Development of a novel platform for high-throughput gene design and artificial gene synthesis to produce large libraries of recombinant venom peptides for drug discovery

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias na Especialidade de Ciências Biológicas e Biomédicas

Pesquisa de péptidos em Macroalgas dos Açores com potencial atividade inibitória da Enzima Conversora da Angiotensina I (ECA): Extração, purificação, caracterização e avaliação da sua atividade anti-hipertensiva

Jornadas "Ciência nos Açores – que futuro? Tema Ciências Naturais e Ambiente", Ponta Delgada, 7-8 de Junho de 2013.

Transglutaminases do mosquito Anopheles gambiae: Caracterização genética, bioquímica e funcional durante a infecção por Plasmodium berghei

A malária constitui um problema de saúde pública, que tem vindo a agravar-se, sendo crescente a necessidade de estratégias renovadas para o seu controlo, como a interrupção do ciclo esporogónico. Deste modo, é essencial compreender as respostas imunológicas de Anopheles anti-Plasmodium. Demonstrou-se anteriormente, que a inibição de transglutaminases, enzimas que participam em vários processos biológicos ao catalisarem a formação de ligações covalentes entre péptidos, agrava a infecção em mosquitos pelo parasita. O presente trabalho tem por objectivo caracterizar as transglutaminases AGAP009098 e AGAP009100 de Anopheles gambiae. Os métodos utilizados para este efeito foram: a sequenciação de regiões dos genes AGAP009098 e AGAP009100; a clonagem molecular de fragmentos da região codificante do gene AGAP009098, usando o vector plasmídico pET–28a(+) e Escherichia coli como sistema de expressão; e PCR em Tempo Real para analisar a expressão relativa dos genes AGAP009098 e AGAP009100 nos diferentes os estádios de desenvolvimento. AGAP009098 é expressa ubiquamente e AGAP009100 a partir do estádio pupa. Estes resultados apontam para a conclusão de que AGAP009098 e AGAP009100 poderão desempenhar funções em processos biológicos relevantes, por exemplo na defesa imunitária, ou no desenvolvimento. Os péptidos recombinantes, obtidos a partir da clonagem com sucesso de fragmentos da região codificante do gene AGAP009098, constituem uma ferramenta importante para averiguar a função destas TGases, no futuro.

Proteínas recombinantes de Plasmodium Falciparum para deteção de malária por nanoimunoensaios

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Desenvolvimento de um ensaio de hibridação múltipla (MHA-MULTIPLE REGION HYBRIDIZATION ASSAY) para identificação presumível de vírus da imunodeficiência humana do tipo 1 (HIV-1) dos subtipos B, G e de formas recombinantes CRF14_BG e CRF02_AG circulantes em Portugal

A maioria dos métodos utilizados na caracterização genética do HIV-1 baseia-se na análise de regiões específicas do genoma viral, fornecendo informação parcial sobre o mesmo e, por consequência, revelando-se inadequados para a identificação de vírus recombinantes. O único método que permite uma caracterização integral do genoma viral passa pela sua sequenciação completa. No entanto, este é um método dispendioso, laborioso e de difícil implementação quando se pretende a análise de elevados números de amostras. Como alternativa a este último, o conjunto de métodos genericamente designados de MHA (Multiple Region Hybridization Assay) baseiam-se na amplificação, por PCR em tempo-real, de várias regiões ao longo do genoma viral e na sua caracterização com sondas específicas (TaqMan). Tendo este modelo por base, o objectivo deste estudo foi o desenvolvimento de um ensaio de hibridação múltipla (MHABG0214) passível de ser aplicado ao estudo de um elevado número de amostras. Este método foi desenvolvido tendo como objectivo a genotipagem as estirpes circulantes dominantes na epidemia Portuguesa, nomeadamente os subtipos B, G e formas genéticas recombinantes CRF02_AG e CRF14_BG. Com base em alinhamentos de sequências de referência de genoma completo, delinearam-se primers universais e subtipo-específicos para a amplificação de diversas regiões codificantes distribuídas ao longo do genoma do HIV-1 (Gag, Protease, Transcriptase Reversa, Integrase, Rev, Gp120 e Gp41). A optimização foi efectuada, inicialmente, para um conjunto de amostras de referência e seguidamente avaliada num conjunto de 50 amostras clínicas. O MHABG0214 foi implementado numa estratégia de PCR em tempo-real, numa detecção dependente de SYBR® Green I para todas as regiões ou, como alternativa, usando sondas TaqMan (Gp41). Apresentamos ainda uma estratégia em que a análise de resultados se baseia, simplesmente, numa abordagem usando PCR/gel de agarose convencional. Estas abordagens constituem ferramentas úteis na identificação das estirpes de HIV-1 em Portugal.

Avaliação hematológica e histopatológica de camundongos BALB/c e C57BL/6 expostos aos antígenos recombinantes Cytoplasmic Repetitive Antigen e Flagellar Repetitive Antigen de Trypanosoma cruzi

Os antígenos recombinantes Cytoplasmic Repetitive Antigen e Flagellar Repetitive Antigen de Trypanosoma cruzi foram inoculados em camundongos BALB/c e C57BL/6 e o seu efeito avaliado a nível hematológico e histopatológico. Os resultados mostraram que o padrão histológico normal dos órgãos e o perfil hematológico dos camundongos não foram modificados sugerindo que esses antígenos não parecem causar dano ao animal.

Síntese de péptidos contendo resíduos de aminoácidos não proteinogénicos

Dissertação de mestrado em Química Medicinal

Caracterización de péptidos circulantes en sangre activadores e inhibidores de linfocitomas

El presente proyecto es continuación de una línea de investigación iniciada en colaboración con el Instituto de Investigaciones de Péptidos de la Universidad de Hannover, Alemania. En el mismo estudiaremos la actividad biológica de un péptido que aislamos y caracterizamos recientemente a partir del hemofiltrado de pacientes renales dializados. Este péptido, compuesto por una doble cadena de 70 aminoácidos unidos por puentes disulfuros en posición paralela, aparece en su forma postranscripcional con 1 a 3 metioninas oxidadas y tiene capacidad de ligar xenobióticos y productos naturales. Por su actividad proliferativa sobre las células de linfoma Nb2, utilizadas como bioanálisis, lo hemos denominado LPAP; péptido activador de la proliferación de linfocitoma. El efecto proliferativo sobre células de linfocitoma y posiblemente sobre otras especies celulares, representa una actividad biológica cuyas implicancias son imponderables. Dada su capacidad de fijar péptidos bioactivos no se puede descartar que el LPAP sea un transportador (o carrier), en cuyo caso la actividad proliferativa debe ser atribuida a otro compuesto firmemente ligado a la molécula secuenciada por nosotros. (...) Los siguientes objetivos son propuestos para los próximos 3 años: 1. Producción de anticuerpos específicos contra LPAP para determinar las células productoras del mismo en el organismo por un mapeo inmunocitoquímico. 2. Desarrollo de un método cuantitativo para valorar las concentraciones del péptido en diferentes fluidos corporales en sujetos en condiciones normales y patológicas. 3. Síntesis parcial o total de la molécula para establecer definitivamente la actividad biológica observada. 4. Caracterización de péptidos inhibitorios de la proliferación del Linfoma. 5. Determinación de prolactina en el hemofiltrado y correlación de su contenido con otras moléculas proliferativas o inhibidoras de las células Nb2.

Supresión oral de la Encefalomielitis autoinmune experimental por antígenos sinaptosomales. Oral suppression of experimental autoimmune encephalomyelitis by sinaptosomal antigens.

La inducción de las manifestaciones clínicas de la encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) involucra una reacción inmune celular contra determinantes antigénicos del sistema nervioso central (SNC), principalmente contra la proteína básica de mielina (PBM). Atento a la reactividad inmunológica cruzada previamente descrita entre la PBM y la proteína neuronal Sinapsina I, estudiaremos el efecto de la administración oral de moléculas híbridas (LTBSC, LTBSABC) entre la subunidad B de la toxina lábil al calor de Escherichia coli (LTB) con péptidos de Sinapsina (dominios C y ABC de la molécula) sobre el desarrollo de la EAE en ratas Wistar. Se administrarán oralmente los antígenos híbridos de LTB, LTB y péptidos de sinapsina no acoplados previa o posteriormente a la inducción activa de la EAE. Se estudiará la aparición de las manifestaciones clínicas de la enfermedad y se caracterizará la respuesta histopatológica e inmunológica (reacción de DTH, activación de linfocitos T, respuesta inmune humoral, vías de activación de macrófagos, patrón de citocinas) y los eventos celulares e inmunes desencadenados a nivel local luego de administrar los antígenos recombinantes en sistemas in vivo e in vitro. Estos estudios acerca de la respuesta autoinmune contra componentes de mielina y sinaptosomales en EAE tienen como objetivo poder comprender los diferentes mecanismos subyacentes involucrados en el desarrollo y regulación de esta enfermedad experimental. Específicamente este proyecto relacionado a la supresión de los síntomas clínicos como así también las alteraciones neuropatológicas del SNC de la EAE a través de un proceso de supresión oral de la enfermedad no invasivo utilizando tanto antígenos mielínicos como sinaptosomales fusionados a subunidades B (atóxicas) de la enterotoxina lábil al calor de E. coli (LTB), es de suma importancia para un estudio posterior en las patologías humanas relacionadas y su uso en el diagnóstico, pronóstico y/o terapia de las mismas.

Selección de péptidos sintéticos del Virus de la Hepatitis G (GBV-C/HGV) inhibidores del Péptido de Fusión HIV-I

El GB virus C (GBV-C) o virus de l'hepatitis G (HGV) es un virus format per una única cadena de RNA que pertany a la familia Flaviviridae. En els últims anys, s'han publicat nombrosos treballs en els quals s'associa la coinfecció del GBV-C i del virus de la immunodeficiència humana (VIH) amb una menor progressió de l'esmentada malaltia així com amb una major supervivència dels pacients una vegada que la SIDA s'ha desenvolupat. El mecanisme pel qual el virus GBV-C/HGV exerceix un “efecte protector” en els pacients amb VIH encara no està descrit. L’estudi de la interacció entre els virus GBVC/HGV i VIH podria donar lloc al desenvolupament de nous agents terapèutics per al tractament de la SIDA.Treballs recents mostren com la capacitat inhibitòria del virus del GBV-C/HGV és deguda a la seva glicoproteina estructural E2. S’ha vist que aquesta proteina seria capaç d’inhibir la primera fase de replicació de VIH, així com la unió i la fusió amb les membranes cel•lulars. Sobre la base d’aquests estudis, l’objectiu d’aquest treball ha estat seleccionar inhibidors del pèptid de fusió del VIH utilitzant pèptids sintètics de la proteina E2 del GBV-C/HGV. El treball realitzat ha consistit en estudiar, utilitzant assajos biofísics de leakage i de lipid mixing, la capacitat dels pèptids de la proteina estructural del virus del GBV-C/HGV per inhibir la interacció i el procés de desestabilització de membranes induïdes pel pèptid de fusió de la glicoproteina de l’embolcall, GP41, del VIH. Aquests assajos, com es descriu en treballs anteriors, han resultat útils per a la selecció i la identificació de compostos amb activitat específica anti-GP41. Es pot afirmar que efectivament els pèptids seleccionats de la proteina E2 del virus del GBV-C/HGV inhibeixen l’activitat del pèptid de fusió del VIH probablement com a consequència d’un canvi conformacional en aquest darrer.

Síntesis y estudio estructural de nuevos γ-péptidos ciclobutánicos

En el presente trabajo se ha llevado a cabo la síntesis y el estudio estructural de tres series diferentes de γ-péptidos conteniendo un ciclobutano como elemento constrictor del esqueleto péptidico. También se han sintetizado una serie de γ-péptidos híbridos formados a partir de monómeros ciclobutánicos y un derivado de prolina para su potencial uso como péptidos capaces de penetrar en las células (CPPs).

Análisis del perfil de péptidos en sangre y orina en pacientes con nefropatía IgA y su asociación con las lesiones histológicas según la clasificación de Oxford

La nefropatía IgA (NIgA) es causa importante de insuficiencia renal crónica. Se propone estudiar el perfil proteómico en sangre/orina de pacientes con NIgA y su asociación con las lesiones histológicas según la clasificación de Oxford. Se incluyeron pacientes con NIgA entre 2006-2009, evaluando las lesiones histológicas según la Clasificación de Oxford. Se realizó análisis proteómico mediante microesferas magnéticas y espectrometría de masas (MALDI-TOF MS). Encontramos una asociación significativa entre péptidos en sangre/orina y las lesiones histológicas. Uromodulina, alfa-1-antitripsina y bradiquinina, mostraron una asociación significativa con la lesión tubulointersticial y glomerulosclerosis. Los péptidos m/z (1769,1898,1913,1945,2378,2491,2977,3004,3389,3406,4752,5337,9289) se asociaban con una peor función renal. Palabras claves: Clasificación de Oxford, Nefropatía IgA, perfil de péptidos.

Caracterização de linhagens endogâmicas recombinantes e mapeamento de locos de características quantitativas associados a ciclo e produtividade do feijoeiro-comum

O objetivo deste trabalho foi caracterizar 154 linhagens endogâmicas recombinantes por meio da avaliação de características quantitativas, morfológicas, moleculares e de resistência a doenças e mapear locos de características quantitativas associados a ciclo e produtividade do feijoeiro-comum. Adotando o valor do limite de detecção (LOD) de 4,0 e uma freqüência máxima de recombinação de 0,40, foram mapeados 43 marcadores em nove grupos de ligação cobrindo uma distância de recombinação total de 247,8 cM. A distância entre marcadores adjacentes variou entre 0 e 28 cM, com média de 7,3 cM. Os grupos de ligação variaram em tamanho de 2,3 a 61,2 cM. Os genes de resistência à ferrugem e à antracnose ficaram localizados no mesmo grupo de ligação. Foram mapeados locos associados às oito características quantitativas estudadas, e a explicação da variância fenotípica pelos marcadores variou de 14,03% a 40,14%. Os resultados encontrados lançam bases para o desenvolvimento de mapas específicos saturados e de utilidade em programas de melhoramento do feijoeiro-comum.

Infecção experimental de bezerros com recombinantes do herpesvírus bovino tipo 5 defectivos na glicoproteína E (gE), timidina quinase (TK) e ambos, gE/TK

Este artigo descreve uma investigação da virulência/atenuação de recombinantes do herpesvírus bovino tipo 5 (BoHV-5) com deleções nos genes da glicoproteína E (BoHV-5gEΔ), timidina quinase (BoHV-5TKΔ), e ambos gE e TK (BoHV-5gEΔTKΔ). Bezerros soronegativos (80-90 dias de idade) inoculados com o vírus parental SV-507/99 (n=5) excretaram o vírus em secreções nasais por até 15 dias (média de 10,8 dias). Nos animais inoculados com os recombinantes, a duração da excreção viral foi de 11 dias (BoHV-5gEΔ), 9,6 dias (BoHV-5TKΔ) e 6,2 dias (BoHV-5gEΔTKΔ). Os maiores títulos foram observados entre os dias 1 e 6 pós-inoculação (pi), sendo de 10(6,8)TCID50/mL para o SV-507/99, 10(5,1)TCID50/mL (BoHV-5gEΔ), 10(5,9)TCID50/mL (BoHV-5TKΔ) e 10(4,7)TCIΔ50/mL (BoHV-5gEΔTKΔ). Os bezerros inoculados com o vírus parental apresentaram anorexia e apatia; três deles mostraram apatia profunda e perda da condição corporal. Dois bezerros foram eutanasiados in extremis nos dias 10 e 11 pi, respectivamente e o vírus foi isolado de várias regiões do encéfalo. Já os bezerros inoculados com os recombinantes permaneceram saudáveis; alguns apresentaram uma secreção nasal serosa transitória. Administração de dexametasona (Dx) no dia 42 pi resultou em excreção viral por todos os bezerros inoculados com o vírus parental (duração média de 3,7 dias), por 2 de 5 bezerros dos grupos BoHV-5TKΔ (dois dias) e BoHV-5gEΔ (um dia). Os bezerros inoculados com o duplo mutante BoHV-5gEΔTKΔ não excretaram o vírus após o tratamento com Dx. Pesquisa de DNA viral por PCR no dia 30 pós-Dx revelou uma ampla distribuição do DNA do vírus parental no encéfalo; poucas seções (3/30) foram positivas no encéfalo dos animais do grupo BoHV-5gEΔ, e não detectou-se DNA latente no encéfalo dos animais dos grupos BoHV-5TKΔ e BoHV-5gEΔTKΔ. Esses resultados demonstram que os mutantes simples (gE and tk-deletados) são atenuados para bezerros e estabelecem e/ou reativam infecção latente ineficientemente. Já o duplo mutante BoHV-5gEΔTKΔ é atenuado e parece não estabelecer e/ou não reativar eficientemente a infecção latente. Portanto, os vírus recombinantes, e em especial o duplo mutante BoHV-5gEΔTKΔ apresentam um fenótipo compatível com a sua inclusão em vacinas vivas modificadas.