Functional and structural studies of two enzymes: membrane bound kinase and Z-DNA/Z-RNA-binding protein

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Sistemas de Bioengenharia

Quantification of HIV-1 viral RNA in the blood in needles used for venous puncture in HIV-infected individuals

INTRODUCTION: Occupational HIV infection among healthcare workers is an important issue in exposures involving blood and body fluids. There are few data in the literature regarding the potential and the duration of infectivity of HIV type 1 (HIV-1) in contaminated material under adverse conditions. METHODS: We quantified HIV-1 viral RNA in 25×8mm calibre hollow-bore needles, after punctures, in 25 HIV-1-infected patients selected during the sample collection. All of the patients selected were between the ages of 18 and 55. Five samples were collected from 16 patients: one sample for the immediate quantification of HIV-1 RNA in the plasma and blood samples from the interior of 4 needles to be analyzed at 0h, 6h, 24h, and 72h after collection. In nine patients, another test was carried out in the blood from one additional needle, in which HIV-1 RNA was assessed 168h after blood collection. The method used to assess HIV-1 RNA was nucleic acid sequence-based amplification. RESULTS: Up to 7 days after collection, HIV-1 RNA was detected in all of the needles. The viral RNA remained stable up to 168h, and there were no statistically significant differences among the needle samples. CONCLUSIONS: Although the infectivity of the viral material in the needles is unknown, the data indicate the need to re-evaluate the practices in cases of occupational accidents in which the source is not identified.

Indeterminate RIBA results were associated with the absence of hepatitis C virus RNA (HCV-RNA) in blood donors

Introduction: Hepatitis C virus (HCV) infection is diagnosed by the presence of antibodies and is supplemented by confirmatory testing methods, such as recombinant immunoblot assay (RIBA) and HCV-RNA detection. This study aimed to evaluate the efficacy of RIBA testing to diagnose HCV infection in blood donors positive for anti-HCV antibodies. Methods: A total of 102 subjects positive for anti-HCV determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) at the Hematology and Hemotherapy Foundation of Bahia (HEMOBA) were later assessed with new samples using the Abbott Architect anti-HCV test (Abbott Diagnostics, Wiesbaden, Germany), the RIBA III test (Chiron RIBA HCV 3.0 SIA, Chiron Corp., Emeryville, CA, USA), the polymerase chain reaction (PCR; COBAS® AMPLICOR HCV Roche Diagnostics Corp., Indianapolis, IN, USA) and line probe assay (LiPA - Siemens, Tarrytown, NY, USA) genotyping for HCV diagnosis. Results: Of these new samples, 38.2% (39/102) were positive, 57.8% (59/102) were negative and 3.9% (4/102) were indeterminate for anti-HCV; HCV-RNA was detected in 22.5% (23/102) of the samples. RIBA results were positive in 58.1% (25/43), negative in 9.3% (4/43) and indeterminate in 32.6% (14/43) of the samples. The prevailing genotypes were 1 (78.3%, 18/23), 3 (17.4%, 4/23) and 2 (4.3%, 1/23). All 14 samples with indeterminate RIBA results had undetectable viral loads (detection limit ≤50 IU/mL). Of these samples, 71.4% (10/14) were reevaluated six months later. Eighty percent (8/10) of these samples remained indeterminate by RIBA, and 20% (2/10) were negative. Conclusions: In this study, individuals with indeterminate RIBA results had no detectable HCV-RNA.

ESTUDOS ECOFISIOLÓGICOS DE Orchidaceae DA AMAZÔNIA. II - ANATOMIA ECOLÓGICA FOLIAR DE ESPÉCIES COM METABOLISMO CAM DE UMA CAMPINA DA AMAZÔNIA CENTRAL

Este trabalho é o segundo de uma série que objetiva correlacionar a anatomia foliar e via de fixação de C02 com a distribuição geográfica de Orchidaceae e especificamente, detectar a existência de suculência nas espécies estudadas e também qualificá-las na classificação anatômica de WITHNER et al.(1974). Enfoca-se características anatômicas que possivelmente se relacionariam com o xeromorfismo habitacional e/ou escleromorfismo nutricional e via fotossintética CAM, e estas estabeleceriam uma sindrome adaptativa para o efetivo controle do fluxo hídrico no limbo foliar, dando para as espécies condições para a colonização de ambientes mais xéricos como os da Campina aberta. Detectou-se a presença de suculência anatômica propícia para a ocorrência do metabolismo CAM, sendo que as folhas foram classificadas como sendo do tipo Coriáceas.

Clinical characteristics of women diagnosed with carcinoma who tested positive for cervical and anal high-risk human papillomavirus DNA and E6 RNA

High-risk human papillomavirus (hrHPV) is an essential cause of cervical carcinoma and is also strongly related to anal cancer development. The hrHPV E6 oncoprotein plays a major role in carcinogenesis. We aimed to evaluate the frequency of hrHPV DNA and E6 oncoprotein in the anuses of women with cervical carcinoma. We analyzed 117 women with cervical cancer and 103 controls for hrHPV and the E6 oncogene. Positive test results for a cervical carcinoma included 66.7 % with hrHPV-16 and 7.7 % with hrHPV-18. One case tested positive for both HPV variants (0.9 %). The samples from the anal canal were positive for HPV-16 in 59.8 % of the cases. Simultaneous presence of HPV in the cervix and anal canal was found in 53.8 % of the cases. Regarding expression of E6 RNA, positivity for HPV-16 in the anal canal was found in 21.2 % of the cases, positivity for HPV-16 in the cervix was found in 75.0 %, and positivity for HPV-18 in the cervix was found in 1.9 %. E6 expression in both the cervix and anal canal was found in 19.2 % of the cases. In the controls, 1 % tested positive for HPV-16 and 0 % for HPV-18. Anal samples from the controls showed a hrHPV frequency of 4.9 % (only HPV16). The presence of hrHPV in the anal canal of women with cervical cancer was detected at a high frequency. We also detected E6 RNA expression in the anal canal of women with cervical cancer, suggesting that these women are at risk for anal hrHPV infection.

RNA-seq analysis of the Quercus suber root response to drought

Dissertação de mestrado em Plant Molecular Biology, Biotechnology and Bioentrepreneurship

Ausência de efeito do captopril no metabolismo de uma emulsão lipídica artificial semelhante aos quilomícrons em pacientes hipertensos e hipercolesterolêmicos

OBJETIVO: Avaliar o efeito do captopril, sobre o metabolismo dos quilomícrons e de seus remanescentes e as possíveis alterações nas concentrações dos lípides plasmáticos em hipertensos e hipercolesterolêmicos. MÉTODOS: O metabolismo dos quilomícrons foi testado pelo método da emulsão lipídica artificial de quilomícrons marcada com 3H-oleato de colesterol, foi injetada intravenosamente em 10 pacientes com hipertensão arterial leve-moderada antes e após 45 dias de tratamento com captopril (50 mg/dia). Após injeção, foram coletadas amostras de sangue durante 60min em intervalos de tempo pré-estabelecidos para determinar a curva de decaimento e a taxa fracional de remoção (TFR em min-1), bem como o tempo de residência no plasma, da emulsão lipídica artificial, por análise compartimental. As concentrações dos lípides do plasma também foram avaliadas antes e após o tratamento. RESULTADOS: A taxa fracional de remoção (em min-1) da emulsão lipídica antes e após o tratamento com captopril (0,012±0,003 e 0,011±0,003, respectivamente; p=0,85, n.s.) ou o tempo de permanência da emulsão no plasma (83,3±20,8 e 90,9± 22,5 min, n.s.) não se alteraram, mas os níveis de colesterol total e de LDL-c reduziram-se em 7% e 10% respectivamente (p=0,02). As concentrações de HDL-c, triglicérides, Lp(a) e apolipoproteínas AI e B não se modificaram. CONCLUSÃO: O tratamento com captopril, avaliado pelo método da emulsão lipídica artificial, não provoca alterações deletérias no metabolismo dos quilomícrons e seus remanescentes.

Compromiso del metabolismo del hierro en pacientes con enfermedad renal asociada a la infección por VIH

En la infección por VIH, se ha descripto un espectro de enfermedades renales, tales como: falla renal aguda y falla renal crónica debida a glomeruloesclerosis, enfermedad por complejos inmunes y microangiopatía trombótica. La enfermedad renal pueden ser consecuencia de la infección directa de los riñones por el VIH, de coinfecciones o neoplasias o de toxicidad de medicamentos utilizados en el tratamiento de la infección y sus complicaciones. La enfermedad renal asociada a la infección por VIH potencialmente puede exacerbar alteraciones en el metabolismo del hierro que son detectados en individuos con infección pero sin enfermedad renal. El presente proyecto de investigación tiene por objeto principal evaluar parámetros del metabolismo del hierro en pacientes con enfermedad renal asociada a la infección por VIH e identificar marcadores de predicción de enfermedad renal en individuos con infección por VIH. Para ello, se estudiarán individuos en distintos estadíos clínicos e inmunológicos de la infección por VIH en quienes se evaluarán parámetros virológicos, inmunológicos, hematológicos, de función renal y proteínas de fase aguda. Si bien, la incidencia de enfermedad renal ha disminuido debido al uso de la terapia antiretroviral, la prevalencia de enfermedad renal crónica se mantiene elevada. Debido a la mayor expectativa de vida que ha supuesto el tratamiento antiretrovial, transformando a la infección por VIH en una enfermedad crónica, se estima un incremento de enfermedad renal en esta población en las próximas décadas.

Consecuencias del metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa : Respuestas adaptativas en microorganismos

Objetivos Generales: Mediante el abordaje experimental desde el punto de vista fisiológico, bioquímico y molecular se pretende conocer la respuesta adaptativa de P. aeruginosa frente a diferentes estímulos ambientales tales como osmolaridad, pH y distintos tipos de ayuno nutricional. Objetivos Específicos: Aspectos Bioquímicos a) Se continuarán los estudios de las propiedades cinéticas y fisicoquímicas de la fosforilcolina fosfatasa de P. aeruginosa. b) Se caracterizarán los sistemas de transporte en P. aeruginosa para: compuestos de amonio cuaternario (colina, betaína, carnitina, N-trimetillisina); aminoácidos básicos (lisina, arginina) y ácidos (glutámico); poliaminas y Pi. Se tratará de establecer la presencia o ausencia de proteínas unidoras periplásmicas para estos compuestos. c) Se tratará de establecer la relación entre el metabolismo de colina y otros compuestos de amonio cuaternario con el metabolismo del ácido glutámico y trealosa en P. aeruginosa crecidas en medios iso e hiperosmolares obtenidos con soluciones salinas y solutos no ionizables. d) Se tratará de establecer en P. aeruginosa el recambio o destino metabólico del Pi y colina que se produce cuando la bacteria se enfrenta a diferentes situaciones nutricionales y otros tipos de estímulos tales como pHs extremos y distinta osmolaridad, tanto a nivel de proteínas periplásmicas, citosólicas, de membranas interna y citosólica, fosfolípidos, glucofosfolípidos, glucolípidos y lipopolisacáridos (LPS) y compuestos fosforilados de bajo peso molecular, ej. acetilfosfato, alarmonas, etc. Aspectos Genéticos y Moleculares a) Se obtendrán mutantes de P. aeruginosa con fenotipos característicos relacionados con los puntos anteriores. (...) b) Se construirá la librería genómica de P. aeruginosa en cósmido, plásmido y cDNA. Posteriormente se pretende la identificación, clonado y secuenciación de los genes relacionados con: 1) La síntesis de la fosfatasa ácida, colinesterasa y PLC. 2) El transporte de compuestos de amonio cuaternario, teniendo en cuanta que, al menos para colina, existen dos componententes, uno de alta y otro de baja afinidad. 3) La síntesis de las enzimas responsables de la oxidación de colina hasta betaína, vía la formación de aldehído de betaína. (...) 4) La síntesis de las enzimas responsables de la degradación de betaína hasta glicina. (...) 5) La síntesis de las enzimas responsables del metabolismo de carnitina en condiciones de alta y baja osmolaridad. (...) 6) La adaptabilidad de la bacteria al pH en condiciones de baja osmolaridad. (...)

Aspectos moleculares del metabolismo de colina en Pseudomona aeruginosa

Con la realización de este proyecto se pretende contribuir al conocimiento del metabolismo de colina y de otros compuestos de amonio cuaternario en Pseudomonas aeruginosa . Se enfocará el estudio mediante el abordaje microbiológico y molecular. Se buscarán, mediante mutagénesis química y transposicional, cepas bacterianas alteradas en el metabolismo de colina. Se tendrán en cuenta las que presenten fenotipos negativos en su capacidad de producir fosfatasa ácida, de transportar colina y de osmoprotegerse con betaína. Se caracterizarán las mutantes obtenidas anteriormente a este proyecto (cepa Pa10 y Pa5, afectadas en actividad betaína homocisteína metiltransferasa y colinesterasa, respectivamente) y las próximas por obtener en el laboratorio. Se procederá al análisis molecular mediante el rescate del gen interrumpido por Tn5-751 o Tn5-phoA. Se construirán sondas específicas para tal fin. Se realizarán estudios de complementación en E. coli DH5, utilizando vectores adecuados, mediante técnicas ampliamentes citadas en la bibliografía. Nuestra principal intención es demostrar si existe una relación entre los operones involucrados en la degradación de colina (genes chu), la síntesis de ChE, Ac.Pasa y PLC con los regulones involucrados en la disponibilidad de fosfato (Pho) y de nitrógeno (Ntr).

Metabolismo de lípidos y fosforilación proteica en Trypanosoma cruzi: su relación con la respuesta celular

Se propone un estudio en Trypanosoma cruzi , de aquellos procesos celulares que conducen a determinadas respuestas fisiológicas después de estímulos acoplados a receptores, tal como ocurre en eucariotas superiores. Debido a que dicha respuesta puede implicar cambios transitorios en la composición lipídica y en la fosforilación de proteínas se pretende continuar con el proyecto iniciado anteriormente, para dilucidar algunos aspectos de la regulación del ciclo del inositol fosfato. Para ello se caracterizará funcionalmente el ciclo en formas epimastigotes del parásito y se determinará el compromiso de los fosfogliceridos (específicamente los fosfonositidos) y lípidos neutros (diacilglicerol) con la respuesta celular frente a carbacol y al péptido sintético (1-40) que posee residuos del extremo amino terminal de la alfa D-globina de pollo. Con el propósito de determinar el papel que juega el IP3 como segundo mensajero en T. cruzi y sus consecuencias en la señal de calcio intracelular se estudiará el origen del incremento del ion después de los estímulos extracelulares mencionados anteriormente.

Metabolismo de las Purinas y Pirimidinas: Errores hereditarios primarios y alteraciones secundarias en otros defectos genéticos

En este trabajo se propuso el estudio de los desórdenes genéticos en el metabolismo de las purinas (Pu) y pirimidinas (Pi), debido a que dentro del amplio espectro de enfermedades metabólicas hereditarias (EMH) que fueron identificándose en nuestro medio no se incluían estas entidades, probablemente por el desconocimiento de su existencia y también por la carencia de la metodología necesaria para su pesquisa. Hasta el presente fueron identificados veintitrés defectos hereditarios que involucran las enzimas esenciales del metabolismo de las Pu y Pi, diecisiete de ellos asociados con serias consecuencias clínicas; los sistemas frecuentemente afectados son: inmunológico, hematológico, neurológico y renal. Defectos enzimáticos en este metabolismo, como por ejemplo el de la enzima Tiopurina S-metiltransferasa (TPMT), pueden provocar también intolerancia al tratamiento de diversas enfermedades con drogas análogas a las Pu y Pi. Los principios de identificación de los desórdenes de las Pu y Pi comprenden la investigación del producto del gen anormal, es decir esencialmente la aplicación de la genética bioquímica que estudia: a) el defecto genético evaluando la consecuencia del bloqueo de la vía metabólica normal por deficiencia de los productos o por acumulación de los precursores de estos metabolitos; b) la actividad enzimática específica, la cual puede presentar una deficiencia total, parcial o sobreactividad. Además se puede aplicar la genética molecular, es decir la investigación de las mutaciones responsables del defecto metabólico de utilidad para la confirmación diagnóstica y para establecer correlaciones genotipo-fenotipo. El estudio abarcó tres áreas estrictamente relacionadas con el tópico central, el metabolismo de las Pu y Pi, y concatenadas en sus objetivos específicos: I. Investigación de las enfermedades genéticas de las Pu y Pi. Objetivo: - Reconocer las EMH-PuPi a través de un protocolo selectivo que permita definir las alteraciones bioquímicas, enzimáticas y moleculares en pacientes presuntos de padecer estos defectos. II. Investigación del polimorfismo genético de la TPMT en la población argentina. Objetivo: - Investigar el polimorfismo genético de la TPMT, fenotipo bioquímico (actividad enzimática) - genotipo (mutaciones), en la población argentina debido a que esta enzima es un excelente ejemplo del potencial impacto de la farmacogenética en medicina. II. Investigación de posibles mecanismos de excitotoxicidad y deficiencia energética en pacientes con diferentes EMH mediante el análisis de bases y nucleósidos en el LCR. Objetivo: - Establecer posibles interacciones entre otras vías comprometidas con la del metabolismo de las Pu y Pi en EMH de exacta nosología.

Regulación transcripcional y relación entre estructura y función de proteínas relacionadas con el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa. Transcriptional regulation and relationship between structure and function of proteins related with the choline metabolism in Pseudomonas aeruginosa.

El objetivo general de este proyecto es dilucidar los mecanismos de acción a nivel molecular de enzimas y proteínas involucradas en el metabolismo de colina en Pseudomonas aeruginosa, con énfasis en la identificación de residuos aminoacídicos críticos y regulación de la expresión de los genes en estudio. Los objetivos específicos que se palntean involucran abordajes bioquímicos y moleculares y serán llevados a cabo mediante técnicas de biología molecular y bioquímica (mutación sitio-dirigida, deleción génica, expresión y purificación de proteínas, fusión transcripcional a genes reporteros, etc). Planteo de hipótesis: las proteínas que se inducen por colina (fosforilcolina fosfatasa (PchP), fosfolipasa C (PlcH), acetilcolinestera (AchE), proteínas periplásmicas unidoras de colina (PUch) podrían compartir: a) una organización génica y responder a la regulación por proteínas regulatorias o a factores ambientales de manera similar; b) residuos aminoacídicos conservados que intervengan en la unión o interacción con diferentes ligandos, principalmente, colina. Para ello, se plantean los siguientes Objetivos Específicos: 1) identificar las zonas promotoras de los genes que codifican para PchP, PlcH, AchE y PUch, a fin de localizar posibles sitios de unión a proteínas reguladoras y los factores ambientales que afectan la actividad promotora. 2) determinar en las proteínas mencionadas los residuos aminoacídicos de importancia involucrados en la catálisis y en la interacción con ligandos, principalmente en la unión a compuestos de alquilamonio; 3) Se iniciarán estudios que demuestren la relación entre la inducción por colina de varios factores de patogenicidad la virulencia del microorganismo, empleando mutantes simples o múltiples en estos factores y como modelo de patogenicidad el nematodo C. elegans. A partir de los resultados obtenidos se pretende tener un conocimiento profundo sobre la regulación molecular y bioquímica de varias enzimas comprometidas en la patología que produce P. aeruginosa. Esto más el conocimiento de la fisiología de este microorganismo abre el camino para la búsqueda de posibles blancos de acción de drogas. Por otro lado, se espera tener un conocimiento integral sobre la regulación de la expresión de las actividades enzimáticas relacionadas con el metabolismo de colina y la respuesta de P. aeruginosa ante la presencia de compuestos de alquilamonio utilizados como nutrientes. Se espera conocer el papel que desempeña cada uno de los sitios de unión a los diferentes ligandos para el funcionamiento y control de las enzimas mencionadas y explicar el comportamiento diferencial de las enzimas frente a distintos sustratos y otros ligandos. El conocimiento de los sitios de unión a compuestos de alquilamonio permitirá encontrar esos dominios en diferentes proteínas del género Pseudomonas y otras bacterias Gram negativas. Desde el punto de vista evolutivo, se podrá comparar la similitud de los sitios de unión a colina entre proteínas de organismos eucariotas con procariotas (ej. PUch de bacterias Gram positivas, transportadores de colina, proteína C reactiva, AchE de eucariotas contra las encontradas en bacterias del género Pseudomonas, fosfolipasas A, C o D, etc.). Este proyecto permitirá concretar al menos dos tesis doctorales (Sanchez, Otero) más varios trabajos finales de grado (tesinas) que son y serán realizados por alumnos de la carrera de Microbiología en la UNRC. Les permitirá a los doctorandos y a los alumnos de grado adquirir una formación bastante integral ya que utilizarán herramientas de la fisiología general bacteriana, de la bioquímica clásica, de la biología molecular y de la bioinformática.