Variantes no gene MBL2 codificador da Lectina Ligante de Manose (MBL): implicações na leishmaniose visceral humana

A leishmaniose visceral (LV) ou calazar é uma doença endêmica, crônica, grave e de alta letalidade se não tratada. Os estudos apontam a proteína Lectina Ligante de Manose (MBL), codificada pelo gene MBL2, como uma peça-chave na imunidade inata, dada a sua função no reconhecimento microbiano, na eliminação, inflamação e morte celular. Neste trabalho realizamos um estudo do tipo caso-controle que teve como objetivo investigar a associação entre variantes no gene MBL2 e a suscetibilidade à LV em indivíduos residentes em áreas endêmicas da Ilha de São Luís-MA. A amostra foi constituída por 322 indivíduos, sendo 161 casos com LV, não aparentados, de ambos os sexos, residentes em áreas endêmicas da doença na Ilha de São Luís e 161 controles saudáveis, não infectados e não aparentados da mesma região. A identificação dos casos de LV se deu por meio do contato constante com os principais hospitais e ambulatórios de referência para a doença na cidade. Também foram feitas buscas de pacientes com LV em ambiente domiciliar, a partir de registros da FUNASA-MA. A análise molecular consistiu na genotipagem de 6 variantes localizadas na região promotora [posições -550 (C>G), -221(G>C), +4(C>T)] e codificadora [códons 52 (C>T), 54 (G>A) e 57 (G>A)] do gene MBL2, através da reação em cadeia da polimerase e sequenciamento automático. A dosagem da proteína MBL no soro foi realizada pelo teste de ELISA. Verificamos que os fenótipos MBL dependem do conjunto de alelos presentes no gene MBL2, sendo nítido o efeito que as variantes defectivas causam nos níveis da proteína. Não encontramos diferença significativa entre casos e controles em relação à distribuição dos genótipos MBL2 e dos níveis séricos de MBL. As frequências alélicas das variantes exônicas na amostra total mostram que o alelo A é o mais comum (74,8%) e que os alelos defectivos (B, C e D) se encontram principalmente em heterozigose (36,6%), o que reforça a ideia de que alelos MBL2 defectivos são mantidos na população por conferirem vantagem seletiva aos heterozigotos. Em relação aos 3 principais polimorfismos existentes na região promotora, verificamos ser a variante -221G (Y) a mais frequente (88%) seguida de +4C (P) (73%) e de -550C (L) (67%). Identificamos oito haplótipos em MBL2 num total de 644 cromossomos avaliados, em 30 combinações diferentes, sendo HYPA e LYQA os mais frequentes e HYPD e HYPB os mais raros. Todos os portadores de combinações de haplótipos homozigotos para alelos defectivos apresentaram níveis séricos de MBL indetectáveis. Os genótipos LYQA/LYQA e HYPA/HYPA apresentaram as maiores concentrações médias de MBL no soro. A combinação entre SNPs no éxon 1 e na região promotora do gene MBL2 resulta em grande variação nas concentrações de MBL em indivíduos saudáveis. Consideramos que o conjunto de dados gerados é uma contribuição valiosa que poderá ser expandida para outros cenários.

Avaliação da biocompatibilidade e da propriedade bactericida de nanotubos de dióxido de titânio impregnados com lectina e nanopartículas de prata para aplicações biomédicas

O titânio e suas ligas são os materiais mais comumente utilizados na substituição de tecidos duros por possuírem resistência mecânica, biocompatibilidade, resistência à corrosão e fácil manipulação. Embora o titânio possua várias vantagens sobre outros biomateriais, seu uso em longo prazo pode ocasionar problemas de rejeição. A modificação da superfície do titânio a fim de criar microrrugosidades é uma estratégia efetiva para melhorar a adesão e proliferação celular sobre implantes. Quando um implante danifica ou invade as barreiras epitelial e das mucosas, pode servir como reservatório para microrganismos e desta forma predispor à infecção. Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi modificar a superfície do titânio, utilizando nanopartículas de prata (Ag) e lectina, a fim de melhorar a sua biocompatibilidade e conferir propriedades antimicrobianas a este material. O racional por trás destas mudanças é que a criação de uma topografia em nanoescala pode contribuir para mimetizar o ambiente celular melhorando a osseointegração e diminuindo o risco de infecção. Em nosso estudo, nanotubos de dióxido de titânio (NTs-TiO2) com estrutura bem distribuída e organizada, com diâmetro em torno de 70–80nm, foram sintetizados por anodização eletroquímica e decorados com nanopartículas de Ag usando a técnica de layer-by-layer (LbL), enquanto a lectina do peixe Oreochromis niloticus (OniL) foi incorporada aos NTs-TiO2 por spin coating. Estas amostras foram caracterizadas e avaliadas quanto a sua citotoxidade, adesão celular, potencial osteogênico e atividade bactericida. Nossos resultados mostraram que tanto as nanopartículas de Ag, como a Onil foram incorporadas com sucesso à superfície dos NTs-TiO2. Entretanto nossas preparações de LbL não foram capazes de melhorar a biocompatibilidade ou inibir o crescimento de bactérias nos NTs-TiO2. Por outro lado, a funcionalização dos NTs-TiO2 com a OniL induziu eficientemente a adesão e proliferação dos osteoblastos. Nossos resultados apontam para o uso da lectina OniL para melhorar a qualidade dos implantes de NT-TiO2 existentes.

Avaliação do efeito citotóxico da lectina da esponja marinha Cliona varians contra células de leucemia mielóide crônica

In this study, a BCR-ABL expressing human chronic myelogenous leukaemia cell line (K562) was used to investigate the antitumoral potential of a novel lectin (CvL) purified from the marine sponge Cliona varians. CvL inhibited the growth of K562 cells with an IC50 value of 70 g/ml, but was ineffective to normal human peripheral blood lymphocytes in the same range of concentrations tested (180 g/ml). Cell death occurred after 72 h of exposure to the lectin and with sign of apoptosis as analysed by DAPI staining. Investigation of the possible effectors of this process showed that cell death occurred in the presence of Bcl-2 and Bax expression, and involved a caspase-independent pathway. Confocal fluorescence microscopy indicated a major role for the lysosomal protease cathepsin B in mediating cell death. Accordingly, pre-incubation of K562 cells with the cathepsin inhibitor L-trans-epoxysuccinyl-L-leucylamido-(4-guanidino)butane (E-64) abolished the cytotoxic effect of CvL. Furthermore, we found upregulation of tumor necrosis factor receptor 1 (TNFR1) and down-modulation of p65 subunit of nuclear factor kappa B (NFB) expression in CvL-treated cells. These effects were accompanied by increased levels of p21 and downmodulation of pRb, suggesting that CvL is capable of cell cycle arrest. Collectively, these findings suggest that cathepsin B acts as death mediator in CvL-induced cytotoxicity possibly in a still uncharacterized connection with the membrane death receptor pathway

Uma Lectina D-lactose específica da esponja marinha Cinachyrella apion: purificação, caracterização e interação com Leishmania chagasi

Four different sponge species were screened using Ouchterlony agarose gel and immunodiffusion tests to identify cross-reactivity with the polyclonal antibody IgG anti-deglicosilated CvL, a lectin from Cliona varians. Crude extract from the sponge Cinachyrella apion showed cross-reactivity and also a strong haemmaglutinating activity towards human erythrocytes of all ABO groups. Thus, it was submitted to acetone fractionation, IgG anti-deglicosilated CvL Sepharose affinity chromatography, and Fast Protein Liquid Chromatography (FPLC-AKTA) gel filtration on a Superose 6 10 300 column to purify a novel lectin. C. apion lectin (CaL) agglutinated all types of human erythrocytes with preference for papainized type A and O erythrocytes. The haemagglutinating activity is independent of Ca2+, Mg2+ and Mn2+ ions, and it was strongly inhibited by the disaccharide D-lactose, up to a minimum concentration of 6.25 mM. CaL molecular mass determined by FPLC-AKTA gel filtration on a Superose 12 10 300 column and SDS gel electrophoresis was approximately 124 kDa, consisting of eight subunits of 15.5 kDa, assembled by hydrophobic interactions. The lectin was relatively heat- and pH-stable. Leishmania chagasi romastigotes were agglutinated by CaL, indicating that lactose receptors could be presented in this parasite stage. These findings are indicative of the physiological defense roles of CaL and its possible use in the antibiosis of pathogenic protozoa

Purificação, caracterização e efeitos imunomodulatório e antiproliferativo de uma lectina do fungo Clavaria cristata (Holmsk.) Pers

A 140,0 kDa lectin was purified and characterized from the mushroom Clavaria cristata. The purification procedures from the crude extract of the mushroom comprised gel filtration chromatography on Sephacryl s200 and ion exchange on Resource Q column. The purified lectin agglutinated all types of human erythrocytes with preference for trypsinized type O erythrocytes. The haemagglutinating activity is dependent of Ca 2+ ions and was strongly inhibited by the glycoprotein bovine submaxillary mucin (BSM) up to the concentration of 0, 125 mg/mL. The C. cristata lectin (CcL) was stable in the pH range of 2,5-11,5 and termostable up to 80 °C. CcL molecular mass determined by gel filtration on a Superose 6 10 300 column was approximately 140,3 kDa. SDS polyacrilamide gel electrophoresis revealed a single band with a molecular mass of approximately 14,5 kDa, when the lectin was heated at 100 ⁰C in the presence or absence of β-mercaptoethanol. CcL induced activation of murine peritoneal macrophages in vitro resulting in the release of nitric oxide (NO), reaching the maximum production at 24 h. In experimental paw oedema model in mice, CcL showed proinflammatory activity being able to induce oedema formation. Cell viability of HepG2, MDA 435 e 3T3 cell lines was examined after 72 h of incubation with CcL in different concentrations (0,5-50 μg/mL). CcL inhibited HepG2 cells growth with an IC50 value of 50 μg/mL. In the present work, the observed immunomodulatory and antiproliferative effects indicate CcL as a possible immunomodulator compound, interfering in the macrophages immune response, taking possible anti-parasitic, anti-tumoral effects or diagnostic and/or therapeutic

Indução de morte celular em células de adenocarcinoma cervical humano (HeLa) pela lectina da esponja Cinachyrella apion (CaL)

Cancer is a term used to represent a set of more than 100 diseases, including malignant tumors from different locations. The malignancies are the second leading cause of death in the population, representing approximately 17% of deaths of known cause. Strategies that induce differentiation have had limited success in the treatment of established cancers. In this work, a lectin purified from the marine sponge Cinachyrella apion (CaL) was evaluated due to its hemolytic, cytotoxic and antiproliferative properties, besides the ability to induce cell death via apoptosis in tumor cells. The antiproliferative activity of CaL was tested against cell lines, with the highest inhibition of tumor growth for HeLa, reducing cell growth at a dose dependent manner, with a concentration of 10 μg/mL. The hemolytic activity and toxicity against peripheral blood cells were tested using the concentration of IC50 for both trials and twice the IC50 for analysis in flow cytometry, indicating that CaL is not toxic to these cells. To assess the mechanism of cell death caused by CaL in HeLa cells, we performed flow cytometry and western blotting. The results showed the lectin probably induces cell death by apoptosis activation by pro-apoptotic protein Bax, promoting mitochondrial membrane permeabilization, cell cycle arrest in S phase, with accumulation of cells of approximately 57% in this phase, and acting as both dependent and/or independent of caspases pathway. These results suggest that CaL has the potential to be used as drug treatment against cancer.

Lectina da esponja marinha Tedania ignis: purificação, caracterização e interação com leishmanias

Lectin obtained from the marine sponge Tedania ignis was purified and characterized by extraction of soluble proteins (crude extract) in 50mM Borax, pH 7.5. The purification procedure was carried out by crude extract precipitation with ammonium sulfate 30% (FI). The precipitated was resuspended in the same buffer and fractionated with acetone 1.0 volume (F1.0). A lectin was purified from this specific fraction by using an affinity chromatography Sepharose 6B. This lectin preferentially agglutinated human erythrocytes from B type previously treated with papain enzyme. The hemagglutinating activity lectin was dependent of divalent Mn2+ cation and was inhibited by the carbohydrates galactose, xylose and fructose. SDS-PAGE analysis indicated a molecular mass of the lectin around 45 kDa. This protein showed stability until 40°C for 1 h. Further, it showed activity between pH 2.5 and 11.5, with an enhanced activity at pH 7.5. Leishmania chagasi promastigotes stained with Coomassie brilliant blue R-250 were agglutinated by F1,0 and in the presence of galactose this interaction was abolished. These results show that this lectin could be implicated in defense procedures and it will can be used as biological tools in studies with this protozoon

Efeito pró-inflamatório de uma lectina purificada da esponja marinha Cliona varians

A galactose and sucrose specific lectin from the marine sponge Cliona varians named CvL was purified by acetone fractionation followed by Sepharose CL 4B affinity chromatography. Models of leukocyte migration in vivo were used to study the inflammatory activity of CvL through of mouse paw oedema and peritonitis. Effect of CvL on peritoneal macrophage activation was analyzed. Effects of corticoids and NSAIDS drugs were also evaluated on peritonitis stimulated by CvL. Results showed that mouse hind-paw oedema induced by sub plantar injections of CvL was dependent dose until 50µg/paw. This CvL dose when administered into mouse peritoneal cavities induced maxima cell migration (9283 cells/µL) at 24 hours after injection. This effect was preferentially inhibited by incubation of CvL with the carbohydrates D-galactose followed by sucrose. Pre-treatment of mice with 3% thioglycolate increases the peritoneal macrophage population 2.3 times, and enhanced the neutrophil migration after 24h CvL injection (75.8%, p<0.001) and no significant effect was observed in presence of fMLP. Finally, Pre-treatment of mice with dexamethason (cytokine antagonist) decreased 65.6%, (p<0.001), with diclofenac (non-selective NSAID) decreased 34.5%, (p<0.001) and Celecoxib (selective NSAID) had no effect on leukocyte migration after submission at peritonitis stimulated by CvL, respectively. Summarizing, data suggest that CvL shows pro-inflammatory activity, inducing neutrophil migration probably by pathway on resident macrophage activation and on chemotaxis mediated by cytokines

Avaliação do potencial de mutagenicidade e toxidade da lectina hipoglicemiante de folha de Bauhinia monandra (pata-de-vaca)

Medicinal plants have been used since antiquity to treat various human diseases. The leaves of Bauhinia monandra are widely used in Brazil as herbal remedies in the treatment of Diabetes Mellitus. From the leaves of B. monandra was purified a galactose-specific lectin, called BmoLL, which also showed a significant hypoglycemic capacity. Following the proposed rules by decree No 116 of 1996/08/08 of the Ministry of Health of Brazil, the study aimed to evaluate the potential for toxicity and mutagenicity of BmoLL from the use of tests with Escherichia coli strain CC104 (Forward mutagenesis assay) with Salmonella typhimurium strain TA (Kado test), with plasmid pBCKS (Break occurrences in plasmid DNA) and enzyme exonuclease III (Search of abasic sites). The results demonstrated that the lectin was unable to increase the frequency of reverse mutation of strains of S. typhimurium, with and without metabolic activity. However, a significant decrease in the frequency of spontaneous mutation was observed in strains of E. coli, especially in poor repair (CC104mutMmutY), indicating an antioxidant potential of the lectin. BmoLL is unable to generate genotoxic and cytotoxic damage, based on the concentrations and the tests performed

Identificação e análise de polimorfismos no gene que codifica a Lectina ligante de Manose (MBL) na espécie Canis lúpus familiaris

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB

Estudo da equivalência entre a lectina artin M obtida a partir da semente da jaca e a sua forma recombinante na afinidade por glicanas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Pesquisa de mutação do gene predito da lectina ligante de manose em cães: comparação entre dois alvos para diagnóstico molecular de leishmaniose visceral canina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudos estruturais de uma lectina presente em sementes de Lotus tetragonolobus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da susceptibilidade à infecção pelo HIV-1 e da progressão da AIDS em associação ao polimorfismo no gene Mbl (Lectina Ligadora de Manose)

As baixas concentrações séricas de Lecitina Ligante de Manose (MBL) estão associadas com a presença das variantes alélicas Mbl-*B, Mbl-*C e Mbl-*D, e resultam em um aumento na susceptibilidade a infecções recorrentes. No presente estudo foi investigada a associação entre o polimorfismo no gene Mbl e a susceptibilidade à infecção pelo HIV-1. Um fragmento de 349 pb do exon 1 do gene Mbl foi amplificado por PCR e, posteriormente, submetido à análise de restrição com as endonucleases BanI e MboII, para a identificação dos alelos. A avaliação de 145 pacientes soropositivos e de 99 controles mostrou a presença dos alelos Mbl-*A, Mbl-*B e Mbl-*D, cujas freqüências foram de 69%, 22% e 9% no grupo de pacientes e de 70,2%, 13,6% e 16,2% entre os controles. A análise das freqüências genotípicas mostrou uma maior prevalência dos genótipos com a variante alélica Mbl-*B entre os pacientes soropositivos quando comparadas à do grupo controle. Ademais, o genótipo B/B foi seis vezes mais freqüente no grupo de pacientes infectados (χ²=4,042; p=0,044). A média da carga viral plasmática foi menor nos pacientes HIV-1 soropositivos, portadores do alelo Mbl-*A, quando comparado aos pacientes soropositivos apresentando a variante alélica Mbl-*B (5.821 cópias/mL x 52.253 cópias/mL; p= 0,05). Ademais os pacientes portadores do alelo Mbl-*A apresentaram uma significativa redução da viremia plasmática (p<0,001), o que não foi observado para os portadores da variante Mbl-*B (p=0,999). Esses resultados sugerem a importância do polimorfismo no gene Mbl na evolução clínica do paciente infectado pelo HIV-1 e que a identificação do perfil genético do gene Mbl, em portadores da infecção pelo HIV-1, pode ser importante na avaliação da evolução e do prognóstico da doença.

Polimorfismo do éxon 1 do gene da lectina ligadora de manose (MBL) em indivíduos expostos à malária causada por Plasmodium vivax

Neste estudo analisamos a freqüência de polimorfismos no éxon 1 do gene 2 da lectina Ligadora de manose (MBL) em indivíduos expostos à malária causada por Plasmodium vivax. Foram analisadas amostras de 81 indivíduos primoinfectados e 250 não infectados. Os indivíduos não infectados constituíram dois grupos, um que relatou nunca ter tido malária e o outro que teve de 1 a 4 ou mais episódios da doença. No grupo infectado, foi investigada a associação entre os polimorfismos e a suscetibilidade à infecção, a intensidade dos sinais e sintomas clínicos e a parasitemia. As mutações foram identificadas por reação em cadeia da polimerase e análise de restrição. O grupo infectado apresentou distribuição de freqüências alélicas e genotípicas diferente do grupo não infectado. As freqüências dos alelos MBL*A, MBL*B, MBL*C e MBL*D nos indivíduos infectados foram 64,20%, 19,75%, 0,00% e 15,43%, nos não infectados que nunca tiveram malária as freqüências foram 72,96%, 14,80%, 3,06% e 9,18%, e nos não infectados que relataram episódio prévio de malária as freqüências foram 74,67%, 14,81%, 2,30% e 8,22%, respectivamente. O alelo MBL*B foi associado à sintomatologia intensa e ao aumento na parasitemia, enquanto o alelo MBL*D foi associado às parasitemias mais baixas. No grupo não infectado, a distribuição das freqüências alélicas e genotípicas variou com o número de episódios e o tempo decorrido após o último episódio de malária. As variantes MBL*B e MBL*D contribuíram para essa variação. Esse foi o primeiro estudo para avaliar o impacto desses polimorfismos do gene da lectina ligadora de manose na resposta imune inata em indivíduos expostos naturalmente à malária causada por Plasmodium vivax.