Desenvolvimento e validação de testes sorológicos para o diagnóstico da infecção pelo vírus da imunodeficiência felina (FIV) utilizando antígenos recombinantes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Atuação da ocitocina no processo de diferenciação osteoblástica de ratas senis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Avaliação da produção de citocinas, expressão gênica e análise funcional de células SHED expostas ao LTA bacteriano

Pós-graduação em Odontologia Restauradora - ICT

Detecção do peptídeo p17 (HIV) baseado em SERS (Surface-enhanced Raman Spectrosocpy)

Pós-graduação em Química - IQ

Fibronectin glycation increases IGF-I induced proliferation of human aortic smooth muscle cells

The advanced glycation end products, namely AGEs, contribute to long-termed complications of diabetes mellitus, including macroangiopathy, where smooth muscle cells (SMC) proliferation stimulated by platelet-derived growth factor (PDGF) isoforms and insulin-like growth factor-I (IGF-I) plays an important role. The objective of the present study was to investigate the effect of an AGE-modified extracellular matrix protein on IGF-I induced SMC proliferation and on the IGF-I-IGF binding protein 4 (IGFBP-4) axis under basal conditions and after stimulation with PDGF-BB. IGF-I resulted in significantly higher thymidine incorporation in SMC seeded on AGE-modified fibronectin (AGE-FN) in comparison to cells seeded on fibronectin (FN). This augmented proliferation could not be accounted for by increased expression of IGF-IR, by decreased secretion of IGFBP-4, a binding protein that inhibits IGF-I mitogenic effects or by increased IGF-IR autophosphorylation. PDGF-BB did not modulate IGF-IR and IGFBP-4 mRNA expression in any of the substrata, however, this growth factor elicited opposite effects on the IGFBP-4 content in the conditioned media, increasing it in cells plated on FN and diminishing it in cells plated on AGE-FN. These findings suggest that one mechanism by which AGE-modified proteins is involved in the pathogenesis of diabetes-associated atherosclerosis might be by increasing SMC susceptibility to IGF-I mitogenic effects.

Molecular Surveillance of the Newcastle Disease Virus in Domestic and Wild Birds on the North Eastern Coast and Amazon Biome of Brazil

Brazil is one of the world's largest countries with a rich diversity of wildlife, including resident and migratory wild birds, which may be natural reservoirs of the Newcastle disease virus (NDV). Because Brazil is a major global exporter of chicken meat, the emergence of such a disease may have a huge negative impact not only on the economy due to trade restrictions and embargoes, but also on the quality of life of the population. Samples were collected from 1,022 asymptomatic domestic and wild birds from the Brazilian coast and the Amazon region using tracheal/cloacal swabs and tested by RT-qPCR. The results showed 7 (0.7%) birds were positive for NDV. The positive samples were then isolated in embryonated chicken eggs and their matrix protein genes were partially sequenced, revealing a low-pathogenicity NDV. This study confirms the maintenance of the velogenic-NDV free status of Brazil.

Low-Level Laser Therapy Influences Mouse Odontoblast-Like Cell Response in Vitro

Objective: The purpose of this study was to analyze the influence of two different irradiation times with 85mW/cm(2) 830nm laser on the behavior of mouse odontoblast-like cells. Background data: The use of low-level laser therapy (LLLT) to stimulate pulp tissue is a reality, but few reports relate odontoblastic responses to irradiation in in vitro models. Methods: Odontoblast-like cells (MDPC-23) were cultivated and divided into three groups: control/nonirradiated (group 1); or irradiated with 85mW/cm(2), 830nm laser for 10 sec (0.8 J/cm(2)) (group 2); or for 50 sec (4.2 J/cm(2)) (group 3) with a wavelength of 830 nm. After 3, 7, and 10 days, it was analyzed: growth curve and cell viability, total protein content, alkaline phosphatase (ALP) activity, calcified nodules detection and quantification, collagen immunolocalization, vascular endothelial growth factor (VEGF) expression, and real-time polymerase chain reaction (PCR) for DMP1 gene. Data were analyzed by Kruskall-Wallis test (alpha = 0.05). Results: Cell growth was smaller in group 2 (p < 0.01), whereas viability was similar in all groups and at all periods. Total protein content and ALP activity increased on the 10th day with 0.8 J/cm(2) (p < 0.01), as well as the detection and quantification of mineralization nodules (p < 0.05), collagen, and VEGF expression (p < 0.01). The expression of DMP1 increased in all groups (p < 0.05) compared with control at 3 days, except for 0.8 J/cm(2) at 3 days and control at 10 days. Conclusions: LLLT influenced the behavior of odontoblast-like cells; the shorter time/smallest energy density promoted the expression of odontoblastic phenotype in a more significant way.

Molecular surveillance of the Newcastle disease virus in domestic and wild birds on the North Eastern Coast and Amazon biome of Brazil

Brazil is one of the world's largest countries with a rich diversity of wildlife, including resident and migratory wild birds, which may be natural reservoirs of the Newcastle disease virus (NDV). Because Brazil is a major global exporter of chicken meat, the emergence of such a disease may have a huge negative impact not only on the economy due to trade restrictions and embargoes, but also on the quality of life of the population. Samples were collected from 1,022 asymptomatic domestic and wild birds from the Brazilian coast and the Amazon region using tracheal/cloacal swabs and tested by RT-qPCR. The results showed 7 (0.7%) birds were positive for NDV. The positive samples were then isolated in embryonated chicken eggs and their matrix protein genes were partially sequenced, revealing a low-pathogenicity NDV. This study confirms the maintenance of the velogenic-NDV free status of Brazil.

Gene expression and phenotypic traits of Aggregatibacter actinomycetemcomitans in response to environmental changes

Background and Objective: Periodontopathogens experience several challenges in the oral cavity that may influence their transcription profile and resulting phenotype. This study evaluated the effect of environmental changes on phenotype and gene expression in a serotype b Aggregatibacter actinomycetemcomitans isolate. Material and Methods: Cultures in early exponential phase and at the start of stationary growth phase in microaerophilic and anaerobic atmospheres were evaluated. Cell hydrophobic properties were measured by adherence to n-hexadecane; in addition, adhesion to, and the ability to invade, KB cells was evaluated. Relative transcription of 12 virulence-associated genes was determined by real-time reverse transcritption quantitative PCR. Results: The culture conditions tested in this study were found to influence the phenotypic and genotypic traits of A. actinomycetemcomitans. Cells cultured in microaerophilic conditions were the most hydrophobic, reached the highest adhesion efficiency and showed up-regulation of omp100 (which encodes an adhesion) and pga (related to polysaccharide synthesis). Cells grown anaerobically were more invasive to epithelial cells and showed up-regulation of genes involved in host-cell invasion or apoptosis induction (such as apaH, omp29, cagE and cdtB) and in adhesion to extracellular matrix protein (emaA). Conclusion: Environmental conditions of different oral habitats may influence the expression of factors involved in the binding of A. actinomycetemcomitans to host tissues and the damage resulting thereby, and thus should be considered in in-vitro studies assessing its pathogenic potential.

Klonierung und funktionelle Charakterisierung von zwei Zelladhäsionsmolekülen aus den marinen Schwämmen Geodia cydonium und Suberites domuncula

ZusammenfassungAus dem Schwamm Geodia cydonium konnte die vollständige cDNA-Sequenz eines mutmaßlichen Bestandteiles des Aggregationsfaktors kloniert werden. Durch einen Northern-Blot konnte gezeigt werden, daß der gefundene Klon das vollständige Transkript repräsentiert. Das entsprechende Protein wurde in E. coli als Fusionsprotein rekombinant hergestellt. Mit einem Western-Blot-Experiment wurde der Nachweis geführt, daß es sich bei dem gefundenen Protein tatsächlich um einen Bestandteil des Aggregationsfaktors handelt. Der in diesem Western-Blot eingesetzte Antikörper wurde verwendet, um das Protein in histologischen Schnitten nachzuweisen. Das rekombinante Protein wurde in einem Aggregationsassay auf seine Funktionalität hin untersucht. Es stellte sich heraus, daß es einen Einfluß auf die Zellaggregation hat. Die Bindung des rekombinanten Aggregationsfaktors an das Lektin aus Geodia cydonium konnte gezeigt werden. Aus dem Schwamm Suberites domuncula wurde ein cDNA-Klon isoliert. Das durch diese cDNA kodierte Protein zeigt eine hohe Übereinstimmung mit einem in Vertebraten und in Limulus polyphemus vorkommendem Protein der extrazellulären Matrix, welches dort eine Rolle bei der Zellaggregation spielt. Die Vollständigkeit des Klons konnte anhand eines Northern-Blot gezeigt werden. Das Protein wurde in E. coli rekombinant hergestellt. Das rekombinante Protein führt in vitro zu einer verstärkten Aggregation von dissoziierten Schwammzellen.

Die Funktion von Dystroglycan in der Entwicklung des zentralen Nervensystems

Die Funktion von Dystroglycan in der Entwicklung des zentralen Nervensystems Der DAG ist ein oligomerer Proteinkomplex, der in den Muskelfasern die extrazelluläre Matrix mit dem Zytoskelett verbindet und dadurch der Muskulatur die mechanische Stabilität bei der Kontraktion verleiht. Mutationen des DAG sind die genetische Grundlage für verschiedene Formen von muskulären Dystrophien. Muskuläre Dystrophien sind Krankheiten, die neben einer Degeneration der Muskulatur auch verschiedene ZNS-Defekte aufweisen. Die Funktion des DAG im ZNS ist bisher unbekannt. Um seine Funktion im ZNS zu analysieren, wurde Huhn-Dystroglycan, eine zentrale Komponente des DAG, kloniert. Dystroglycan besteht aus dem extrazellulären Matrixprotein alpha-Dystroglycan und dem transmembranen beta-Dystroglycan. Beide Proteine werden vom selben Gen codiert und posttranslational gespalten. Die Huhn-Dystroglycan-Sequenz ist sehr homolog zu anderen Spezies. Antikörper hergestellt gegen die Interaktionsdomänen von alpha- und beta-Dystroglycan, wurden verwendet um die Interaktion von Dystroglycan selektiv an der Grenzfläche zwischen Gliazellendfüßen und Basallamina in der Retina zu stören. Die Antikörper wurden in vivo intravitreal in Augen von Hühnerembryoanen der Stadien E6 bis E10 injiziert. Die Injektion der Antikörper und entsprechender Fab-Fragmente führten zu schweren Veränderungen in der Retina, unter anderem Hyperproliferation, Auflösung der radialen Struktur der neuroepithelialen Zellen und einer veränderten Schichtung. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, daß der DAG am Kontakt der radiären Glizellen zur Basalmembran beteiligt sind.

Funktionelle Analyse von Dystroglycan in der sich entwickelnden Hühnerretina durch in-ovo-Elektroporation

Alpha- und Beta-Dystroglycan, die zentralen Komponenten eines multimeren Dystrophin-assoziierten Proteinkomplexes wurden bislang im Wesentlichen in der Skelettmuskulatur charakterisiert. Dort stellt der DAG eine molekulare Verbindung zwischen dem Aktin-Zytoskelett der Muskelfaser und einer Basalmembran her, die die einzelne Muskelfaser umhüllt. Dystroglycan vermittelt auf diese Weise die mechanische Festigkeit der Muskelfasern während der Kontraktion. Außerdem dient der DAG als Gerüst für die Anlagerung von Proteinen. Mutationen in den strukturgebenden oder signaltransduzierenden Proteinen des DAG verursachen Muskeldystrophie. Besonders schwere Muskeldystrophien werden durch Mutationen hervorgerufen, die eine veränderte Glykosylierung von Dystroglycan und damit eine verminderte Bindung von alpha-Dystroglycan an Matrixproteine verursachen. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Basalmembranbiosynthese sowie sich daraus ergebende Störungen in der Migration, Schichtung und Differenzierung von Nervenzellen im ZNS. Welche Rolle Dystroglycan im sich entwickelnden ZNS spielt, sollte in dieser Arbeit an der Hühnerretina untersucht werden. Durch Anwendung der in ovo Elektroporation wurden zwei modifizierte Dystroglycankonstrukte in Neuroepithelzellen transfiziert. Die Überexpression eines verkürtzten Dystroglycanproteins, verursachte eine Abrundung der Neuroepithelzellen. Dies führte zur Hyperproliferation der Zellen deren Folge die Bildung von Verdickungen in der Retina war sowie eine verstärkte Bildung postmitotischer Neurone. Die Elektroporation eines nicht-spaltbaren Dystroglycans, führte im Gegensatz dazu zu einer Abnahme der Anzahl proliferierender und differenzierender Nervenzellen. Als Konsequenz veränderte sich die Orientierung der Axone von retinalen Ganglienzellen. Nach der Überexpression des verkürzten Dystroglycans verloren die Axone ihre zentripetale Orientierung auf den optischen Nerv, während die Elektroporation von Wt-Dystroglycan und nicht-spaltbarem Dystroglycan nur einen gelegentlichen Richtungswechsel der Axone verursachte. Die Daten zeigen, dass Dystroglycan einen entscheidenden Einfluss auf die Proliferation, Differenzierung und Polarität der Neuroepithelzellen ausübt. Dies geschieht vermutlich durch die Vermittlung der Adhäsion des Endfußes von Neuroepithelzellen an die Basalmembran. Die Veränderungen nach der Überexpression der modifizierten Dystroglycankonstrukte liefern möglicherweise eine Erklärung für den ZNS-Phänotyp der sich bei verschiedenen Formen von Muskeldystrophie zeigt.

Die Rolle Prolin-reicher Sequenzmotive des Core-Proteins in der Morphogenese des Hepatitis-B Virus

Diese Arbeit hatte zum Ziel, den Ausschleusungsmechanismus des Hepatitis-B Virus zu beleuchten. Es ist bisher unbekannt, wie das virale Nukleokapsid umhüllt und das reife Virion aus der Leberzelle freigesetzt wird. Bei einigen RNA-Viren, beispielsweise HIV-1, Ebola oder RSV, vermitteln so genannte Late-Domänen im viralen Kapsid- oder Matrix-Protein die Knospung der Viren an intrazellulären Membranen oder der Plasmamembran. Da das HBV-Core-Protein ähnliche Sequenzen trägt, wurde in der vorliegenden Arbeit überprüft, welche Rolle diese im viralen Replikationszyklus spielen. Meine Ergebnisse zeigen, dass die beiden Prolin-reichen Sequenzen PPAY (129-132) und PPNAP (134-138), die retroviralen Late-Domänen ähneln, für die HBV-Morphogenese essentiell sind. Mutationen einzelner Aminosäuren innerhalb dieser Motive führen zu Phänotypen mit verändertem Kapsid-, Nukleokapsid- und Virus-Bildungs-Vermögen. Insbesondere sind die Aminosäure Tyrosin 132 des Motivs PPAY und die Prolinreste 134 und 135 des Motivs PPNAP erforderlich, da diese schon für die Bildung der Kapside unentbehrlich sind. Charakteristisch für beide Motive sind auch die hier gezeigten Interaktionen mit speziellen Wirtszellfaktoren, deren physiologische Funktion es ist, zelluläre Proteine in den endosomalen Sortierungsprozess einzuschleusen. Im Vordergrund stehen hier die E3 Ub-Ligase Nedd4, welche Proteine mit Ub konjugiert und diese so signifikant für die Einschleusung in das endosomale System markiert, und Tsg101, das als zentrale Komponente des ESCRT-I-Komplexes für die Erkennung von ubiquitinierten Proteinen zuständig ist und diese dadurch in die ESCRT-Kaskade des multivesikulären Endosoms einführt. Für die genannten Interaktionen ist das Motiv PPAY und hier wieder speziell das Tyrosin 132 des HBV-Core-Proteins für die Wechselwirkung mit Nedd4 notwendig. Hingegen vermittelt die L-Domänen-ähnliche Sequenz PPNAP die Assoziation von Core mit Tsg101, wobei die beiden Prolinreste 134 und 135 und auch das Asparagin 136 für die Interaktion essentiell sind. Sowohl Nedd4 als auch Tsg101 wirken im Zusammenhang mit Ubiquitin, weshalb eine Ubiquitinierung von Core, trotz bislang negativer Nachweise, wahrscheinlich ist. Zugunsten dieser Annahme spricht auch mein Nachweis, dass der Lysinrest an Position 96 des Core-Proteins, als potentieller Ub-Akzeptor, gerade in späten Schritten eine essentielle Rolle spielt. Weiterhin klärungsbedürftig ist auch die Frage, ob Core direkt mit Tsg101 und Nedd4 interagiert, oder ob andere Faktoren dazwischen geschaltet sind. Auch könnte mit Hilfe von siRNA-vermittelten Depletionsversuchen die physiologische Relevanz der Tsg101/Core-und Nedd4/Core-Interaktion weiterführend untersucht werden. Zudem zeigen meine Arbeiten, dass Core mit intrazellulären Membranen assoziiert, weshalb es interessant wäre, zu untersuchen, ob es sich hierbei um Membranen des endosomalen Systems handelt, an denen die finalen Schritte der Virus-Morphogenese stattfinden könnten.

Die Rolle des Fibronektins im Knochen und in der diabetischen Nephropathie

Diese Arbeit befasst sich mit der Rolle des Fibronektins im Knochen sowie in der diabetischen Nephropathie. Fibronektin im Knochen: Es war bekannt, dass Osteoblasten für ihre Differenzierung in vitro Fibronektin benötigen, dass Fibronektin für die Ausbildung einer Kollagenmatrix erforderlich ist und für die Matrixintegrität eine kontinuierliche Fibronektin-Versorgung gewährleistet sein muss. Um die Rolle des Fibronektins im Knochen, dessen Matrix zu 90% aus Kollagen besteht, näher zu untersuchen, wurde das Fibronektin der Osteoblasten spezifisch über das Cre/loxP-System in Mäusen ausgeschaltet. Dies führte zu einer erhöhten Anzahl an Osteoblasten, deren Fähigkeit die Matrix zu mineralisieren jedoch beeinträchtigt war. Dennoch zeigte sich kein Einfluss auf die Eigenschaften der Knochenmatrix. Insbesondere war der Fibronektingehalt nicht vermindert, entgegen der allgemeinen Annahme, dass die Osteoblasten die Produzenten des Fibronektins der Knochenmatrix seien. Im Gegensatz dazu stellte sich durch Untersuchungen an anderen genetisch veränderten Mäusen heraus, dass eine Ausschaltung des Plasmafibronektins im Blut zu einer deutlichen Verringerung des Fibronektingehalts des Knochens sowie zu einer Verminderung des Mineralgehalts bezogen auf die Proteinmenge führte. Auch die Komposition des Minerals war verändert. Da es jedoch keinen nennenswerten Effekt auf die Knochenzellen gab, lässt sich schlussfolgern, dass die Osteoblasten-spezifische Fibronektin-Isoform für eine regelgerechte Funktion der Osteoblasten notwendig ist, während das von der Leber produzierte Plasmafibronektin die Zusammensetzung der Knochenmatrix beeinflusst. Fibronektin in der diabetischen Niere: Mit der diabetischen Nephropathie geht eine Ausdehnung des Mesangiums in den Glomeruli einher, die mit dem Ausmaß des Nierenschadens korreliert ist. Fibronektin ist ein Bestandteil dieses expandierten Mesangiums. Vorarbeiten hatten gezeigt, dass injiziertes Fibronektin durch die Blutzirkulation in die Niere gelangt und in der Mesangialmatrix der Glomeruli eingelagert wird. Daher wurden in konditionellen Knockout-Mäusen das Plasmafibronektin bzw. das Fibronektin der Mesangialzellen und das Plasmafibronektin zugleich ausgeschaltet. In diesen Mäusen wurde ein Diabetes mellitus induziert und die Tiere für 22 Wochen mit Diabetes gehalten. Die Ausschaltung des Fibronektins hatte eine geringere Ausbreitung der Mesangialmatrix sowie eine geringere Mortalität der Tiere zur Folge. Interessanterweise schien das Plasmafibronektin alleine bereits grob ein Drittel der Ausdehnung des Mesangiums zu verursachen. Die kombinierte Ausschaltung von zirkulierendem und lokalem Fibronektin vermochte die Expansion der Mesangialmatrix sogar beinahe zu halbieren. Zusammengefasst zeigten sich neue Rollen eines traditionellen Proteins der Extrazellulärmatrix in physiologischen und pathologischen Zuständen. Einige dieser Aspekte demonstrieren die große Bedeutung der Fibronektin-Produktion durch die Leber.

Improving chondrogenesis: potential and limitations of SOX9 gene transfer and mechanical stimulation for cartilage tissue engineering

Articular cartilage injuries and degeneration affect a large proportion of the population in developed countries world wide. Stem cells can be differentiated into chondrocytes by adding transforming growth factor-beta1 and dexamethasone to a pellet culture, which are unfeasible for tissue engineering purposes. We attempted to achieve stable chondrogenesis without any requirement for exogenous growth factors. Human mesenchymal stem cells were transduced with an adenoviral vector containing the SRY-related HMG-box gene 9 (SOX9), and were cultured in a three-dimensional (3D) hydrogel scaffold composite. As an additional treatment, mechanical stimulation was applied in a custom-made bioreactor. SOX9 increased the expression level of its known target genes, as well as its cofactors: the long form of SOX5 and SOX6. However, it was unable to increase the synthesis of sulfated glycosaminoglycans (GAGs). Mechanical stimulation slightly enhanced collagen type X and increased lubricin expression. The combination of SOX9 and mechanical load boosted GAG synthesis as shown by (35)S incorporation. GAG production rate corresponded well with the amount of (endogenous) transforming growth factor-beta1. Finally, cartilage oligomeric matrix protein expression was increased by both treatments. These findings provide insight into the mechanotransduction of mesenchymal stem cells and demonstrate the potential of a transcription factor in stem cell therapy.