Recuperação e purificação do antígeno 503 de Leishmania i. chagasi expresso em E. coli e remoção de endotoxina utilizando adsorção em leito expandido

The growing interest and applications of biotechnology products have increased the development of new processes for recovery and purification of proteins. The expanded bed adsorption (EBA) has emerged as a promising technique for this purpose. It combines into one operation the steps of clarification, concentration and purification of the target molecule. Hence, the method reduces the time and the cost of operation. In this context, this thesis aim was to evaluate the recovery and purification of 503 antigen of Leishmania i. chagasi expressed in E. coli M15 and endotoxin removal by EBA. In the first step of this study, batch experiments were carried out using two experimental designs to define the optimal adsorption and elution conditions of 503 antigen onto Streamline chelating resin. For adsorption assays, using expanded bed, it was used a column of 2.6 cm in diameter by 30.0 cm in height coupled to a peristaltic pump. In the second step of study, the removal of endotoxin during antigen recovery process was evaluated employing the non-ionic surfactant Triton X-114 in the washing step ALE. In the third step, we sought developing a mathematical model able to predict the 503 antigen breakthrough curves in expanded mode. The experimental design results to adsorption showed the pH 8.0 and the NaCl concentration of 2.4 M as the optimum adsorption condition. In the second design, the only significant factor for elution was the concentration of imidazole, which was taken at 600 mM. The adsorption isotherm of the 503 antigen showed a good fit to the Langmuir model (R = 0.98) and values for qmax (maximum adsorption capacity) and Kd (equilibrium constant) estimated were 1.95 mg/g and 0.34 mg/mL, respectively. Purification tests directly from unclarified feedstock showed a recovery of 59.2% of the target protein and a purification factor of 6.0. The addition of the non-ionic surfactant Triton X-114 to the washing step of EBA led to high levels (> 99%) of LPS removal initially present in the samples for all conditions tested. The mathematical model obtained to describe the 503 antigen breakthrough curves in Streamline Chelanting resin in expanded mode showed a good fit for both parameter estimation and validation steps. The validated model was used to optimize the efficiencies, achieving maximum values of the process and of the column efficiencies of 89.2% and 75.9%, respectively. Therefore, EBA is an efficient alternative for the recovery of the target protein and removal of endotoxin from an E. coli unclarified feedstock in just one step.

Flightless, secreted through a late endosome/lysosome pathway, binds LPS and dampens cytokine secretion.

Flightless (Flii) is upregulated in response to wounding and has been shown to function in wound closure and scarring. In macrophages intracellular Flii negatively modulates TLR signalling and dampens cytokine production. We now show that Flii is constitutively secreted from macrophages and fibroblasts and is present in human plasma. Secretion from fibroblasts is upregulated in response to scratch wounding and LPS-activated macrophages also temporally upregulate their secretion of Flii. Using siRNA, wild-type and mutant proteins we show that Flii is secreted via a late endosomal/lysosomal pathway that is regulated by Rab7 and Stx11. Flii contains 11 leucine rich repeat (LRR) domains in its N-terminus that have nearly 50% similarity to those in the extracellular pathogen binding portion of Toll-like receptor 4 (TLR4). We show secreted Flii can also bind LPS and has the ability to alter macrophage activation. LPS activation of macrophages in Flii depleted conditioned media leads to enhanced macrophage activation and increased TNF secretion compared to cells activated in the presence of Flii. These results show secreted Flii binds to LPS and in doing so alters macrophage activation and cytokine secretion, suggesting that like the intracellular pool of Flii, secreted Flii also has the ability to alter inflammation.

Modulation of LPS-induced chorioamnionitis by ureaplasma parvum in sheep chorioamnionitis in sheep

ABSTRACT Objective: Ureaplasma parvum colonization in the setting of polymicrobial flora is common in women with chorioamnionitis, and is a risk factor for preterm delivery and neonatal morbidity. We hypothesized that ureaplasma colonization of amniotic fluid will modulate chorioamnionitis induced by E.coli lipopolysaccharide (LPS). Methods: Sheep received intra-amniotic (IA) injections of media (control) or live ureaplasma either 7 or 70d before delivery. Another group received IA LPS 2d before delivery. To test for interactions, U.parvum exposed animals were challenged with IA LPS, and delivered 2d later. All animals were delivered preterm at 125±1 day gestation. Results: Both IA ureaplasmas and LPS induced leukocyte infiltration of chorioamnion. LPS greatly increased the expression of pro-inflammatory cytokines and myeloperoxidase in leukocytes, while ureaplasmas alone caused modest responses. Interestingly, 7d but not 70d ureaplasma exposure significantly downregulated LPS induced pro-inflammatory cytokines and myeloperoxidase expression in the chorioamnion. Conclusion: U.parvum can suppress LPS induced experimental chorioamnionitis.

Alteration of the foetal skin's response to Lipopolysaccharide (LPS) following Ureplasma Parvum exposure

Early preterm birth (<32 weeks) is associated with in utero infection and inflammation. We used an ovine model of in utero infection to ask if exposure to Ureaplasma serovar 3 (UP) modulated the response of the fetal skin to LPS.

GEF-H1-RhoA signaling pathway mediates LPS-induced NF-κB transactivation and IL-8 synthesis in endothelial cells

Secretion of proinflammatory cytokines by LPS activated endothelial cells contributes substantially to the pathogenesis of sepsis. However, the mechanism involved in this process is not well understood. In the present study, we determined the roles of GEF-H1 (Guanine-nucleotide exchange factor-H1)-RhoA signalling in LPS-induced interleukin-8 (IL-8, CXCL8) production in endothelial cells. First, we observed that GEF-H1 expression was upregulated in a dose- and time-dependent manner as consistent with TLR4 (Toll-like receptor 4) expression after LPS stimulation. Afterwards, Clostridium difficile toxin B-10463 (TcdB-10463), an inhibitor of Rho activities, reduced LPS-induced NF-κB phosphorylation. Inhibition of GEF-H1 and RhoA expression reduced LPS-induced NF-κB and p38 phosphorylation. TLR4 knockout blocked LPS-induced activity of RhoA, however, MyD88 knockout did not impair the LPS-induced activity of RhoA. Nevertheless, TLR4 and MyD88 knockout both significantly inhibited transactivation of NF-κB. GEF-H1-RhoA and MyD88 both induced significant changes in NF-κB transactivation and IL-8 synthesis. Co-inhibition of GEF-H1-RhoA and p38 expression produced similar inhibitory effects on LPS-induced NF-κB transactivation and IL-8 synthesis as inhibition of p38 expression alone, thus confirming that activation of p38 was essential for the GEF-H1-RhoA signalling pathway to induce NF-κB transactivation and IL-8 synthesis. Taken together, these results demonstrate that LPS-induced NF-κB activation and IL-8 synthesis in endothelial cells are regulated by the MyD88 pathway and GEF-H1-RhoA pathway.

Altered formalin-induced pain and Fos induction in the periaqueductal grey of preadolescent rats following neonatal LPS exposure

Animal and human studies have demonstrated that early pain experiences can produce alterations in the nociceptive systems later in life including increased sensitivity to mechanical, thermal, and chemical stimuli. However, less is known about the impact of neonatal immune challenge on future responses to noxious stimuli and the reactivity of neural substrates involved in analgesia. Here we demonstrate that rats exposed to Lipopolysaccharide (LPS; 0.05 mg/kg IP, Salmonella enteritidis) during postnatal day (PND) 3 and 5 displayed enhanced formalin-induced flinching but not licking following formalin injection at PND 22. This LPS-induced hyperalgesia was accompanied by distinct recruitment of supra-spinal regions involved in analgesia as indicated by significantly attenuated Fos-protein induction in the rostral dorsal periaqueductal grey (DPAG) as well as rostral and caudal axes of the ventrolateral PAG (VLPAG). Formalin injections were associated with increased Fos-protein labelling in lateral habenula (LHb) as compared to medial habenula (MHb), however the intensity of this labelling did not differ as a result of neonatal immune challenge. These data highlight the importance of neonatal immune priming in programming inflammatory pain sensitivity later in development and highlight the PAG as a possible mediator of this process

Soft-particle model analysis of effect of LPS on electrophoretic softness of Acidithiobacillus ferrooxidans grown in presence of different metal ions

The effect of Surface lipopolysaccharides (LPS) on the electrophoretic softness and fixed charge density in the ion-penetrable layer of Acidithiobacillus ferrooxidans cells grown in presence of copper or arsenic ions have been discussed, The electrophoretic mobility data were analyzed using the soft-particle electrophoresis theory. Cell surface potentials of all the strains based on soft-particle theory were lower than those estimated using the conventional Smoluchowski theory, Exposure to metal ions increased the Surface electrophoretic softness with decrease in the fixed charge density. Effect of cell surface lipopolysaccharides on the model parameters are investigated and discussed.

Bactericidal/permeability increasing protein: A multifaceted protein with functions beyond LPS neutralization

Bactericidal permeability increasing protein (BPI), a 55-60kDa protein, first reported in 1975, has gone a long way as a protein with multifunctional roles. Its classical role in neutralizing endotoxin (LPS) raised high hopes among septic shock patients. Today, BPI is not just a LPS-neutralizing protein, but a protein with diverse functions. These functions can be as varied as inhibition of endothelial cell growth and inhibition of dendritic cell maturation, or as an anti-angiogenic, chemoattractant or opsonization agent. Though the literature available is extremely limited, it is fascinating to look into how BPI is gaining major importance as a signalling molecule. In this review, we briefly summarize the recent research focused on the multiple roles of BPI and its use as a therapeutic.

Avaliação in vitro da variação do torque de remoção de parafusos para fixação de pilares protéticos submetidos a ciclos de parafusamento e desparafusamento

O afrouxamento dos parafusos protéticos é descrito na literatura como uma das complicações mais frequentes das próteses sobre implantes. Durante sua confecção, os profissionais sentem necessidade de remover várias vezes as próteses e/ou componentes protéticos, soltando e re-apertando os parafusos repetidamente. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a variação do torque de remoção de parafusos de fixação de pilares protéticos a implantes osteointegráveis após sucessivos ciclos de parafusamento e desparafusamento. Outro objetivo foi avaliar a influência do hexágono da base do pilar no torque de remoção dos parafusos. Para isso, foram utilizados 20 implantes de plataforma regular com hexágono externo e 20 pilares protéticos sextavados, que foram parafusados aos implantes com um parafuso de titânio, aplicando-se a este um torque de 32Ncm, por meio de um torquímetro digital. Os conjuntos implante/pilar/parafuso foram divididos em dois grupos: (1) pilares cujo hexágono da base foram removidos e (2) pilares convencionais, com hexágono na base. Cada conjunto recebeu uma restauração provisória e foi submetido a ciclagem mecânica por 15 minutos. Depois, os parafusos foram removidos, medindo-se o torque de remoção. Esta sequência foi repetida dez vezes e então o parafuso foi trocado por outro sem uso, e mais um ciclo foi realizado. Uma análise de regressão linear demonstrou nos dois grupos uma queda do torque de remoção do parafuso ao longo dos repetidos ciclos de inserção/remoção. A comparação entre os coeficientes da regressão nos dois grupos não revelou diferença entre eles. Também não houve diferença entre as médias das 5 últimas repetições e o 11 ciclo, com o parafuso novo. Concluiu-se que (1) repetidos parafusamentos e desparafusamentos promoveram a diminuição progressiva do torque de remoção dos parafusos, (2) a troca do parafuso por outro sem uso após dez ciclos de inserção/remoção não aumentou sua resistência ao afrouxamento, e (3) a remoção do hexágono da base do pilar protético não exerceu nenhum efeito sobre o torque de remoção do parafuso.

Remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos por nanofiltração

O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos através de nanofiltração, com utilização de membrana de poliamida. A membrana utilizada constituída de poliamida apresentou uma boa permeabilidade hidráulica, constatada pela linearidade de fluxo com a variação de pressão de trabalho. Os metais estudados foram cobre, cádmio, zinco, chumbo e níquel com especiação de nitrato e sulfato. O desempenho do sistema foi verificado pela variação dos parâmetros operacionais (pressão e fluxo), associados também com a variação da salinidade e da concentração do metal. Em uma etapa inicial estudou-se a remoção de metais (nitrato e sulfato) isoladamente em uma mesma concentração molar, na pressão de 10 bar, comparando-se as rejeições com e sem agente complexante (EDTA). Em uma segunda etapa, estudou-se o desempenho da membrana, com misturas dos metais (nitrato) e mistura de metais (sulfato), também com e sem agente complexante, os resultados mostraram que a presença de agente complexante melhorou a rejeição dos metais. Nestas misturas estudaram-se os efeitos das concentrações (0,001; 0,0005 e 0,0001mol/L) e das pressões (5; 7; 10 e 12,5 bar) no sistema de remoção, constatou-se que o aumento da concentração e diminuição da pressão afeta a remoção. Em uma terceira etapa, estudou-se a influência da salinidade pela mistura de dois metais de mesma especiação (sulfato), comparando a remoção na pressão de 10 bar. Os resultados atestaram uma rejeição maior que 94 % para todos metais, na pressão de 10 bar, indicando um excelente desempenho e fluxo adequado, daí viabilidade de processo para todas as concentrações testadas. A pertinência do teste se justifica pela adequação do permeado ao atendimento aos padrões ambientais de concentração de metais e confirmam a eficácia do sistema de nanofiltração na remoção de metais pesados

Estudo preliminar da determinação de amônio por cromatografia de íons e sua remoção em lixiviados de resíduos sólidos utilizando argilas

A quantidade de resíduos gerados tem crescido rapidamente, sendo maior que a taxa de crescimento populacional, indicando um aumento na geração per capita. Este fato torna preocupante a maneira como é realizada a disposição final de resíduos e o impacto ambiental gerado com isso. Dentre os impactos está a produção de chorume, um poluente de elevada carga orgânica com altas concentrações de amônio e forte coloração, produzido pela decomposição química e microbiológica dos resíduos sólidos depositados em um aterro. Em locais de destino como aterros sanitários, este chorume é drenado para tratamento a fim de não impactar o local onde foi implantado o aterro. Porém, no Brasil, em grande parte dos casos, este tratamento não acontece, deixando o ambiente mais suscetível à contaminação. Este trabalho teve como finalidade determinar a quantidade de amônio presente em amostras de chorume do aterro de Gramacho no Rio de Janeiro, utilizando a cromatografia de íons para a sua quantificação, além de estudar a remoção de amônio por processos de adsorção em materiais como argilominerais. As amostras de chorume in natura apresentaram valores de pH em torno de 8,0 e concentrações de amônio entre 1665,0 e 2788,8 mg.L-1. Nas amostras analisadas após a destilação do chorume foram encontrados valores de pH entre 8,6 e 9,7 e concentrações de amônio de até 6362,3 mg.L-1, verificando que a maior concentração deste íon é arrastada nos primeiros 50 mL da destilação. Os testes de adsorção obtiveram um potencial de remoção de até 47 % do total de amônio. A metodologia aplicada se mostrou eficiente para determinação de amônio, uma vez que o tratamento prévio minimiza a ação de interferentes. Os baixos valores de remoção de amônio reforçam a necessidade de maior aprofundamento deste estudo, o que seria uma alternativa interessante para minimizar a ação deste poluente no meio ambiente

Avaliação da remoção de níquel em solução aquosa pelo processo de osmose inversa

O objetivo deste trabalho foi investigar o desempenho de uma membrana comercial na remoção de um metal pesado (níquel) de efluentes sintéticos, por osmose inversa. Na primeira etapa foi realizada uma comparação com os resultados obtidos com soluções de alimentação contendo sais, como NaCl, NaNO3 e Ni(NO3)2.6 H2O, nas concentrações de 50, 100 e 200 ppm, e nas pressões de 10, 20 e 26 bar. Os resultados mostraram que a influência da concentração e da pressão aplicada ao sistema não afetaram as rejeições de forma significativa. Na segunda etapa, como os parâmetros não influíram significativamente na rejeição dos sais, optou-se, pela aplicação de uma pressão de operação de 10 bar, para avaliar a eficiência de remoção de níquel. A membrana utilizada, constituída de poliamida, modelo HR98PP e fornecida pela DOW/Filmtec, apresentou uma boa permeabilidade hidráulica. Os resultados mostraram que para todas as concentrações testadas, as rejeições de níquel ultrapassaram 96%, comprovando a boa seletividade deste tipo de membrana na rejeição do referido metal, com fluxos de permeado variando entre 4,78 e 5,55 L/h.m2 , sob pressão de operação de 10 bar. Para estudar o efeito do tamanho iônico na rejeição da membrana, o níquel foi complexado pela adição de um agente quelante na solução de alimentação. O agente escolhido foi o Na2EDTA, devido à formação de um complexo estável com o níquel e por ser um agente não prejudicial à saúde humana. Os resultados com adição de EDTA indicaram um aumento na rejeição de níquel, atingindo o índice máximo de 98,22 %, partindo-se de uma solução com 40,39 ppm de Ni2+, e confirmam que o processo de osmose inversa com a membrana HR98PP é altamente adequado para o tratamento de efluentes contendo níquel

Remoção de compostos sulfurados e nitrogenados de diesel hidrotratado por adsorção em argila, alumina e sílica-alumina, impregnadas com metais de transição

Na matriz energética brasileira, o óleo diesel tem lugar de destaque, porém ainda é comercializado com teores de compostos sulfurados e nitrogenados considerados altos para as legislações ambientais que entrarão em vigor nos próximos anos. Tradicionalmente, a remoção desses compostos de enxofre de correntes de petróleo é realizada por processos de hidrotratamento (HDT). No entanto, devido as características do diesel brasileiro, se faz necessária maior severidade para atingir as novas especificações dos combustíveis. Isto implica em investimentos e custos operacionais crescentes para atender a demanda que se instala. Neste contexto, a adsorção está sendo estudada para a purificação da corrente de óleo diesel oriunda da etapa de hidrotratamento como polimento final para alcançar as especificações mais exigentes. Sabe-se que os adsorventes comerciais apresentam limitações na remoção destes contaminantes e uma alternativa que tem se mostrado promissora é a incorporação de metais de transição na estrutura do sólido. No presente trabalho foram modificados adsorventes comerciais, tais como aluminas, sílica-aluminas e argilas pela introdução dos elementos níquel, colbalto e molibdênio e testado o desempenho dessas modificações frente à adsorção de compostos sulfurados e nitrogenados presentes em um diesel hidrotratado. Foram feitas caracterizações químicas, físicas, texturais e morfológicas dos sólidos com e sem incorporação de metais de transição na estrutura original. Os experimentos de adsorção foram realizados a 40C. Avaliando todos os sólidos, o adsorvente que mostrou o melhor desempenho na remoção de compostos sulfurados e nitrogenados por massa de adsorvente foi a sílica-alumina sem modificações, que foi capaz de remover em torno de 90% de compostos nitrogenados e 55 % de sulfurados para 2 g de sólido / 10 mL de diesel. Para os materiais modificados, observou-se que a incorporação dos metais de transição ocasionou redução da sua área superficial e do volume total de poros. Desta maneira, os efeitos esperados pelas interações entre o sítios metálicos e os compostos de nitrogênio e enxofre foram reduzidos