainda pouco explorado. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar o potencial inibitório dos ácidos clorogênico e rosmarínico frente aos efeitos da peçonha de B. leucurus. Inicialmente, foi avaliada a capacidade de neutralização in vitro das atividades enzimáticas da peçonha. Em seguida, foram realizados testes in vivo para verificar a inibição dos ácidos frente às atividades hemorrágica, edematogênica, miotóxica e quantificação de marcadores inflamatórios, assim como a análise de marcadores bioquímicos, hemostáticos, hematológicos, e verificação do grau de peroxidação lipídica nos tecidos renal e hepático. Por último, a capacidade de interação in sílico dos inibidores com duas classes de toxinas foi avaliada. Os resultados demonstraram que os ácidos clorogênico e rosmarínico foram eficazes em inibir as atividades fosfolipásica (21% e 60%), proteolítica (39% e 60%), hialuronidásica (59% e 75%) e coagulante (p < 0,0001), respectivamente, bem como foram eficazes em prevenir a degradação do fibrinogênio. Nos ensaios in vivo, os inibidores atenuaram o edema (p < 0,01), reduzindo os níveis de mieloperoxidase (p < 0,001) e das interleucinas IL-6 (p < 0,0001) e IL-1β (p < 0,001). Os compostos também inibiram as ações hemorrágica (p < 0,0001) e miotóxica (p < 0,001 – ácido clorogénico, p < 0,0001 – ácido rosmarínico) da peçonha. Nos marcadores bioquímicos séricos, os inibidores atenuaram as alterações nos níveis de ureia (p < 0,01 – ácido clorogênico e p < 0,05 – ácido rosmarínico), creatinina (p < 0,0001), ácido úrico (p < 0,0001), alanina aminotransferase (p < 0,05), aspartato aminotransferase (p < 0,001- ácido clorogênico e p < 0,05 - ácido rosmarínico), amilase (p < 0,01), proteínas totais (p < 0,01), creatina quinase (p < 0,01) e lactato desidrogenase (p < 0,0001). Ainda, ambos os compostos diminuíram os níveis de peroxidação lipídica nos tecidos hepático (p < 0,001) e renal (p < 0,0001). Ao avaliar os parâmetros hemostáticos, apenas o ácido rosmarínico foi capaz de reduzir os efeitos sobre o fibrinogênio circulante (p < 0,0001) e contagem de plaquetas (p < 0,0001). Os estudos computacionais indicaram que os inibidores tem capacidade de interagir com toxinas da classe das fosfolipases A2 e das metaloproteases. Tomados em conjunto, os resultados obtidos evidenciaram o potencial antiofídico dos ácidos clorogênico e rosmarínico, que apresentaram, em geral, maior eficiência de inibição do que o soro antiofídico. Assim, ambos os inibidores são candidatos promissores ao desenvolvimento de futuros adjuvantes a serem usados para complementar a soroterapia antiveneno disponível atualmente.


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  • Snakebites represent a serious public health problem in tropical countries. Bothrops leucurus snake is one of the main responsible for snakebites in Northeast Brazil, but this species is not included in the pool used in the production of antiophidic serum. Considering the limitations of the antiophidic serum, several studies have been carried out in order to develop complementary treatments for snakebite and, in this context, plants are an important source of bioactive compounds. Chlorogenic acid and rosmarinic acid are molecules derived from the secondary metabolism of plants, with several biological activities described and antiophidic potential still little explored. Thus, the aim of the study was to evaluate the inhibitory potential of chlorogenic and rosmarinic acids against the effects of B. leucurus venom. Initially, in vitro neutralization capacity of the enzymatic activities of the venom was evaluated. Then, in vivo tests were performed to verify the inhibition of acids against hemorrhagic, edematogenic, myotoxic activities and quantification of inflammatory markers, as well as the analysis of biochemical, hemostatic, hematological markers, and verification of the degree of lipid peroxidation in renal and liver tissues. Finally, the ability of the inhibitors to interact in silico with two classes of toxins was evaluated. The results showed that chlorogenic and rosmarinic acids were effective in inhibiting phospholipase A2 (21% and 60%), proteolytic (39% and 60%), hyaluronidase (59% and 75%) and coagulant (p < 0.0001) activities, respectively, as well as were effective in preventing fibrinogen degradation. In in vivo assays, the inhibitors attenuated edema (p < 0.01), reducing the levels of myeloperoxidase (p < 0.001), IL-6 (p < 0.0001) and IL-1β (p < 0.001) interleukins. The compounds also inhibited the hemorrhagic (p < 0.0001) and myotoxic (p < 0.001 – chlorogenic acid, p < 0.0001 – rosmarinic acid) actions of the venom. In serum biochemical markers, the inhibitors attenuated changes in urea levels (p < 0.01 - chlorogenic acid and p < 0.05 - rosmarinic acid), creatinine (p < 0.0001), uric acid (p < 0.0001 ), alanine aminotransferase (p < 0.05), aspartate aminotransferase (p < 0.001- chlorogenic acid and p < 0.05 - rosmarinic acid), amylase (p < 0.01), total proteins (p < 0.01), creatine kinase (p < 0.01) and lactate dehydrogenase (p < 0.0001). Furthermore, both compounds decreased the levels of lipid peroxidation in liver (p < 0.001) and renal (p < 0.0001) tissues. When evaluating hemostatic parameters, only rosmarinic acid was able to reduce the effects on circulating fibrinogen (p < 0.0001) and platelet count (p < 0.0001). Computational studies indicated that the inhibitors have the ability to interact with toxins of the phospholipase A2 and metalloprotease class. Taken together, the results obtained evidenced the antiophidic potential of chlorogenic and rosmarinic acids, which presented, in general, greater inhibition efficiency than the antiophidic serum. Thus, both inhibitors are promising candidates for the development of future adjuvants to be used to complement the currently available antivenom sorotherapy.

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  • FLÁVIA ROBERTA MONTEIRO DE SOUZA
  • POLISSACARIDEOS SULFATADOS DE Gracilaria birdiae, EXTRATO DE FOLHAS de Baccharis trimera E BLENDS CONSTITUÍDOS POR ESSES AGENTES:  AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ANTIOXIDANTE E DA CAPACIDADE DE INIBIR O ACÚMULO DE LIPÍDIOS

     

  • Orientador : HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • RAFAEL BARROS GOMES DA CAMARA
  • DÁRLIO INÁCIO ALVES TEIXEIRA
  • ALEXANDRE COELHO SERQUIZ
  • HERYKA MYRNA MAIA RAMALHO
  • Data: 23/08/2022

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    A obesidade, caracterizada pelo excesso de gordura corporal, é uma doença de caráter inflamatório. Vários fatores observados em pacientes obesos, incluindo a inflamação crônica, podem induzir o estresse oxidativo nesses indivíduos. Dentro desse contexto, antioxidantes de origem natural são apontados como agentes promissores a serem incorporados no tratamento da obesidade. A alga vermelha comestível Gracilaria birdiae sintetiza polissacarídeos sulfatados antioxidantes. A planta Baccharis trimera é utilizada na medicina popular para o tratamento da obesidade. Dessa forma, o presente estudo buscou avaliar as atividades antioxidante e inibidora do acúmulo de lipídios de polissacarídeos sulfatados da alga vermelha G. birdiae (GB) e extrato das folhas de B. trimera (BT), bem como verificar se os blends elaborados a partir desses produtos podem otimizar tais atividades biológicas in vitro e in vivo. GB foi obtido por proteólise da alga. BT foi obtido por decocção. GB apresentou capacidade antioxidante in vitro em cinco ensaios realizados. GB não foi citotóxico e inibiu a diferenciação de pré-adipócitos (3T3-L1), bem como, diminuiu o acúmulo de lipídeos nessas células. Em estudos com Caenorhabditis elegans, GB reduziu os níveis de espécies reativas de oxigênio (ERO) e aumentou a longevidade dos animais em condições de estresse. Além disso, diminui o teor de triglicerídeos e outros lipídeos nos vermes com dietas ricas ou não em glicose. Análise fitoquímica de BT mostrou rutina, apigenina e ácido 5-cafeoilquínico, como os principais componentes de BT. Testes mostraram que BT não é toxico para fibroblatos 3T3, nem para o C. elegans.  BT reduziu o acúmulo de lipídios nos vermes submetidos a dietas ricas ou não em glicose. Além disso, com o uso de RNA de interferência (RNAi), observou-se que BT depende do fator de transcrição NHR-49 para exercer seu efeito antiobesidade nos vermes. Por meio da formulação de blends, foram obtidos compostos com diferentes concentrações de GB e BT. Na maioria dos testes antioxidantes in vitro, os blends GB:BT (50:50%) denominado de BTGB50-BT50 e GB:BT (75:25%) (GB25-BT75) foram mais potentes do que GB e BT. A produção de ERO em C. elegans foi reduzida principalmente com GB50-BT50 e GB25-BT75 (5 mg/mL), o que aumentou a longevidade dos vermes. Os animais que apresentaram redução mais significativa na inibição de gordura foram os tratados com BT e com GB25-BT75. Especificamente aos triglicerídeos, a maior redução observada foi com os animais tratados com blend GB25-BT75, tanto em dieta rica em glicose como não. Também foram realizados ensaios de quantificação de ERO nos animais knockdown para os fatores de transcrição SKN-1 e DAF-16 com uso de RNAi e ensaio de sobrevivência em condições de estresse oxidativo em animais mutantes skn-1(zu67). Ainda com uso de RNAi, foram avaliados os mecanismos envolvidos no acúmulo de lipídios para os fatores de transcrição TUB-1 e NHR-49. Os resultados mostraram que os efeitos proporcionados pelo tratamento com os blends na redução do estresse oxidativo foram dependentes do fator de transcrição SKN-1. Em relação a inibição do acúmulo de lipídeos, o principal fator de transcrição envolvido foi NHR-49. Em vista dos resultados apresentados, comprovou-se a potencial atividade antioxidante e inibidora do acúmulo de lipídios de GB e BT, isoladamente, e a potencialidade da ação terapêutica destes componentes quando combinados entre si na forma de blends.

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  • Obesity, characterized by excess body fat, is an inflammatory disease. Several factors seen in obese people, including chronic inflammation, can induce oxidative stress in these people. Within this context, antioxidants of natural origin are pointed out as promising agents to be incorporated in the treatment of obesity. The edible red algae Gracilaria birdiae synthesizes antioxidant sulfated polysaccharides. The Baccharis trimera plant is used in folk medicine for the treatment of obesity. Thus, the present study aimed to evaluate sulfated polysaccharides from the red alga G. birdiae (GB) and extracts from the leaves of B. trimera (BT), as well as the blends made from these products as antioxidants and inhibitors of lipid accumulation. In the case of blends, the objective was also to verify whether the blends made from these products could optimize such biological activities in vitro and in vivo. GB was obtained by proteolysis of the alga. BT was obtained by decoction. GB showed in vitro antioxidant capacity in five assays. GB was not cytotoxic and inhibited the differentiation of preadipocytes (3T3-L1), as well as decreased the accumulation of lipids in these cells. In studies with Caenorhabditis elegans, GB reduced the levels of reactive oxygen species (ROS) and increased the longevity of animals under stress conditions. In addition, it decreases the content of triglycerides. Phytochemical analysis of BT showed rutin, apigenin and 5-caffeoylquinic acid as the main components of BT. The data showed that BT is not toxic to 3T3 fibroblasts, nor to C. elegans. BT reduced the accumulation of lipids in worms submitted to diets rich or not in glucose. Furthermore, using RNA interference (RNAi), it was observed that BT depends on the transcription factor NHR-49 to exert its anti-obesity effect on worms. Through the formulation of blends, compounds with different concentrations of GB and BT were obtained. In most in vitro antioxidant tests, the blends GB:BT (50:50%) called GB50-BT50 and GB:BT (75:25%) (GB25-BT75) were more potent than GB and BT. ROS production in C. elegans was reduced mainly with GB50-BT50 and GB25-BT75 (5,0 mg/mL). The animals that showed the most significant reduction in fat inhibition were those treated with BT and GB25-BT75. Specifically for triglycerides, the greatest reduction was observed in animals treated with the GB25-BT75 blend. ROS quantification assays were also performed in knockdown animals for SKN-1 and DAF-16 transcription factors using RNAi and survival assay under oxidative stress conditions in skn-1(zu67) mutant animals. Still using RNAi, the mechanisms involved in the accumulation of lipids for the TUB-1 and NHR-49 transcription factors were evaluated. The results showed that the effects provided by the treatment with the blends in reducing oxidative stress were dependent on the transcription factor SKN-1. Regarding the inhibition of lipid accumulation, the main transcription factor involved was NHR-49. In view of the results presented, the potential antioxidant activity and inhibitor of the accumulation of lipids of GB and BT, separately, and the potential of the therapeutic action of these components when combined together in the form of blends were proved.

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  • JALUZA LUANA CARVALHO DE QUEIROZ
  • Encapsulação de carotenoides: estudo do efeito na atividade antioxidante e anti-inflamatória no tecido adiposo

  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • CRISTIANE FERNANDES DE ASSIS
  • ISABEL RODRIGUEZ AMADO
  • PRISCILLA VANESSA FINOTELLI
  • SERGIO ADRIANE BEZERRA DE MOURA
  • THAIS SOUZA PASSOS
  • Data: 27/10/2022

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  • Os carotenoides atuam reduzindo o estresse oxidativo e, por conseguinte, agem sobre o processo inflamatório. A encapsulação pode preservar e/ou potencializar as propriedades funcionais desses pigmentos naturais, tais como atividade antioxidante. No presente estudo, dividido em capítulos, buscou-se avaliar como a encapsulação atuou aprimorando a atividade antioxidante e anti-inflamatória de carotenoides. O primeiro e segundo capítulos, referentes à revisão sistemática (RS), estão organizados da seguinte forma: o primeiro apresenta o protocolo de RS com registro prospectivo internacional de revisões sistemáticas (PROSPERO, sob o número CRD42020142065); e o segundo a RS, a qual reuniu e sistematizou estudos in vitro, ex vivo, in vivo, que avaliaram o efeito das diferentes técnicas de encapsulação de carotenoides na atividade antioxidante. Os artigos foram selecionados de acordo com a estratégia PICOS (população, intervenções, controle, resultados e tipo de estudo) e as buscas foram realizadas nas bases de dados PubMed, Embase, Biblioteca Virtual em Saúde, Scopus, ScienceDirect e Web of Science. A avaliação da qualidade metodológica foi executada por meio da ferramenta OHAT (Office of Health Assessment and Translation). Foram selecionados 1577 artigos, resultando em 20 estudos elegíveis. Os resultados mostraram que a encapsulação promoveu mudanças na estrutura química dos carotenoides e o surgimento de novas interações químicas, além de aumentar a área superficial, resultando na preservação e no aprimoramento da atividade antioxidante. O terceiro capítulo refere-se ao estudo experimental, no qual se avaliou o efeito do extrato bruto rico em carotenoides obtido do melão Cantaloupe (Cucumis melo L. var cantalupensis) (EB) nanoencapsulado (EGS) em ratos Wistar com inflamação induzida pelo consumo da dieta de alto índice glicêmico e alta carga glicêmica (HGLI) sobre a resposta inflamatória sistêmica e do tecido adiposo. O EB foi caracterizado por métodos espectrofotométrico e cromatográfico, e o EGS foi caracterizado por métodos físicos e químicos, bem como avaliação da eficiência de incorporação. O experimento in vivo foi realizado por 11 dias com ratos Wistar machos (n = 20) com inflamação induzida por dieta, subdivididos em quatro grupos: sem tratamento (dieta HGLI + água), tratamento convencional (dieta HGLI + dieta nutricionalmente adequada), tratamento teste 1 [dieta HGLI e EB (12,5 mg/Kg)] e tratamento teste 2 [HGLI e EGS (50 mg/kg)]. Os grupos foram investigados em relação ao consumo alimentar, ingestão calórica, eficiência calórica e peso. As citocinas inflamatórias foram dosadas no plasma (TNF-α, IL-6 e leptina) e no tecido adiposo (TNF-α e IL-6). Além disso, foram registrados os pesos dos tecidos adiposo visceral (retroperitoneal, epididimal e perirrenal), realizadas análises histopatológicas e, investigação da atividade antioxidante no plasma e tecido adiposo visceral por meio da quantificação do malondialdeído, sulfidrilas e da atividade da superóxido dismutase (SOD). Para o experimento in vivo, não foram observadas alterações no consumo alimentar, ingestão, eficiência calórica e peso (p > 0,05). Porém, os animais tratados com EGS apresentaram menor variação média do consumo dietético e foi o único grupo que apresentou apenas perda de peso. Esse grupo também apresentou melhora (p < 0,05) nas concentrações plasmáticas das citocinas inflamatórias (IL-6 e leptina), contudo sem diferença na dosagem no tecido adiposo. No tecido adiposo visceral, constatou-se que a maior área focal de adipócitos multiloculares foi observada para o grupo tratado com EGS. Além disto, o EGS pode estar atuando de forma mimética a SOD e, com isso, reduzindo o estresse oxidativo. Dessa forma, o presente estudo apresenta uma contribuição científica relevante, pois a RS gerou informações relativas ao efeito da nanoencapsulação sobre a atividade antioxidante e, no estudo pré-clínico, sobre a inflamação.


  • Mostrar Abstract
  • Carotenoids act by reducing oxidative stress and, therefore, act on the inflammatory process. Encapsulation can preserve and/or enhance the functional properties of these natural pigments, such as antioxidant activity. In the present study, divided into chapters, we sought to evaluate how encapsulation acted to improve the antioxidant and anti-inflammatory activity of carotenoids. The first and second chapters, referring to the systematic review (SR), are organized as follows: the first presents the SR protocol with an international prospective registry of systematic reviews (PROSPERO, under number CRD42020142065); and the second, RS, which brought together and systematized studies in vitro, ex vivo, in vivo, which evaluated the effect of different carotenoid encapsulation techniques on antioxidant activity. The articles were selected according to the PICOS strategy (population, interventions, control, results and type of study) and searches were performed in PubMed, Embase, Virtual Health Library, Scopus, ScienceDirect and Web of Science databases. The methodological quality assessment was performed using the OHAT (Office of Health Assessment and Translation) tool. A total of 1577 articles were selected, resulting in 20 eligible studies. The results showed that encapsulation promoted changes in the chemical structure of carotenoids and the emergence of new chemical interactions, in addition to increasing the surface area, resulting in the preservation and enhancement of antioxidant activity. The third chapter refers to the experimental study, which evaluated the effect of the crude extract rich in carotenoids obtained from the Cantaloupe melon (Cucumis melo L. var cantalupensis) (EB) nanoencapsulated (EGS) in Wistar rats with inflammation induced by the consumption of high glycemic index and high glycemic load (HGLI) diet on systemic and adipose tissue inflammatory response. The EB was characterized by spectrophotometric and chromatographic methods, and the EGS was characterized by physical and chemical methods, as well as the evaluation of the incorporation efficiency. The in vivo experiment was carried out for 11 days with male Wistar rats (n = 20) with diet-induced inflammation, subdivided into four groups: no treatment (HGLI diet + water), conventional treatment (HGLI diet + nutritionally adequate diet), test 1 [HGLI and EB diet (12.5 mg/kg)] and test treatment 2 [HGLI and EGS (50 mg/kg)]. The groups were investigated in relation to food consumption, caloric intake, caloric efficiency and weight. Inflammatory cytokines were measured in plasma (TNF-α, IL-6 and leptin) and in adipose tissue (TNF-α and IL-6). In addition, the weights of visceral adipose tissue (retroperitoneal, epididymal and perirenal) were recorded, histopathological analyzes were performed, and investigation of the antioxidant activity in plasma and visceral adipose tissue through the quantification of malondialdehyde, sulfhydryls and superoxide dismutase (SOD) activity). For the in vivo experiment, no changes were observed in food consumption, intake, caloric efficiency and weight (p > 0.05). However, the animals treated with EGS had a lower mean variation in dietary intake and were the only group that showed only weight loss. This group also showed improvement (p < 0.05) in plasma concentrations of inflammatory cytokines (IL-6 and leptin), however, there was no difference in the dosage in adipose tissue. In visceral adipose tissue, it was found that the largest focal area of multilocular adipocytes was observed for the EGS-treated group. In addition, EGS may be acting in a mimetic way to SOD and, therefore, reducing oxidative stress. Thus, the present study presents a relevant scientific contribution, as RS generated information regarding the effect of nanoencapsulation on antioxidant activity and, in the pre-clinical study, on inflammation.

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  • YARA CAMPANELLI DE MORAIS
  • Associação de polissacarídeos sulfatados extraídos de algas marinhas ao picolinato de cromo: produção de blend com maior efeito antioxidante

  • Orientador : HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • CARLOS EDUARDO BEZERRA DE MOURA
  • GABRIEL PEREIRA FIDELIS
  • MARINA DE OLIVEIRA CARDOSO MACEDO
  • PABLO DE CASTRO SANTOS
  • Data: 30/11/2022

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  • A alga vermelha Gracilaria birdiae (Gb) é cultivada e usada como alimento no Nordeste do Brasil. No entanto, o potencial econômico desta alga foi pouco explorado. Um dos seus principais componentes, uma agarana sulfatada, aqui denominada de SPGb, é apontada como agente com várias propriedades, inclusive como agente antioxidante. Já picolinato de cromo (ChrPic) é um composto bioinorgânico com capacidade anti-inflamatória descrita recentemente. Blends são misturas de um ou mais agentes cujo produto tende a ter maior atividade/eficiência do que os produtos que o originaram. Não há registro de blends contendo SPGbe o ChrPic. Portanto, teve-se como objetivo produzir blends contendo SPGbe ChrPic e avaliá-los como agentes antioxidantes. O ChrPic foi adquirido comercialmente. Já SPGb foi extraído da alga após essa ser exposta a ondas de ultrassom e proteólise e sua identidade foi confirmada por análises químicas e de ressonância magnética nuclear (1H1D e HSQC). ChrPic (de 0,5 a 2,0 mg/mL) não apresentou atividade quelante de cobre ou de ferro, já SPGb (2,0 mg/mL) apresentou atividade de 70 e 73%, para esses testes, respectivamente. Por outro lado, ChrPic (1,0 mg/mL) apresentou cerca 80% e 100% de atividade de sequestro dos radicais superóxido e hidroxila, respectivamente. Enquanto SPGb (2,0 mg/mL) não apresentou atividade. Foram produzidos 5 blends (B1; B2; B3; B4; B5) cuja atividade antioxidante foi avaliada e dados indicaram B5 (SPGb:ChrPic; 1:1) como o blend mais potente agente antioxidante. Teste de micronúcleo (CBMN) demonstrou que B5 (0,1 a 0,4 mg/mL), não possui atividade genotóxica. B5 (de 0,1 a 0,4 mg/mL) e SPGb (de 0,02 a 0,05 mg/mL) não foram citotóxicos para fibroblastos murínico (3T3) e células de ovário de hamster chinês (CHO-K1). Já ChrPic (0,2 mg/mL) diminuiu em 30% a capacidade das células em reduzir o MTT. Quando células 3T3 foram expostas a H2O2 (0,6 mM) apresentaram cerca 50% da capacidade de reduzir o MTT em comparação com células não expostas ao peróxido. A presença de H2O2 junto SPGb ou ChrPic fez com que a capacidade das células em reduzir o MTT ficasse ainda menor. Por outro lado, a presença de B5 (0,05 mg/mL) protegeu as células da ação do H2O2, já que a redução do MTT por essas células foi de ~100%. Quando as células foram expostas a SPGb, ChrPic ou B5 por 24 h, e posteriormente a H2O2 (0,6 mM), verificou-se que a presença de SPGb foi incapaz de impedir a diminuição da capacidade das células em reduzir o MTT, enquanto as células expostas a ChrPic (0,025 mg/mL) e B5 (0,05 mg/mL) reduziram em 100% o MTT. Em outro experimento, as células foram incubadas com peróxido e posteriormente ficaram expostas a SPGb, ChrPic ou B5 por 24 h. Nesse caso, novamente SPGb não foi efetivo em proteger as células do peróxido, enquanto as células expostas a ChrPic (0,025 mg/mL) e B5 (0,05 mg/mL) reduziram em 100% o MTT. Os dados demonstraram que B5 possui atividade antioxidante maior do que SPGb. E com relação a ChrPic, B5 teve uma atividade foi 3 vezes superior à de ChrPic quando as células foram expostas ao peróxido concomitantemente com B5 ou ChrPic. Nos demaistestes suas atividades foram semelhantes. Além disso, na presença de B5 não se identificou sinais de citotoxicidade, enquanto na presença de ChrPic se identificou. Estes dados apontam B5 como produto a ser utilizado em teste futuros in vivo para confirmar a sua ação antioxidante. Assim como, indicá-lo como possível nutracêutico.


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  • The red algae Gracilaria birdiae (GB) is cultivated and used as food in Northeastern Brazil. However, the economic potential of this alga has been little explored. One of its main components, a sulfated agaran, here called SPGb, is indicated as an agent with several properties, including as an antioxidant agent. Chromium picolinate (ChrPic) is a bioinorganic compound with recently described anti-inflammatory capacity. Blends are mixtures of two or more agents whose product tends to have greater activity/efficiency than the products that originated it. There is no record of blends containing SPGb and ChrPic.Therefore, the objective was to produce blends containing SPGb and ChrPic and to evaluate them as antioxidant agents. ChrPic was purchased commercially. SPGb was extracted from the alga after it was exposed to ultrasound waves and proteolysis and its identity was confirmed by chemical analysis and nuclear magnetic resonance (1H1D and HSQC). ChrPic (from 0.5 to 2.0 mg/mL) did not show copper or iron chelating activity, whereas SPGb (2.0 mg/mL) showed activity of 70 and 73% for these tests, respectively. On the other hand, ChrPic (1.0 mg/mL) showed about 80% and 100% scavenging activity for superoxide and hydroxyl radicals, respectively. While SPGb (2.0 mg/mL) showed no activity. Five blends were produced (B1; B2; B3; B4; B5) whose antioxidant activity was evaluated and data indicated B5 (SPGb:ChrPic; 1:1) as the most potent blend.Micronucleus test (CBMN) showed that B5 (0.1 to 0.4 mg/mL) has no genotoxic activity. B5 (0.1 to 0.4 mg/mL) and SPGb (0.02 to 0.05 mg/mL) were not cytotoxic to murine fibroblasts (3T3) and Chinese hamster ovary cells (CHO-K1). ChrPic (0.2 mg/mL) decreased by 30% the ability of cells to reduce MTT. When 3T3 cells were exposed to H2O2 (0,6 mM) they showed about 50% of the ability to reduce MTT compared to cells not exposed to peroxide. The presence of H2O2 together with SPGb or ChrPic decreased the cells' ability to reduce MTT. On the other hand, the presence of B5 (0.05 mg/mL) protected the cells from the action of H2O2, since the MTT reduction by these cells was ~100%. When cells were exposed to SPGb, ChrPic or B5 for 24 h, and subsequently to H2O2 (0,6 mM), it was found that the presence of SPGb was unable to prevent the decrease in the ability of cells to reduce MTT, while cells exposed to ChrPic (0.025 mg/mL) and B5 (0.05 mg/mL) reduced MTT by 100%. In another experiment, cells were exposed to peroxide and then exposed to SPGb, ChrPic or B5 for 24h. In this case, again SPGb was not effective in protecting cells from peroxide, while cells exposed to ChrPic (0.025 mg/mL) and B5 (0.05 mg/mL) reduced MTT by 100%. The data showed that B5 has antioxidant activity greater than SPGb and similar activity to ChrPic, except in the test of cell exposure to peroxide concomitantly with B5, whereas the activity of B5 was 3 times higher than activity of ChrPic. Furthermore, in the presence of B5, no signs of cytotoxicity were identified, while in the presence of ChrPic it was identified. These data point to B5 as a product to be used in future in vivo tests to confirm its antioxidant action. This blend may also be a possible nutraceutical.

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  • ADRIANA MARINA E SILVA PARENTE
  • Análise estrutural e atividade antimicrobiana de peptídeos análogos da Stigmurina

  • Orientador : MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • HUGO ALEXANDRE DE OLIVEIRA ROCHA
  • LUDOVICO MIGLIOLO
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • RICHELE JANAINA ARAUJO MACHADO
  • SYLVIE CHEVALIER LAURENCE
  • Data: 16/12/2022

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  • Os peptídeos antimicrobianos (PAMs) são considerados uma das primeiras linhas de defesa contra microrganismos, apresentando amplo espectro de ação antimicrobiana contra bactérias, fungos, vírus e parasitas. Em um estudo do transcriptoma da glândula da peçonha do Tityus stigmurus foi identificado um PAM denominado Stigmurina, a partir desta molécula foram desenhados, alterando resíduos de aminoácidos por lisina, dois peptídeos análogos denominados StigA6 e StigA16. Já foi comprovada a maior atividade destes peptídeos contra bactérias Gram-negativas e Gram-positivas e em parasitas in vitro quando comparados com o peptídeo nativo, bem como a sua atividade mais potente contra células cancerígenas e menor toxicidade contra células normais do que a Stigmurina. Portanto, para aprofundar os estudos destes peptídeos, nesse trabalho propõe-se a análise estrutural pela interação destes com vesículas lipídicas e por ressonância magnética nuclear (RMN), a avaliação da atividade antimicrobiana in vitro e in vivo em modelos de infecção de larvas e no modelo animal de sepse polimicrobiana, bem como a atividade leishmanicida. No estudo de interação com vesículas percebeu-se que ambos os peptídeos apresentaram uma maior interação com vesículas miméticas bacterianas do que vesículas miméticas de eucariotos. No estudo realizado por RMN os peptídeos se mostraram altamente anfipáticos e com estruturação em hélice. Quanto a sua atividade antimicrobiana in vitro, os peptídeos mostraram alta atividade contra cepas de bactérias S. aureus e P. aeruginosa multirresistentes. Nos dois modelos in vivo de atividade antibacteriana os peptídeos se revelaram capazes de controlar a infecção. Na avaliação da atividade contra forma promastigota de Leishmania braziliensis ambos os peptídeos análogos se mostraram mais potentes que o peptídeo nativo. Sendo assim, estes peptídeos podem ser alvos importantes na investigação de novas moléculas anti-infecsiosas.


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  • Antimicrobial peptides are molecules considered one of the first defense lines against microorganisms. From the transcriptome of a scorpion venom gland, our research group identified the antimicrobial peptide Stigmurin, from which amino acid residues were changed and two analog peptides denominated StigA6 and StigA16 were designed and studied. These peptides presented in vitro activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria higher than the native peptide. To deepen the knowledge on these peptides here we studied their antibacterial activity against multidrug-resistant bacteria in vitro and in vivo assays of larval infection and mice polymicrobial sepsis. The structures of these peptides were evaluated when interacting with lipid vesicles by circular dichroism and by liquid-state nuclear magnetic resonance (NMR). Regarding their in vitro antibacterial activity, StigA6 and StigA16 showed high activity against multidrug-resistant S. aureus and P. aeruginosa, and antibiofilm effect on multidrug-resistant S. aureus. Both peptides were able to control infections in Galleria mellonella larvae, increasing survival and reducing colony-forming units, hemocytes and melanization. In mice polymicrobial sepsis, the analog peptides were able to reduce viable microorganisms, leukocytes migration and myeloperoxidase activity. As for their interaction with lipid vesicles both peptides showed higher interaction with bacterial membrane-mimetic vesicles than with eukaryotic membrane-mimetic vesicles. NMR data showed that both analog peptides presented high amphipathicity and longer helical structure than the native peptide, Stigmurin, suggesting that lysine placement is important to helix determination. Therefore, these peptides are interesting targets in the study of new anti-infective molecules.

2021
Dissertações
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  • MARIA FERNANDA BEZERRA DE SOUZA
  • DESENVOLVIMENTO DE MARCADORES MOLECULARES PARA IDENTIFICAÇÃO DE Plasmodium sp.

  • Orientador : DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • PAULO MARCOS DA MATTA GUEDES
  • PATRICIA DE ABREU MOREIRA
  • Data: 09/08/2021

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  • Inicialmente, o gênero Plasmodium compreendia apenas 4 espécies relacionadas a malária humana: P. vivax, P. falciparum, P. malariae e P. ovale. Com o avanço das ferramentas moleculares e da bioinformática observou-se um aumento no número de espécies que provocam essa doença em humanos como o P. knowlessi, P. cynolmolgi e, mais recentemente,  P. simiun. A reação em cadeia da polimerase (PCR) tem sido considerada a mais eficaz dentre as técnicas de detecção. A maior parte dos protocolos de PCR já descritos para identificação das espécies Plasmodium sp. tem como alvo o gene da subunidade 18S do RNA ribossomal. Entretanto os primers para identificação de P. vivax, P. falciparum, P. malariae e P. ovale geralmente apresentam reações cruzadas com as demais espécies, incluindo espécies que também podem ocasionar a malária em humanos. O padrão da evolução do gene 18S no grupo apicomplexa é marcado pelas cópias que se assemelham entre espécies, por gênero (Plasmodium) e no grupo apicomplexa. Apesar da grande eficiência dos primers para 18S rDNA, esse alvo não é suficiente para diferenciação das espécies de Plasmodium. Dessa forma foi desenvolvido um sistema complementar, baseado em outro marcador molecular, para identificação das espécies de Plasmodium. Foram selecionadas sequências disponíveis para as seis espécies que causam malária em humanos. Nessa abordagem, foram investigadas as sequencias diversos genes. A validação do marcador molecular para Plasmodium se deu com base na especificidade e no número de sequências disponíveis para todas as espécies. Dentre eles, o gene escolhido para desenho dos primers foi o MSP1 (merozoite surface protein 1). O sistema para identificação de Plasmodium foi construído de forma a produzir amplicons de tamanho diferente para cada espécie, possibilitando a identificação da espécie sem a necessidade de sequenciamento do amplicom. Então em decorrência da particularidade do 18S um nested-PCR já proposto para detecção dos apicomplexas foi validado para uma triagem inicial. Um sistema de nested-PCR foi elaborado para P. vivax e P. falciparum, as duas espécies mais recorrentes no Brasil,  que foram testadas in vitro. Por meio da verificação da amplificação, tanto de amostras extraídas de cultura de células quanto de DNAs a partir de amostras de pacientes. A especificidade dentro do gênero, foi confirmada mediante verificação da não amplificação, a partir de amostras de Plasmodium berghei, plasmódio de roedor. Além disso foi observado que não existe amplificação cruzada entre amostras de P. vivax e P. falciparum.


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  • Early, the Plasmodium genus had only 4 species related to human malaria: P. vivax, P. falciparum, P. malariae and P. ovale. With the advancement of molecular tools and bioinformatics, there has been an increase in the number of species that cause this disease in humans such as P. knowlessi, P. cynolmolgi and P. simiun. The polymerase chain reaction (PCR) has been considered the most effective among the detection techniques. Most of the PCR protocols already described for the identification of Plasmodium sp. targets the ribosomal RNA 18S subunit gene.However, primers for the identification of  P. vivax, P. falciparum, P. malariae and P. ovale generally cross-react with other species, species that can also cause malaria in humans. The pattern of evolution of the 18S gene in the apicomplex group is marked by copies that resemble each other by species, by genus (Plasmodium) and no apicomplex group. Despite the great efficiency of Primers for 18S rDNA, this target does not enable differentiation of Plasmodium species with great efficiency.Thus, a complementary system was developed, based on another molecular marker, for the identification of Plasmodium species. Available sequences were selected for six species that cause malaria in humans. Thus, the sequences of the several of genes were investigated. The validation of the molecular marker for Plasmodium was based on the specificity and the number of sequences available for all species. Among them, the gene chosen for the design of the primers was MSP1 (merozoite surface protein). The Plasmodium identification system was built of way to produce amplicons of different size for each species, making it possible to identify the species without the need for sequencing the amplicon. Then, due to the particularity of the 18S, a nested-PCR already proposed for the detection of apicomplex was validated for an initial screening. And a nested-PCR system was developed for P. vivax and P. falciparum, the two most recurrent species in Brazil, that were tested in vitro. Through verification of amplification, both from samples extracted from cell culture and from DNAs from patient samples. The specificity in gender was confirmed through verifying the non-amplification from samples of Plasmodium berghei, a rodent plasmid. Furthermore, it was observed that there is no cross-amplification between P. vivax and P. falciparum samples.

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  • NADJA MARIA DA COSTA MELO
  • CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E EFEITO PREVENTIVO DO EXTRATO HIDROETANÓLICO LIOFILIZADO DO CLADÓDIO DE Cereus jamacaru P.DC. (MANDACARU) EM MODELO EXPERIMENTAL DE DOENÇA INFLAMATÓRIA INTESTINAL

  • Orientador : GERLANE COELHO BERNARDO GUERRA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • GERLANE COELHO BERNARDO GUERRA
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • RENAN OLIVEIRA SILVA DAMASCENO
  • Data: 28/09/2021

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  • As doenças inflamatórias intestinais (DII) são patologias crônicas inflamatórias associadas a alterações genéticas e fatores ambientais. Os medicamentos disponíveis para o tratamento, podem provocar efeitos adversos potencialmente graves, mostrando a necessidade de busca por novas estratégias terapêuticas. Destacam-se os alimentos ricos em compostos bioativos, com atividade anti-inflamatória como Cereus jamacaru P. DC. Esta pesquisa teve como objetivo caracterizar quimicamente e avaliar o efeito anti-inflamatório do Extrato Hidroetanólico Liofilizado de Cereus jamacaru P.DC. em modelo experimental de doença inflamatória intestinal induzido por ácido 2,4-dinitrobenzeno sulfônico (DNBS). Os cladódios do mandacaru foram coletados na cidade Jucurutu/RN, retirados os espinhos, cortados e secos, em seguida foram triturados, passando por macerações com etanol e água, obtendo o Extrato Hidroetanólico Liofilizado de Cereus jamacaru (EHCJ). A prospecção fitoquímica do EHCJ foi realizada por cromatografia líquida acoplada a espectrômetro de massas para avaliar a presença de compostos fenólicos. No estudo da atividade anti-inflamatória intestinal foram utilizados Rattus norvegicus (Wistar), fêmeas adultas (n = 8/grupo), peso 230 ± 20 g distribuídos aleatoriamente, nos grupos: controle normal, controle colítico DNBS, sulfassalazina 250 mg/Kg e EHCJ (50, 100 e 200 mg/Kg/dia). Foram avaliados parâmetros clínicos intestinais, macroscópicos, microscópicos, compostos voláteis e os ácidos graxos presentes nas fezes, marcadores inflamatórios como dosagem da enzima mieloperoxidase (MPO), a expressão do gene da proteína quinase ativada por mitógeno (MAPK) e proteína metaloproteínase 9 (MMP-9), expressão do gene e da proteína do fator kappa beta (NF-κB p65); dosagens de citocinas (TNF-α, IL-10 e IL-1β); avaliação do estresse oxidativo pela dosagem do malondialdeido (MDA) e glutationa reduzida (GSH); integridade da barreira intestinal por meio da expressão do gene ocludina (OCL) e expressão da proteínas mucina 2 (MUC-2) e zôna de oclusão (ZO-1). Os resultados da análise fitoquímica identificaram os compostos derivados do ácido benzoico, sacarídeo, Kampferol-3- O-dirhamnosil-hexosideo, Isorhamnetina-3-O-dirhamnosil-glicosídeo, Kaempferol-3-O- rutinosídeo, Isorhamnetina-3-O-rutinosídeo e o Ácido oxo-di-hidroxi-octadecenóico. A GC-MS das fezes identificou dezoito compostos, sendo eles ácidos graxos, hidrocarbonetos, esteróis e fenol de acordo com os padrões de fragmentação. No modelo de colite, o pré-tratamento com EHCJ nas doses de 50, 100 e 200 mg/Kg foi capaz de provocar quimioprevenção observada através do Índice de atividade da doença (IAD) (p <0,05). Ainda, diminuiu os danos colônicos induzidos pelo DNBS com redução do escore do dano macroscópico (p<0,05). O tratamento reduziu a atividade da enzima MPO (p<0,05) e os níveis colônicos de MDA (p<0,01) e aumento nos níveis de GSH (p<0,05) para todas as doses testadas. O extrato ainda promoveu redução nos níveis teciduais das citocinas TNF-α (p<0,0001) e IL-1β (p<0,05) e aumentou a IL-10 na dose de 200 mg/Kg (p<0,01). O efeito preventivo também foi demonstrado pelo aumento da expressão do gene OCL, envolvido na integridade da barreira intestinal e diminuição da expressão dos marcadores das vias MAPK (p<0,01) e NF-κB p65 (p<0,0001). As análises histopatológicas mostram que o EHCJ reduziu significativamente a densidade do infiltrado (p<0,001) e a imuno-histoquímica exibiu imunorreatividade aumentada para MUC-2 (p<0,01) e ZO-1 (p<0,05) e uma redução dessa imunomarcação para as proteínas NF-κB p65 (p<0,05) e MMP-9 (p<0,05). Dessa forma, os resultados pré-clínicos indicam que o EHCJ é um produto rico em compostos bioativos, benéfico na quimioprevenção da colite, podendo, no futuro se tornar uma alternativa no tratamento da DII humana.


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  • Inflammatory bowel diseases (IBD) are chronic inflammatory pathologies associated with genetic alterations and environmental factors. The drugs available for treatment can cause potentially serious adverse effects, showing the need to search for new therapeutic strategies. Foods rich in bioactive compounds with anti-inflammatory activity stand out, such as Cereus jamacaru P. DC. This research aimed to chemically characterize and evaluate the anti-inflammatory effect of the Lyophilized Hydroethanolic Extract of Cereus jamacaru P.DC. in an experimental model of inflammatory bowel disease induced by 2,4-dinitrobenzene sulfonic acid (DNBS). The mandacaru cladodes were collected in the city of Jucurutu/RN, the thorns were removed, cut and dried, then they were ground, going through maceration with ethanol and water, obtaining the Lyophilized Hydroethanolic Extract of Cereus jamacaru (EHCJ). The phytochemical prospection of EHCJ was carried out by liquid chromatography coupled to a mass spectrometer to assess the presence of phenolic compounds. In the study of the intestinal anti-inflammatory activity were used Rattus norvegicus (Wistar), adult females (n = 8/group), weight 230 ± 20 g, randomly distributed in the groups: normal control, DNBS collitic control, sulfasalazine 250 mg/Kg and EHCJ (50, 100 and 200 mg/kg/day). Intestinal, macroscopic and microscopic clinical parameters, volatile compounds and fatty acids present in feces, inflammatory markers such as myeloperoxidase enzyme (MPO) dosage, gene expression were evaluated mitogen activated protein kinase (MAPK) and metalloproteinase 9 (MMP-9), expression of the kappa beta factor gene and protein (NF-κB p65); cytokine dosages (TNF-α, IL-10 and IL-1β; evaluation of oxidative stress by measuring malondialdehyde (MDA) and reduced glutathione (GSH); integrity of the intestinal barrier through the expression of the occludin gene (OCL) and expression of the mucin 2 (MUC-2) and occlusion zone (ZO-1) proteins. The results of the phytochemical analysis identified the compounds derived from benzoic acid, saccharide, Kampferol-3-O-dirhamnosyl-hexoside, Isorhamnetin-3-O-dirhamnosyl-glucoside, Kaempferol-3-O-rutinoside, Isorhamnetin-3-O-rutinoside and oxo-dihydroxy-octadecenoic acid. The GC-MS of feces identified 18 compounds, which were fatty acids, hydrocarbons, sterols and phenol according to the fragmentation patterns. In the colitis model, pretreatment with EHCJ at doses of 50, 100 and 200 mg/kg was able to cause chemoprevention observed through the Disease Activity Index (IAD) (p < 0.05). Furthermore, it reduced the colonic damage induced by DNBS with a reduction in the macroscopic damage score (p<0.05). The treatment reduced MPO enzyme activity (p<0.05) and colonic MDA levels (p<0.01) and increased GSH levels (p<0.05) for all doses tested. The extract also reduced tissue levels of the cytokines TNF-α (p<0.0001) and IL-1β (p<0.05) and increased IL-10 at a dose of 200 mg/Kg (p<0.01 ). The preventive effect was also demonstrated by the increased expression of the OCL gene, involved in the integrity of the intestinal barrier and decreased expression of the markers of the MAPK (p<0.01) and NF-κB p65 (p<0.0001) pathways. Histopathological analyzes show that EHCJ significantly reduced the infiltrate density (p<0.001) and immunohistochemistry exhibited increased immunoreactivity for MUC-2 (p<0.01) and ZO-1 (p<0.05) and a reduction of this immunostaining for NF-κB proteins p65 (p<0.05) and MMP-9 (p<0.05). Thus, preclinical results indicate that EHCJ is a product rich in bioactive compounds, beneficial in the chemoprevention of colitis, and may, in the future, become an alternative in the treatment of human IBD.

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  • MELINE GOMES GONÇALVES
  • AVALIAÇÃO DOS EFEITOS BIOQUÍMICOS E HISTOPATOLÓGICOS DA SUPLEMENTAÇÃO DE CREATINA: ESTUDO PRÉ-CLÍNICO COM MODELO DE DIABETES TIPO I INDUZIDA PORESTREPTOZOTOCINA

  • Orientador : JOAO PAULO MATOS SANTOS LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • JOAO PAULO MATOS SANTOS LIMA
  • BENTO JOAO DA GRACA AZEVEDO ABREU
  • DIEGO NEVES ARAUJO
  • Data: 25/10/2021

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  • Diabetes Mellitus (DM) é uma doença crônica metabólica crescente em todo o mundo. Pesquisas são realizadas constantemente na tentativa de amenizar as complicações do DM e aumentar a qualidade de vida dos portadores. A creatina é um suplemento nutricional que vem sendo estudado para esse fim devido às suas capacidades antioxidantes e hipoglicemiantes. Entretanto, não há estudos que relatam o efeito da creatina tanto no metabolismo quanto nos tecidos que podem ser afetados no DM tipo I (DMI). Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da suplementação de creatina sobre sintomas, parâmetros bioquímicos e histopatológicos do pâncreas e rins em ratos diabéticos induzidos por estreptozotocina (STZ). Foram utilizados 32 ratos Wistar, divididos em 4 grupos aleatoriamente, contendo 8 animais cada (n=8): (C) animais normoglicêmicos sem suplementação de creatina, (CCr) animais normoglicêmicos com suplementação de creatina, (D) animais diabéticos induzidos com STZ sem suplementação de creatina, (DCr) animais diabéticos induzidos com STZ e suplementados com creatina. Os grupos D e DCr receberam dose única de STZ (40 mg/kg i.p.) para indução do diabetes. Os grupos CCr e DCr receberam a suplementação de creatina por meio da ração isocalórica em duas fases (saturação, cinco dias antes da indução do DMI, e manutenção, durante os 35 dias de experimento, com 13% e 2% de creatina respectivamente). A fim de avaliar a sintomatologia da condição patológica para todos os grupos experimentais foram mensurados o consumo de água e de ração diariamente bem como o peso corporal semanalmente. Após a anestesia e eutanásia dos animais, o sangue e os órgãos foram coletados e armazenados para análises de parâmetros bioquímicas [glicemia de jejum, creatinina, ureia sérica, aspartato transaminase (AST) e aspartato aminotransferase (ALT)] e histopatológicas dos tecidos pancreático e renal dos animais. Observou-se, além da hiperglicemia durante todo o experimento, polidipsia, polifagia e diminuição do peso corporal nos animais diabéticos induzidos por STZ. A suplementação de creatina foi capaz de reduzir nos animais com DMI a glicemia (p<0,05), as concentrações séricas de ureia e ALT do grupo DCr comparado ao grupo D (p<0,01). Avaliou-se histopatologicamente o tecido pancreático, onde foi observado que os animais do grupo DCr não apresentaram diferença estatística quanto aos animais do grupo C e CCr (p>0,05). Nesse mesmo grupo (DCr), os animais apresentaram aumento da área das ilhotas em relação ao grupo D (p<0,01). Para o tecido renal os animais do grupo DCr apresentaram redução significativa na contagem de glomérulos renais em comparação aos outros grupos experimentais (p<0,05). Quanto às áreas glomerulares, os animais do grupo DCr foram semelhantes aos grupos C e CCr, enquanto os animais do grupo D apresentaram menores áreas dos glomérulos renais (p<0,05). A suplementação de creatina em ratos diabéticos induzidos por STZ, que induz o modelo experimental DMI, apesar de ter atenuado os parâmetros bioquímicos de glicemia, ureia e AST, como também apresentado uma manutenção e proteção da histomorfometria pancreática, não foi capaz de causar efeitos benéficos ao grupo DCr quanto às consequências teciduais da DM. Ao contrário, o CCr apresentou características histopatológicas referentes à danos teciduais tanto de pancreatite quanto de necrose tubular renal. Portanto, a suplementação de creatina é inviável nesse inédito arquétipo experimental. Sendo evidente que mais investigações são necessárias para somar evidências quanto aos seus efeitos morfológicos e metabólicos.


  • Mostrar Abstract
  • Diabetes Mellitus (DM) is a chronic metabolic disease growing worldwide. Researches are constantly conducted in an attempt to alleviate the complications of DM and increase the quality of life of patients. Creatine is a nutritional supplement that has been studied for this purpose due to its antioxidant and hypoglycemic features. However, there are no studies reporting the effect of creatine on both metabolism and tissues that may be affected in type I DM. Thus, this study aimed to evaluate the effects of creatine supplementation on symptoms, biochemical and histopathological parameters of the pancreas and kidneys in diabetic rats induced by streptozotocin (STZ). 32 Wistar rats were randomly divided into 4 groups, containing 8 animals each (n=8): (C) normoglycemic animals without creatine supplementation, (CCr) normoglycemic animals with creatine supplementation, (D) diabetic animals induced with STZ without creatine supplementation, (DCr) diabetic animals induced with STZ and supplemented with creatine. Groups D and DCr received a single dose of STZ (40 mg/kg i.p.) for diabetes induction. The CCr and DCr groups received creatine supplementation through isocaloric ration in two phases (saturation, five days before DMI induction, and maintenance, during the 35 days of the experiment, with 13% and 2% creatine, respectively). In order to assess the symptomatology of the pathological condition for all experimental groups, daily water and feed consumption as well as weekly body weight were measured. After anesthesia and euthanasia of the animals, blood and organs were collected and stored for analysis of biochemical parameters [fasting glucose, creatinine, serum urea, aspartate transaminase (AST) and aspartate aminotransferase (ALT)] and histopathological parameters of pancreatic tissues and renal in the animals. In addition to hyperglycemia throughout the experiment, polydipsia, polyphagia and decreased body weight were observed in STZ-induced diabetic animals. Creatine supplementation was able to reduce in animals with DMI and glycemia (p<0,05), the same serum urea and ALT in the DCr group compared to the D group (p<0,01). Histopathologically the pancreatic tissue, where it was observed that the animals in the DCr group did not differ statistically from the animals in the C and CCr groups (p>0,05). In this same group (DCr), the animals dissipated from the islet area compared to group D (p<0,01). For renal tissue the animals in the DCr group reduced reduction in renal glomerulus count compared to the other experimental groups (p<0,05). As for the glomerular areas, the animals in the DCr group were similar to the C and CCr groups, while the animals in the D group had smaller areas of the renal glomeruli (p<0,05). Creatine supplementation in STZ-induced diabetic rats, which induces the DMI experimental model, despite having attenuated the biochemical parameters of glycemia, urea and AST, as well as showing a maintenance and protection of pancreatic histomorphometry, was not able to cause beneficial effects to the DCr group regarding the tissue consequences of DM. On the contrary, CCr has histopathological characteristics referring to tissue damage from both pancreatitis and renal tubular necrosis. Therefore, a creatine supplementation is not feasible in this unpublished experimental archetype. It is evident that more investigations are needed for evidence to add as to its morphological and metabolic effects.

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  • JULIETE TAVARES DE ARRUDA OLIVEIRA
  • EFEITOS DA EXPOSIÇÃO E DA RETIRADA DA SACAROSE SOBRE COMPORTAMENTO RELACIONADO À DEPRESSÃO EM RATOS ADOLESCENTES

  • Orientador : VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNO LOBAO SOARES
  • VALQUÍRIA CAMIN DE BORTOLI
  • VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • Data: 11/11/2021

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  • O açúcar refinado (sacarose) é muito versátil e barato, podendo estar em várias receitas. Uma dieta rica em açúcar pode ter consequências negativas, como a obesidade e o diabetes, e sua retirada pode promover alterações comportamentais, tais como a compulsão. O objetivo desta pesquisa foi o de testar a hipótese de que a retirada da sacarose favorece a comportamentos relacionados à depressão. Para tal, foram utilizados ratos Wistar de 30 dias provenientes do Biotério do Centro de Biociências- UFRN, que receberam água e ração ad libitum e foram submetidos ao paradigma de escolha de duas garrafas com 250 ml de água e/ou sacarose a 5% (grupo sacarose) por 16 dias, seguido de sua retirada de 72h a 96h (grupo retirada curto prazo) ou 22 a 23 dias (grupo retirada longo prazo). Animais do grupo controle, sacarose, retirada curto prazo e retirada longo prazo foram submetidos ao teste do campo aberto 72h e 22 dias após a substituição de sacarose por água para os grupos retirada curto e longo prazo, respectivamente. Vinte e quatro horas após o teste no campo aberto, todos os grupos foram submetidos ao teste do nado forçado. Os dados aqui obtidos não evidenciaram efeitos comportamentais da exposição ou da retirada em curto e longo prazo da sacarose no teste de nado forçado, assim como não ouve diferenças estatísticas nos resultados do parâmetro de locomoção no teste de campo aberto. Dessa forma concluímos que a exposição e retirada em curto e longo prazo da sacarose não foram capazes de gerar comportamento do tipo depressivo em ratos adolescentes.


  • Mostrar Abstract
  • Refined sugar (sucrose) is very versatile and cheap and can be found in many recipes. A diet high in sugar can have negative consequences, such as obesity and diabetes, and its withdrawal can promote behavioral changes, such as binge eating. The aim of this research was to test the hypothesis that sucrose withdrawal favors depression-related behaviors. For this purpose, 30-day Wistar rats from the vivarium of the Centro de Biosciences-UFRN were used, receiving water and feed ad libitum and were submitted to the paradigm of choosing two bottles with 250 ml of water and/or 5% sucrose (group sucrose) for 16 days, followed by its withdrawal from 72h to 96h (short-term withdrawal group) or 22 to 23 days (long-term withdrawal group). Animals in the control group, sucrose, short-term withdrawal and long-term withdrawal were submitted to the open field test 72h and 22 days after the replacement of sucrose by water for the short-term and long-term withdrawal groups, respectively. Twenty-four hours after the open field test, all groups were submitted to the forced swim test. The data obtained here showed no behavioral effects of exposure or withdrawal in the short and long term of sucrose in the forced swimming test, as well as no statistical differences in the results of the locomotion parameter in the open field test. Thus, we conclude that short- and long-term exposure and withdrawal of sucrose were not able to generate depressive-like behavior in adolescent rats.

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  • RODRIGO THIAGO DA SILVA
  • EFEITOS DA EXPOSIÇÃO E RETIRADA DA SACAROSE SOBRE COMPORTAMENTOS RELACIONADOS À ANSIEDADE EM RATOS ADOLESCENTES

  • Orientador : VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • MANUELA DOS SANTOS CARVALHO SCHIAVON
  • RAMÓN HYPOLITO LIMA
  • VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • Data: 12/11/2021

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  • A adolescência é um período crítico para o desenvolvimento do sistema nervoso central (SNC) e processos de plasticidade neuronial podem ser sensíveis a desafios ambientais. Evidências mostram que a exposição à sacarose pode afetar o desenvolvimento encefálico, promovendo, inclusive, alterações comportamentais. O objetivo deste trabalho foi o de testar a hipótese de que a exposição e a retirada da sacarose alterem comportamentos relacionados à ansiedade, em ratos adolescentes. Ratos Wistar de 30 dias provenientes do Biotério do Centro de Biociências – UFRN receberam água e ração ad libitum durante todo o período de experimentação. Animais dos seguintes grupos experimentais foram submetidos ao teste do labirinto em cruz elevado (LCE) durante 5 minutos, individualmente: grupo controle (animais que receberam água como fonte de líquido durante todo experimento), grupo sacarose (animais que receberam sacarose 5% como fonte adicional de líquido por 16 dias, tendo acesso à sacarose até o dia do teste no LCE), grupo retirada curto prazo (animais que receberam sacarose 5% como fonte adicional de líquido por 16 dias, sendo a sacarose substituída por água 48 horas anteriores ao teste no LCE) e grupo retirada longo prazo (animais que receberam sacarose 5% como fonte adicional de líquido por 16 dias, sendo a sacarose substituída por água 21 dias anteriores ao teste no LCE). Vinte e quatro horas após o teste no LCE, os animais de todos os grupos experimentais foram submetidos ao teste do campo aberto. Os resultados mostraram que a exposição, bem como a retirada da sacarose em ratos adolescentes não alteraram comportamentos relacionados à ansiedade no LCE e no teste do campo aberto.


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  • Adolescence is a critical period for the development of the central nervous system (CNS) and neuronal plasticity processes may be sensitive to environmental challenges. Evidence shows that exposure to sucrose affects brain development, even promoting behavioral changes. The aim of this study was to test the hypothesis that sucrose exposure and withdrawal alter anxiety-related behaviors in adolescent rats. Thirty-days-old Wistar rats obtained from the Animal Facility of the Biosciences Center – UFRN received water and feed ad libitum throughout the experimental period. Animals divided in the following groups were submitted to the elevated plus maze test (EPM) for 5 minutes, individually: control group (animals that received water as a source of liquid throughout the experiment), sucrose group (animals that received sucrose 5% as an additional source of liquid for 16 days, with access to sucrose until the day of the EPM test), short-term withdrawal group (animals that received sucrose 5% as an additional source of liquid for 16 days, with sucrose replaced by water 48 hours prior to the EPM test) and the long-term withdrawal group (animals that received sucrose 5% as an additional source of liquid for 16 days, with sucrose replaced by water 21 days prior to testing in the EPM). Twenty-four hours after the test in the EPM, the animals of all experimental groups were submitted to the open field test. The results showed that the exposure as well as the removal of sucrose in adolescent rats did not alter anxiety-related behaviors in the EPM and in the open field tests.

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  • EMANOELLY ROBERTA DE CARVALHO MORAIS
  • FLORAÇÃO EM CANA-DE-AÇÚCAR – DESVENDANDO O PAPEL DA HINT1 E SUBTILASE

  • Orientador : KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CARLOS HENRIQUE SALVINO GADELHA MENESES
  • DAIANE CRISTINA FERREIRA GOLBERT
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • Data: 21/12/2021

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  • O processo de floração é uma etapa crítica que promove a transição do ápice meristemático vegetativo para ápice meristemático reprodutivo e, consequentemente, o desenvolvimento das estruturas florais e das sementes. Essa transição é orquestrada por diferentes sinais externos e internos que vêm sendo caracterizados em diferentes plantas como os modelos Arabidopsis thaliana, Oryza sativa e Zea mays. Nas plantas de cana-de-açúcar, o processo de floração não é muito conhecido, mas sabe-se que a transição do ápice meristemático vegetativo para reprodutivo tem um forte impacto na produção do suco, açúcar e álcool. Devido a este aspecto, este trabalho está associado com a caracterização de uma sequência que apresenta homologia à proteína HINT e foi identificada anteriormente por meio de bibliotecas subtrativas do grupo de pesquisa. Este trabalho visa a compreensão do papel desta proteína em cana-de-açúcar e em outras plantas utilizando algumas ferramentas de bioinformática. Verificou-se que estas sequências são conservadas em plantas e se separam em dois grandes ramos: monocotiledôneas e dicotiledôneas. Os dados obtidos com a modelagem mostraram que a ScHINT pode ser uma proteína funcional, pois apresenta os sítios de ligação importantes para sua atividade catalítica. Uma segunda proteína, ScSUBTILASE, foi caracterizada neste trabalho e já havia sido identificada anteriormente num ensaio de proteína-proteína por meio da metodologia de dois-híbridos. Foi verificado que a proteína ScSUBTILASE também é conservada em plantas, e a modelagem mostrou que ela também pode ser funcional pela estrutura obtida e pelos sítios catalíticos identificados. Nos ensaios de dois híbridos foi identificado uma terceira proteína com homologia a PHENYLALANINE AMMONIA-LYASE. Foi realizado a modelagem e foi observado que também essa deva ser funcional. Os resultados obtidos com os interactomas para as proteínas HINT, SUBTILASE e PHENYLALANINE AMMONIA-LYASE no modelo Arabidopsis mostraram que estas sequências estão associadas a resposta da produção de EROs. Com base nos resultados apresentados  e  nos dados da literatura, pode-se propor que ScHINT e ScSUBTILASE podem ter o papel de manter o nível de EROs  no ápice meristemático durante o processo de transição. Os resultados obtidos com plantas transgênicas de Nicotiana tabacum contendo cassetes de super-expressão nas orientações senso e anti-senso para ScHINT1 reforçam a proposta que ScHINT esteja associada ao processo de floração.


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  • Flowering is a critical stage that promotes the transition of shoot apical meristem from the vegetative to reproductive stage. This transition is orchestrated by different signal (external and internal) that have been characterized in different models as Arabidopsis thaliana, Oryza sativa and Zea mays. For sugarcane this process is not well-known in molecular way. However, it has an important impact in yield and production. Considering this, the work present here has the aim to characterize a sequence that had homology to HINT1 protein by different approaches. This sequence was previously identified using subtractive libraries from shoot apical meristem during different stages of sugarcane development. It was verified that HINT sequences were conserved in plants, and it was separate into two large branches: monocotyledons and dicots. The data obtained from the 3D modeling showed that ScHINT may be a functional protein, as it presents the important binding sites for its catalytic activity. A second protein that was worked was ScSUBTILASE. This protein was characterized had been previously identified in a protein-protein assay using the two-hybrid methods. Here, it was attempted to understand the role of SUBTILASE and HINT1. It was verified that the ScSUBTILASE protein was also conserved in plants, and the modeling showed that it might also be functional due to the 3D structure and the presence of catalytic sites. In the two-hybrid assays, a third protein was identified with homology to PHENYLALANINE AMMONIA-LYASE. The modeling was carried out and it was observed that this too must be functional. The other approached used was interactome using STRING. The results obtained for the proteins HINT, SUBTILASE and PHENYLALANINE AMMONIA-LYASE in the Arabidopsis model showed that these sequences are associated with the response of the production of ROS. Based on the results presented and on the literature data, it may be proposed that ScHINT and ScSUBTILASE may have the role of maintaining the level of ROS at the shoot apical meristematic during the transition process. The results obtained with transgenic Nicotiana tabacum plants containing over-expression cassettes in sense and antisense orientations for ScHINT1 reinforce the proposal idea that ScHINT may be associated with the flowering process.

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  • GABRIELLA SILVA CAMPOS CARELLI
  • INFLUÊNCIA DA CAFEÍNA NO PERFIL PROTEICO E NA VIABILIDADE CELULAR DE Escherichia coli E POTENCIAL ADJUVANTE PARA ANTIBIÓTICOS

  • Orientador : ELIZEU ANTUNES DOS SANTOS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANDERSON FELIPE JÁCOME DE FRANÇA
  • ELIZEU ANTUNES DOS SANTOS
  • VINÍCIUS CAMPELO SOEIRO
  • Data: 24/12/2021

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  • A cafeína é uma substância encontrada em mais de 100 espécies de plantas. Além dos seus efeitos neuroestimulantes, sua atividade antimicrobiana já foi comprovada pela ciência. Nesse âmbito, o objetivo deste trabalho foi testar a influência da cafeína no perfil proteico e na viabilidade celular de Escherichia coli e seu potencial adjuvante para antibióticos in vitro. A cafeína adquirida comercialmente foi solubilizada em caldo Mueller Hinton e água destilada, 10 mL dessa solução foram colocados em sete (7) tubos de ensaio em diferentes concentrações finais de cafeína. Após realizar uma curva de concentração, evidenciou-se que com o uso de uma concentração de apenas 0,20 mg/mL, a cafeína permitiu um crescimento bacteriano parcial. Para realizar a extração das proteínas de E. coli foram comparados dois métodos distintos, um com acetona p.a e outro com pérolas de vidro, ao analisar a SDS-PAGE e as densitometrias da extração, concluiu-se que o método com acetona foi o mais satisfatório. Para os demais ensaios foram cultivadas três gerações da bactéria. As cepas bacterianas cultivadas com cafeína apresentaram alterações no perfil proteico quando comparadas aquelas cultivadas na ausência desta substância, este fato foi constatado através de SDS-PAGE e densitometrias óptica. Após concluir que a cafeína teve influência no perfil proteico da bactéria estudada, testou-se seu potencial como adjuvante dos antibióticos ampicilina e estreptomicina, os resultados do ensaio de adjuvância demonstraram que a cafeína foi mais eficaz quando combinada com a ampicilina, reduzindo a concentração inibitória mínima deste antibiótico de 0,250 mg/mL para 0,125 mg/mL. As combinações de cafeína e estreptomicina não foram estatisticamente significativas. Avaliados conjuntamente, os dados encontrados sugerem que a cafeína, isolada ou em combinação com à ampicilina, é uma candidata potencial para aplicações em terapias antibacterianas.

     


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  • Caffeine is a substance found in over 100 species of plants. In addition to its neurostimulant effects, its antimicrobial activity has already been proven by science. In this context, the aim of this work was to test the influence of caffeine on the protein profile and cell viability of Escherichia coli and its adjuvant potential for antibiotics in vitro. Commercially acquired caffeine was solubilized in Mueller Hinton broth and distilled water, 10 mL of this solution were placed in seven (7) test tubes at different final concentrations of caffeine. After performing a concentration curve, it was evidenced that with the use of a concentration of only 0.20 mg/mL, caffeine allowed a partial bacterial growth. To perform the extraction of proteins from E. coli, two different methods were compared, one with acetone pa and the other with glass beads. By analyzing the SDS-PAGE and the densitometry of the extraction, it was concluded that the method with acetone was the most satisfactory. For the other tests, three generations of the bacteria were cultivated. Bacterial strains cultivated with caffeine showed alterations in the protein profile when compared to those cultivated in the absence of this substance, this fact was verified through SDS-PAGE and optical densitometry. After concluding that caffeine had an influence on the protein profile of the bacteria studied, its potential as an adjuvant to the antibiotics ampicillin and streptomycin was tested, the results of the adjuvant trial showed that caffeine was more effective when combined with ampicillin, reducing the inhibitory concentration minimum of this antibiotic from 0.250 mg/mL to 0.125 mg/mL. The combinations of caffeine and streptomycin were not statistically significant. Taken together, the data found suggest that caffeine, alone or in combination with ampicillin, is a potential candidate for applications in antibacterial therapies.

Teses
1
  • AMANDA FERNANDES DE MEDEIROS
  • Aspectos funcionais de peptídeos vegetais com efeito anti-inflamatório na obesidade e avaliação estrutural do inibidor de tripsina kunitz de sementes de tamarindo

  • Orientador : ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • MEMBROS DA BANCA :
  • ANA HELONEIDA DE ARAUJO MORAIS
  • BRUNA LEAL LIMA MACIEL
  • HERMÓGENES DAVID DE OLIVEIRA
  • MATHEUS DE FREITAS FERNANDES PEDROSA
  • RICHELE JANAINA ARAUJO MACHADO
  • SEVERINA CARLA VIEIRA CUNHA LIMA
  • Data: 25/10/2021

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  • A inflamação subclínica no sobrepeso e na obesidade altera diversas vias metabólicas, com reforço positivo para o acúmulo de mais tecido adiposo e alteração no metabolismo energético. Diversos estudos têm avaliado o efeito anti-inflamatório e imunomodulador de proteínas hidrolisadas e peptídeos vegetais, sendo necessário, contudo, explorar os mecanismos de ação. Dessa maneira, no primeiro capítulo desta tese, foi apresentada na revisão narrativa a compreensão dos mecanismos de ação de proteínas hidrolisadas e peptídeos sobre a inflamação, presente no acúmulo de tecido adiposo. Para isso, realizou-se uma busca nas bases de dados, selecionando estudos que envolviam vias e respostas metabólicas alvos de proteínas ou peptídeos, as quais favoreciam a redução de citocinas e adipocinas inflamatórias, bem como a polarização de macrófagos para o fenótipo M2. No segundo capítulo foram apresentados os estudos in vitro e de simulação computacional (in silico) com o inibidor de tripsina purificado de sementes de tamarindo (ITTp). Essa proteína tem sido estudada in vitro e em estudos pré-clínicos para o tratamento da obesidade, de suas complicações e de comorbidades associadas. O ITTp foi sequenciado de novo por MALDI-TOF/TOF, foi obtida a sua modelagem por homologia e avaliada a interação com a enzima tripsina por meio de simulação de dinâmica molecular (DM) em condições controladas de temperatura, pressão e presença de água. Foram identificados mais 75 resíduos de aminoácidos. A modelagem por homologia foi realizada pelo CONCOORD e validada pelo MolProbity e as quatro melhores conformações da modelagem foram submetidas à DM. A conformação n° 287 do modelo nº 56 foi selecionada, considerando a análise RMSD e a energia de interação (-301,0128 kcal.mol-1). Os resíduos Ile (54), Pro (57), Arg (59), Arg (63) e Glu (78) do ITTp apresentaram menor energia de interação e por isso maior interação com a enzima tripsina. Dentre esses, os resíduos de Arg estavam, principalmente, envolvidos em seu mecanismo de ligação de modo eletrostático. Diante dos potenciais alvos moleculares apontados nas vias metabólicas inflamatórias para peptídeos vegetais no tratamento da obesidade, revelados por meio da revisão narrativa, além da estrutura e função do ITTp, por meio dos estudos in vitro e in vivo, neste estudo in silico foi demonstrada a otimização da bioprospecção do ITTp utilizando a bioinformática. Por fim, os resultados encontrados e os caminhos direcionados favorecem a continuidade de estudos com o ITTp para aplicações em estudos pré-clínicos e clínicos na área de saúde, visando contribuir no controle de um grave problema de saúde pública, a obesidade.


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  • Subclinical inflammation in overweight and obesity alters several metabolic pathways, with positive reinforcement for the accumulation of more adipose tissue and alterations in energy metabolism. Several studies have evaluated the anti-inflammatory and immunomodulatory effects of hydrolyzed proteins and plant peptides. However, it is still necessary to explore the mechanisms of action. Thus, in the first chapter of this thesis, a narrative review is presented, aiming at understanding the mechanisms of action of proteins and peptides on inflammation, present in the accumulation of adipose tissue. Thus, a search was carried out in databases, selecting studies that involved target metabolic pathways and responses of proteins or peptides, which favored the reduction of inflammatory cytokines and adipokines, as well as the polarization of macrophages to the M2 phenotype. In the second chapter, the in vitro and computer simulation studies (in silico) study with the purified trypsin inhibitor from tamarind seeds (pTTI) is presented. This protein has been studied in vitro and preclinical studies for the treatment of obesity, its complications, and associated comorbidities. The pTTI was sequenced again by MALDI-TOF/TOF, its homology modeling was obtained, and the interaction with the trypsin enzyme was evaluated through molecular dynamics (MD) simulation under physiological conditions. A further 75 amino acid residues have been identified. Homology modeling was performed by CONCOORD and validated by MolProbity and the four best conformations of the modeling were submitted to DM. Conformation No. 287 of model No. 56 was selected, considering the RMSD analysis and the interaction energy (-301.0128 kcal.mol-1). Residues Ile (54), Pro (57), Arg (59), Arg (63) and Glu (78) of the pTTI presented lower interaction energy, which reflects the residues with greater interaction with the enzyme trypsin and the residues of Arg are mainly involved in its electrostatic binding mechanism. Once aware of potential molecular targets of plant peptides for the treatment of obesity revealed through the narrative review, in addition to the structure and function of the pTTI through the in vitro and in vivo study, this in silico study demonstrated optimization of bioprospecting of pTTI through bioinformatics. Finally, the results found and the paths addressed favor the continuity of studies of this protein for applications in pre-clinical and clinical studies in the health area, aiming to contribute to the control of obesity, a serious public health problem.

2
  • JÉSSICA TEIXEIRA JALES
  • Terbufós (Organofosforado) em dípteros de importância forense: uma abordagem biológica e bioespectroscópica

  • Orientador : RENATA ANTONACI GAMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • BRUNO CAVALCANTE BELLINI
  • CARINA MARA DE SOUZA
  • MARGARETH MARIA DE CARVALHO QUEIROZ
  • RENATA ANTONACI GAMA
  • VALTER FERREIRA DE ANDRADE NETO
  • VANESSA DE PAULA SOARES RACHETTI
  • Data: 15/12/2021

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  • A entomotoxicologia estuda o efeito e a detecção de substâncias químicas em insetos de importância médico-legal, agrícola e ambiental, sendo crucial para a correta estimativa do intervalo e causa morte de carcaças e cadáveres em decomposição; monitoramento e controle do uso de toxicantes. Dentre os químicos de importância médico-legal, o Terbufós (Organofosforado) é frequentemente associado a casos de intoxicação no Brasil e no mundo. Assim, esse trabalho busca compreender o efeito do Terbufós: i. na decomposição de carcaças de rato, e na composição e estrutura das assembléias de dípteros sarcosaprófagos associados a carcaças intoxicadas com diferentes doses do composto; ii. no processo de colonização de carcaças e suas implicações para o cálculo do intervalo pós-morte mínimo (IPMm); iii. no comportamento movimentação e mobilidade de dípteros necrófagos e suas implicações como evidências entomológicas, bem como iv. avaliar o infravermelho médio (ATR-FTIR) como alternativa para detecção da intoxicação por Terbufós em larvas provenientes de ratos intoxicados. Para isso, ratos Wistar fêmeas receberam, via gavagem, 200uL de Terbufós (5 mg/kg, 10 mg/kg ou 20 mg/kg) ou água destilada (controle) e, após 30 minutos, foram eutanasiados por deslocamento cervical e distribuídos em armadilhas suspensas para decompor em condições ambientais. A decomposição foi acompanhada diariamente, com registro fotográfico e coleta de dipterofauna visitante e colonizadora, até a fase seca. As larvas dispersantes também foram utilizadas para análise de comportamento e coleta de espectros. Os dados coletados mostraram que o Terbufós acelerou a decomposição das carcaças intoxicadas com 10 mg/kg em 24h, e alterou a composição e estrutura da dipterofauna visitante e colonizadora, e o comportamento dos imaturos intoxicados com altas doses de Terbufós. Além disso, o ATR-FTIR com análise multivariada diferenciou os grupos analisados através dos resíduos de fosforilação proteica, estiramento de fosfato e proteínas, especialmente quando o modelo GA-LDA foi utilizado. Este trabalho fortalece, a partir de uma abordagem multidisciplinar, a importância de estudos entomotoxicológicos para avaliação de evidências e pode auxiliar em processos investigativos com suspeita de intoxicação por organofosforados.


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  • Entomotoxicology studies the effect and detection of chemical substances in scavenger insects from crime scenes, being crucial for the correct estimation of the interval and causes death of decaying carcasses and cadavers. Among substances of forensic importance, Terbufos (Organophosphate) is frequently associated with cases of intoxication in Brazil and worldwide. Thus, this work aims to understand the effect of Terbufos: i. in the carrion decomposition and assemblage of sarcosaprophagous dipterans associated with carcasses intoxicated with different doses of the compound; ii. in the carcass colonization process and its implications for the calculation of the postmortem interval (PMI); iii. in the post-feeding larval dispersal behavior of scavengers and its implications as entomological evidence, as well as iv. the use of medium infrared spectroscopy (ATR-FTIR) to detect Terbufos in larvae and puparium from intoxicated rats. For this, female Wistar rats received, via gavage, 200uL of Terbufos (5mg/kg, 10mg/kg or 20mg/kg) or distilled water (control) and, after 30 minutes, were euthanized and distributed in suspended traps to decompose into environmental conditions. The decomposition was monitored daily, with photographic record and collection of visiting and colonizing dipterofauna, until the dry phase. The dispersing larvae were also used for behavior analysis and spectra collection.  The data collected showed that Terbufos accelerates the decomposition of carcasses intoxicated with 10mg/kg in 24h, and changes the composition and structure of the visiting and colonizing dipterofauna, and the behavior of immature intoxicated with high doses of Terbufos. In addition, biospectroscopy has been shown to be a promising tool for toxicological analysis of intoxicated insects.  Through a multidisciplinary approach, this work strengthens the importance of entomotoxicological studies to evaluate entomological evidence at crime scenes and can assist in investigative processes with suspected organophosphate poisoning.

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  • JENIELLY DE NORONHA FERREIRA DE CASTRO
  • POTENCIAL BIOTECNOLÓGICO DE BACTÉRIAS ISOLADAS A PARTIR DE CONSÓRCIOS PROVENIENTES DE ÁGUA DE PRODUÇÃO EM RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO NO BRASIL

  • Orientador : LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • ADRIANA FERREIRA UCHOA
  • FRANCISCO CANINDE DE SOUSA JUNIOR
  • LUCIANE MARIA PEREIRA PASSAGLIA
  • MARILENE HENNING VAINSTEIN
  • Data: 22/12/2021

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  • Durante os processos extrativos de petróleo e gás, ocorre também a formação da água de produção, que é composta por matéria orgânica e inorgânica, além de microrganismos. A microbiota desse ambiente, adaptada a condições extremas, apresenta grande potencial para aplicação em processos biotecnológicos, tais como a biorremediação e/ou MEOR (Microbial Enhance Oil Recovery). Dentro desse contexto, este estudo visou o isolamento, identificação e caracterização de bactérias provenientes de três consórcios, previamente obtidos a partir de água de produção. Um total de 16 bactérias foram isoladas, sendo quinze delas selecionadas para a caracterização metabólica a partir de ensaios funcionais. Os isolados foram selecionados de acordo com a capacidade de utilizar hidrocarbonetos como fonte de carbono. Para isso, curvas de crescimento foram elaboradas utilizando meio mínimo suplementado com petróleo como única fonte de carbono. Considerando avaliar a degradação de hidrocarbonetos, o teste com indicador redox 2,6 - DCPIP (2,6-Dichlorophenolindophenol) foi empregado e ensaios como o Índice de Emulsificação, colapso da gota e dispersão do óleo foram aplicados para avaliação da produção de biossurfactantes/bioemulsificantes. Os resultados obtidos a partir dos ensaios de degradação confirmaram a capacidade de quinze isolados utilizarem o petróleo e outros hidrocarbonetos como única fonte de carbono. Os testes realizados para produção de biossurfactantes confirmaram a capacidade de 15, entre os dezesseis isolados, em produzir biossurfactantes e/ou formar emulsão. Com base na sequência do gene 16S os isolados foram identificados como Bacillus, Acinetobacter, Staphylococcus, Ochrobactrum e Citrobacter. Dentre os isolados, quatro foram selecionados e tiveram seus genomas sequenciados, sendo identificados como Bacillus safensis (2), Ochrobactrum (1) e Acinetobacter baumanii (1). O isolado AP1BH01-1, classificado como membro do gênero Ochrobactrum, foi designado como uma nova espécie, uma vez que o mesmo não se agrupa com outra espécie do gênero. Os genomas dos isolados sequenciados apresentaram grande diversidade de genes envolvidos na degradação de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, bem como genes de síntese de biossurfactantes e bioemulsificantes. Diversos genes relacionados à resistência a metais pesados também foram identificados. Os dados obtidos através dos ensaios funcionais e mineração do genoma dos isolados revelaram perfis promissores em processos de degradação de hidrocarbonetos e produção de biossurfactantes para aplicação em biorremediação de ambientes contaminados com hidrocarbonetos e/ou MEOR 


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  • During  the  extractive  processes  of  oil  and  gas,  production  water  is  also  formed,  which  is composed  of  or ery). ganic  and  inorganic  matter,  in  addition  to  microorganisms.  The  microbiota  of this  environment,  adapted  to  extreme  conditions,  has  great  potential  for  application  in biotechnological  processes,  such  as  bioremediation  and/or  MEOR  (Microbial  Enhance  Oil Recov Within  this  context,  this  study  aimed  at  the  isolation,  identification  and characterization  of  bacteria  from  three  consortia,  previously  obtained  from  production  water. A  total  of  16  bacteria  were  isolated,  fifteen  of  them  selected  for  metabolic  char acterization from  functional  assays.  Isolates  were  selected  according  to  their  ability  to  use  hydrocarbons as  a  carbon  source.  Considering  the  evaluation  of  hydrocarbon  degradation,  the  test  with redox  indicator  2,6 DCPIP  (2,6Dichlorophenolindophenol)  w as  used  and  tests  such  as Emulsification  Index,  drop  collapse  and  oil  dispersion  were  applied  to  evaluate  the production  of  biosurfactants  /  bioemulsifiers.  The  results  obtained  from  the  degradation  tests confirmed  the  capacity  of  fifteen  isolates  to  use  p etroleum  and  other  hydrocarbons  as  the only  source  of  carbon. The  tests  carried  out  for  the  production  of  biosurfactants  confirmed the  capacity  of  15,  among  the  sixteen  isolates,  to  produce  biosurfactants  and/or  to  form  an emulsion.  Based  on  the  16S  gene  sequence,  the  isolates  were  identified  as Bacillus, Acinetobact er,  Staphylococcus,  Ochrobactrum and Citrobacter . Among  the  isolates,  four were  selected  and  had  their  genomes  sequenced,  being  identified  as Ochrobactrum (1)  and Acinetobacter  baumanii Bacillus  safensis (1).  Isolate  AP1BH01(2), 1,  classified  as  a member of  the  genus Ochrobactrum ,  was  designated  as  a  new  species,  since  it  does  not  group with  another  species  of  the  genus.  The  genomes  of  the  sequenced  isolates  showed  a  great diversity  of  genes  involved  in  the  degradation  of  aliphatic  and  aromatic  hydrocarbon s,  as well  as genes  for  the synthesis  of biosurfactants  and bioemulsifiers. Several  genes related  to resistance  to  heavy  metals  have  also  been  identified.  The  data  obtained  through  functional assays  and  genome  mining  of  the  isolates  revealed  promising  prof iles  in  hydrocarbon degradation  processes  and  production  of  biosurfactants  for  application  in  bioremediation  of environments contaminated with hydrocarbons and/or MEOR.

2015
Dissertações
1
  • JOÃO PAULO DE FREITAS NUNES
  • Evolução e especialização funcional da Acil-CoA oxidase 4 em Viridiplantae

  • Orientador : JOAO PAULO MATOS SANTOS LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CÍNTIA RENATA COSTA ROCHA
  • DANIEL CARLOS FERREIRA LANZA
  • JOAO PAULO MATOS SANTOS LIMA
  • Data: 28/07/2015

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  • Stored oils are essential to the germination and initial seedling establishment of oilseeds plants. After mobilization, these oils are subjected to β-oxidation in seed’s glyoxysomes, resulting Acetyl-CoA, which in turn feeds the Glyoxylate cycle. This cycle is a variation of the tricarboxylic acid cycle that uses acetyl-CoA to produce succinate or oxaloacetate molecules that can be later utilized in carbohydrate biosynthesis to support embryo development. The first step of glyoxysomal β-oxidation is catalyzed by a specific isoform of Acyl-CoA oxidase enzyme (ACX4), a member of the protein superfamily ACAD, which occurs more commonly in germinating seeds. However, five other ACX isoforms are found in plant genomes to date, each one related to specialized functions or fatty acid chain’s sizes. In order to understand the molecular evolutionary events underlying the functional specialization of these enzymes, we analyzed DNA, mRNA and protein sequences obtained in databases (NCBI, UNIPROT, TAIR, CDD, etc.) by bioinformatic inferences, to recognize and compare the introns-exons regions, as well as protein domains of different ACX isoforms from Viridiplantae species. Then the sequences were aligned, the Cis elements of the genes and their exon/domain, secondary structures were compared, submitted to structural modeling and maximum likelihood phylogenetic inferences. It was shown that the ACX4 enzymes are more closer related to other members of the ACAD superfamily, one of them the Acyl-CoA dehydrogenase enzyme (ACDH). Since fatty acids are not commonly used in other plants tissues to energy production and also β-oxidation by ACDH in mitochondria is more related to ATP synthesis, we hypothesized that ACX4 isoform may have been subjected to specific selective pressures, which stabilized its role during seed oil metabolism.


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  • Stored oils are essential to the germination and initial seedling establishment of oilseeds plants. After mobilization, these oils are subjected to β-oxidation in seed’s glyoxysomes, resulting Acetyl-CoA, which in turn feeds the Glyoxylate cycle. This cycle is a variation of the tricarboxylic acid cycle that uses acetyl-CoA to produce succinate or oxaloacetate molecules that can be later utilized in carbohydrate biosynthesis to support embryo development. The first step of glyoxysomal β-oxidation is catalyzed by a specific isoform of Acyl-CoA oxidase enzyme (ACX4), a member of the protein superfamily ACAD, which occurs more commonly in germinating seeds. However, five other ACX isoforms are found in plant genomes to date, each one related to specialized functions or fatty acid chain’s sizes. In order to understand the molecular evolutionary events underlying the functional specialization of these enzymes, we analyzed DNA, mRNA and protein sequences obtained in databases (NCBI, UNIPROT, TAIR, CDD, etc.) by bioinformatic inferences, to recognize and compare the introns-exons regions, as well as protein domains of different ACX isoforms from Viridiplantae species. Then the sequences were aligned, the Cis elements of the genes and their exon/domain, secondary structures were compared, submitted to structural modeling and maximum likelihood phylogenetic inferences. It was shown that the ACX4 enzymes are more closer related to other members of the ACAD superfamily, one of them the Acyl-CoA dehydrogenase enzyme (ACDH). Since fatty acids are not commonly used in other plants tissues to energy production and also β-oxidation by ACDH in mitochondria is more related to ATP synthesis, we hypothesized that ACX4 isoform may have been subjected to specific selective pressures, which stabilized its role during seed oil metabolism.

Teses
1
  • RALFO GOES PACCHIONI
  • Requerimentos genéticos da síntese translesão dos adutos de Benzo[a]pireno

  • Orientador : LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • MEMBROS DA BANCA :
  • CLAUDIA A S LAGE
  • KATIA CASTANHO SCORTECCI
  • LUCYMARA FASSARELLA AGNEZ LIMA
  • RODRIGO DA SILVA GALHARDO
  • TIRZAH BRAZ PETTA
  • Data: 27/11/2015

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  •           A busca pela manutenção da integridade genômica é uma tarefa constante nas células de todos os organismos vivos. DNA polimerases replicativas atuam de forma rápida e fiel durante a replicação para que a cópia da informação genética passada de uma geração a outra seja fidedigna. Além disso, devido ao genoma ser constantemente agredido por agentes endógenos e exógenos capazes de lesionar a molécula de DNA, são acionados na célula sistemas de reparo de DNA capazes de prevenir os efeitos prejudiciais dessas lesões, uma vez que elas podem levar à mutações. Embora esses mecanismos sejam eficientes na restauração da molécula de DNA, muitas lesões escapam da correção e acabam sendo encontradas pela polimerase replicativa – enzima nem sempre capaz de sintetizar moldes de DNA danificados. Dependendo do tipo de lesão, esse encontro pode resultar no colapso da forquilha de replicação e, consequentemente, mecanismos capazes de burlar esses obstáculos são acionados. Uma das alternativas é a utilização de polimerases de síntese translesão especializadas capazes de replicar as lesões mesmo com o custo da mutagênese, em um processo chamado de Síntese Translesão. Dentre os mais diversos agentes danosos ao DNA está o poluente Benzo[a]pireno, um potente carcinógeno onipresente no ambiente. Esse químico, ao ser metabolicamente ativado na célula, gera os subprodutos BaP+ e BaP- que se ligam como adutos ao DNA de forma covalente, sendo potentes bloqueadores da forquilha de replicação. Nesse trabalho são apresentados alguns dos requerimentos para a ocorrência em E. coli da síntese translesão desses adutos estereoisômeros BaP+ e BaP-, inseridos no contexto de sequência CTGBaP+/-CAG. Os resultados mostram que enquanto o principal aduto BaP+ requer as duas enzimas de síntese translesão cataliticamente ativas Pol IV e Pol V para ser replicado, BaP- exige apenas Pol IV. Dados demonstram que a taxa de síntese translesão desses adutos possui relação positiva com a concentração de polimerases especializadas no meio celular, as quais possuem níveis aumentados pela indução da resposta SOS. Além disso, é sugerido um desbalanço do pool de nucleotídeos que desloca a reação de síntese translesão no sentido da síntese e um modelo de replicação desses adutos.


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  •           A busca pela manutenção da integridade genômica é uma tarefa constante nas células de todos os organismos vivos. DNA polimerases replicativas atuam de forma rápida e fiel durante a replicação para que a cópia da informação genética passada de uma geração a outra seja fidedigna. Além disso, devido ao genoma ser constantemente agredido por agentes endógenos e exógenos capazes de lesionar a molécula de DNA, são acionados na célula sistemas de reparo de DNA capazes de prevenir os efeitos prejudiciais dessas lesões, uma vez que elas podem levar à mutações. Embora esses mecanismos sejam eficientes na restauração da molécula de DNA, muitas lesões escapam da correção e acabam sendo encontradas pela polimerase replicativa – enzima nem sempre capaz de sintetizar moldes de DNA danificados. Dependendo do tipo de lesão, esse encontro pode resultar no colapso da forquilha de replicação e, consequentemente, mecanismos capazes de burlar esses obstáculos são acionados. Uma das alternativas é a utilização de polimerases de síntese translesão especializadas capazes de replicar as lesões mesmo com o custo da mutagênese, em um processo chamado de Síntese Translesão. Dentre os mais diversos agentes danosos ao DNA está o poluente Benzo[a]pireno, um potente carcinógeno onipresente no ambiente. Esse químico, ao ser metabolicamente ativado na célula, gera os subprodutos BaP+ e BaP- que se ligam como adutos ao DNA de forma covalente, sendo potentes bloqueadores da forquilha de replicação. Nesse trabalho são apresentados alguns dos requerimentos para a ocorrência em E. coli da síntese translesão desses adutos estereoisômeros BaP+ e BaP-, inseridos no contexto de sequência CTGBaP+/-CAG. Os resultados mostram que enquanto o principal aduto BaP+ requer as duas enzimas de síntese translesão cataliticamente ativas Pol IV e Pol V para ser replicado, BaP- exige apenas Pol IV. Dados demonstram que a taxa de síntese translesão desses adutos possui relação positiva com a concentração de polimerases especializadas no meio celular, as quais possuem níveis aumentados pela indução da resposta SOS. Além disso, é sugerido um desbalanço do pool de nucleotídeos que desloca a reação de síntese translesão no sentido da síntese e um modelo de replicação desses adutos.

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