Seleção de genótipos de cana-de-açúcar para acúmulo de protoporfirina ix com uso de herbicidas inibidores da protox

O objetivo do presente trabalho foi selecionar genótipos de cana-de-açúcar por meio de inibidores da PROTOX e antioxidantes para indução do acúmulo de protoporfirina IX (PROTO IX) e/ou de seus precursores em plantas. Esses compostos podem ser utilizados como agentes sensibilizantes em terapia fotodinâmica (TFD), os quais possibilitam uma fonte de baixo custo para o tratamento de neoplasias e carcinomas. O experimento foi montado em câmara climatizada, com aplicação de nove tratamentos (1. oxyfluorfen + glutamato monossódico + vitaminas C e E; 2. oxyfluorfen + glutamato monossódico + vitaminas C e E + ácido levulênico; 3. oxyfluorfen; 4. carfentrazone + glutamato monossódico + vitaminas C e E; 5. carfentrazone + glutamato monossódico + vitaminas C e E + ácido levulênico; 6. carfentrazone; 7. testemunha + vitaminas C e E; 8. testemunha + vitaminas C e E + ácido levulênico; e 9. testemunha) em oito genótipos de cana-de-açúcar (PO933499, RB806043, RB470355, PO830698, SP701143, PO901387, PO894414 e SP903414), dispostos em esquema fatorial 9 x 8, com quatro repetições. As repetições constituíram-se de folhas (20 cm) destacadas de cada genótipo, sendo estas pulverizadas com os tratamentos mencionados, em simulador estacionário. Foram realizadas avaliações visuais de controle aos 2 DAA (dias após aplicação) e, no fim do estudo, determinações analíticas via extração da biomassa fresca, verificando os teores de protoporfirina IX por cromatografia líquida de alta eficiência. Os resultados mostraram que em curto prazo foram detectados aumentos significativos nas concentrações de PROTO IX para os genótipos RB470355 e SP903414 submetidos ao tratamento 2 e para o genótipo SP701143 submetido ao tratamento 8, indicando que eles podem ser utilizados como fontes acumuladoras de protoporfirina IX.

Variação temporal da protoporfirina-zinco PPZ em trabalhadores expostos a chumbo

RESUMO - O doseamento da protoporfirina-zinco (PPZ) vem sendo preconizado como indicador a utilizar em primeira linha nos programas de monitorização biológica da exposição profissional a chumbo. A PPZ apresenta um elevado grau de associação com a plumbemia e representa, num dado momento, o efeito metabólico do chumbo sobre a ferro- -quelatase (enzima catalisadora da incorporação do ferro na protoporfirina IX) ao longo dos anteriores cerca de três meses. Num estudo incidindo sobre 67 trabalhadores expostos a chumbo, do sexo masculino, os autores avaliaram a variação da PPZ em relação à plumbemia determinada num determinado momento (t0) e em sucessivos doseamentos efectuados cerca de 30 (t1), 60 (t2) e 90 (t3) dias após esse momento. Da análise dos resultados obtidos conclui-se que em trabalhadores expostos a chumbo de modo considerado estável (com níveis de Pb-S entre 30 e 78 μg/dL) a PPZ não variou significativamente ao longo do período de tempo considerado. Deste modo, parece poder concluir-se que os resultados de PPZ são representativos do nível de exposição (inferida pelos níveis de dose interna) pelo menos em relação ao período de cerca de três meses anteriores, correspondendo à resposta orgânica consequente à dose em causa.

Análise e identificação de produtos do catabolismo de heme nas formas epimastigotas de Trypanosoma cruzi

O Trypanosoma cruzi, agente etiológico da doença de Chagas, possui um ciclo de vida complexo, deve lidar com diversas condições do ambiente e depende dos hospedeiros para suprir suas necessidades nutricionais. Uma delas é a necessidade de captar a molécula de heme (Fe-protoporfirina IX) que será utilizada como fator de crescimento. Os mecanismos envolvendo o metabolismo de heme são cruciais para a sobrevivência do T. cruzi pois o parasito não possui várias enzimas de biossíntese dessa porfirina e o heme livre pode apresentar citotoxicidade para célula. Na tentativa de perseguir o destino final do heme no parasito, nós estudamos essa via inexplorada no T. cruzi. Nessa tese, nós demonstramos que epimastigotas cultivados com heme, produziram os compostos, α-meso hidroxiheme, verdoheme e biliverdina (identificados por HPLC acoplado á espectrofotômetria). Além disso, nós observamos através de análise dos extratos de epimastigotas no espectrômetro de massas (LQT Orbitrap), espécies iônicas de m/z 583,4 e m/z 619,3. A fragmentação subsequente desses íons originaram espécies filhas típicas das moléculas de biliverdina e verdoheme, respectivamente. Nós observamos também, espécies iônicas de m/z 1397,4 e m/z 1135,4. A fragmentação dessas espécies produziram íons, sendo um deles com a mesma massa molecular de heme (m/z 616,3). Essa espécie iônica por sua vez, gerou fragmentos iônicos idênticos a uma molécula de heme, confirmando que esses intermediários são produtos da modificação da porfirina. Baseado nesses resultados, nós propomos um modelo onde o catabolismo de heme em T. cruzi, envolveria a conjugação da bis(glutationil)spermina, um derivado da tripanotiona presente em tripanossomatídeos, à porfirina (m/z 1137,4), seguido da remoção de dois resíduos de ácidos glutâmicos (m/z 1135,4). Embora o significado bioquímico e fisiológico da adição desse resíduo tiol na molécula de heme ainda é pouco compreendido, alguns trabalhos demonstram a abilidade desses compostos em ligar na porfirina, sem contar também, que esse heme conjugado poderia resultar em uma forma efetiva de prevenção de danos à membrana e a célula ocasionados pelo acúmulo de heme livre. Em conjunto, esses resultados fornecem novas abordagens do metabolismo de heme em T. cruzi, revelando possíveis alvos de intervenção quimioterápica futuros. Nossa proposta está direcionada para uma via ativa de catabolismo de heme que inclui a adição de grupos tiol (derivado da tripanotiona) à heme e a clivagem do anel porfirínico originando a molécula de biliverdina.

Morphological and physiological alterations induced by lactofen in soybean leaves are reduced with nitric oxide

O lactofen é um herbicida difeniléter recomendado para controlar plantas daninhas de folhas largas em campos de soja (Glycine max) e seu mecanismo de ação é a inibição da protoporfirinogênio-IX oxidase (Protox), que atua na biossíntese de clorofilas. Essa inibição resulta em um acúmulo de protoporfirina-IX, o que leva à produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), causando estresse oxidativo. Conseqüentemente, podem ocorrer manchas, enrugamento e queima das folhas, o que leva à paralisação temporária do crescimento da cultura. Porém, o óxido nítrico (NO) atua como um antioxidante na eliminação direta das ROS. Assim, o objetivo deste trabalho foi verificar, por meio de avaliações fitométricas e bioquímicas, o efeito protetor do NO em plantas de soja tratadas com o herbicida lactofen. Plantas de soja foram pré-tratadas com diferentes doses de Nitroprussiato de Sódio (SNP), substância doadora de NO, e então pulverizadas com 168 g a.i. ha-1 lactofen. O pré-tratamento com SNP foi benéfico, pois o NO reduziu os sintomas de injúria causados pelo lactofen nos folíolos jovens e manteve baixos teores de açúcares solúveis. Porém, o NO proporcionou crescimento mais lento das plantas. Desta forma, posteriores estudos são necessários para elucidar os mecanismos de ação do NO na sinalização do estresse promovido pelo lactofen na cultura da soja.

Técnicas para acúmulo em plantas de substâncias fotossintetizantes de uso em terapia fotodinâmica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise comparativa entre terapia fotodinâmica com ácido 5-aminolevulínico versus crioterapia no tratamento da queratose actínica: estudo prospectivo randonizado

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB

Ação protetora do óxido nítrico em plantas de soja (Glycine max L. Merril) submetidas ao lactofen

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento de sensores eletroquímicos e métodos de extração em fase sólida baseados em sistemas biomiméticos para análise de poluentes ambientais

Pós-graduação em Química - IQ

Resistência de células de carcinoma epidermóide bucal à terapia fotodinâmica mediada pelo ácido 5-aminolevulínico

O carcinoma epidermóide bucal (CEC) é uma neoplasia maligna com alta morbidade e mortalidade e de difícil tratamento. O tratamento convencional para o CEC inclui cirurgia e radioterapia, seguida ou não de quimioterapia. Apesar de serem amplamente difundidos, esses tratamentos podem ser ineficazes para alguns CECs resistentes. A terapia fotodinâmica (PDT) oncológica tem sido utilizada para o tratamento adjuvante do CEC bucal, principalmente nos casos menos invasivos e que necessitam de redução do tumor para a ressecção cirúrgica. Contudo, semelhantemente aos tratamentos convencionais, a PDT pode também induzir o aparecimento de populações celulares resistentes, fato já descrito para carcinoma cutâneo, adenocarcinoma de cólon e adenocarcinoma mamário. A hipótese de que células de CEC bucal possam desenvolver resistência à PDT ainda não foi testada. Portanto, o objetivo deste trabalho foi verificar se células de CEC bucal (SCC9) desenvolvem resistência a ciclos repetidos de PDT mediada pelo ácido 5- aminolevulínico (5-ALA-PDT) e avaliar se nesse processo ocorre modificação da expressão de marcadores relacionados a sobrevivência celular (NF?B, Bcl-2, iNOS, mTOR e Akt). Foi utilizada linhagem de células de CEC bucal (SCC9), submetida às seguintes condições: 1) Controle - células cultivadas sem nenhum tratamento; 2) ALA - células incubadas com 5-ALA (1mM durante 4 horas); 3) LED - tratadas com iluminação LED (630nm, 5,86J/cm2, 22,5J, 150mW, 150s); 4) PDT - tratadas com 5- ALA-PDT, com os protocolos do grupo ALA e LED combinados, gerando dose letal de 90%. Inicialmente foi realizado somente um ciclo de PDT, sendo avaliada a viabilidade celular em todos os grupos após 24, 48, 72 e 120h da irradiação. Também foi realizado ensaio de detecção da fragmentação de DNA (TUNEL) e análise por imunofluorescência da expressão das proteínas NF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt nas células viáveis. Como resultado desse primeiro tratamento com 5-ALA-PDT, observou-se que as células sobreviventes ao tratamento apresentaram intensa marcação para pmTOR e exibiram potencial de crescimento durante o período analisado. Após esses ensaios, as células que sobreviveram a essa primeira sessão foram coletadas, replaqueadas e novamente cultivadas, sendo então submetidas a novo ciclo de 5-ALA-PDT. Esse processo foi realizado 5 vezes, variando-se a intensidade de irradiação à medida que se observava aumento na viabilidade celular. As populações celulares que exibiram viabilidade 1,5 vezes maior do que a detectada no primeiro ciclo PDT foram consideradas resistentes ao tratamento. Os mesmos marcadores analisados no primeiro ciclo de PDT foram novamente avaliados nas populações resistentes. Foram obtidas quatro populações celulares resistentes, com viabilidade de até 4,6 vezes maior do que a do primeiro ciclo de PDT e irradiação com LED que variou de 5,86 a 9,38J/cm2. A população mais resistente apresentou ainda menor intensidade de protoporfirina IX, maior capacidade de migração e modificação na morfologia nuclear. As populações resistentes testadas exibiram aumento na expressão de pNF?B, iNOS, pmTOR e pAkt, mas não da proteína anti-apoptótica Bcl- 2. Ensaio in vivo foi também conduzido em ratos, nos quais CEC bucal foi quimicamente induzido e tratado ou não com 5-ALA-PDT. Houve intensa expressão imuno-histoquímica das proteínas pNF?B, Bcl-2, iNOS, pmTOR e pAkt em relação ao controle não tratado, nas células adjacentes à área de necrose provocada pela PDT. Concluiu-se que as células de CEC bucal tratadas com 5-ALA-PDT a uma dose de 90% de letalidade desenvolveram viabilidade crescente após ciclos repetidos do tratamento, bem como exibiram superexpressão de proteínas relacionadas à sobrevivência celular, tanto in vitro quanto in vivo. Esses fatos, aliados à maior capacidade de migração, sugerem a aquisição de fenótipo de resistência à 5-ALAPDT. Esse aspecto deve ser cuidadosamente considerado no momento da instituição dessa terapia para os CECs bucais.

Espécies polinucleares de cobre e ferro com catalisadores de oxidação e modelos de sítios ativos

Diferentes complexos de cobre(II), contendo ligantes do tipo base de Schiff e um grupamento imidazólico, com interesse bioinorgânico, catalítico e como novos materiais, foram preparados na forma de sais perclorato, nitrato ou cloreto e caracterizados através de diferentes técnicas espectroscópicas (UV/Vis, IR, EPR, Raman) e espectrometria de massa Tandem (ESI-MS/MS), além de análise elementar, condutividade molar e medidas de propriedades magnéticas. Alguns destes compostos, obtidos como cristais adequados, tiveram suas estruturas determinadas por cristalografia de raios-X. As espécies di- e polinucleares contendo pontes cloreto, mostraram desdobramentos das hiperfinas nos espectros de EPR, relacionados à presença do equilíbrio com a respectiva espécie mononuclear, devido à labilidade dos íons cloretos, dependendo do contra-íon e do tipo de solvente utilizado. Adicionalmente, em solução alcalina, estes compostos estão em equilíbrio com as correspondentes espécies polinucleares, onde os centros de cobre estão ligados através de um ligante imidazolato. Em meio alcalino, estes compostos polinucleares contendo ponte imidazolato foram também isolados e caracterizados por diferentes técnicas espectroscópicas e magnéticas. Através da variação estrutural e também do ligante-ponte foi possível modular o fenômeno da interação magnética entre os íons de cobre em estruturas correlatas di- e polinucleares. Os respectivos parâmetros magnéticos foram obtidos com ajuste das curvas experimentais de XM vs T, correlacionando-se muito bem com a geometria, ângulos e distâncias de ligação entre os íons, quando comparado com outros complexos similares descritos na literatura. Posteriormente, estudaram-se os fatores relacionados com a reatividade de todas essas espécies como catalisadores na oxidação de substratos de interesse (fenóis e aminas), através da variação do tamanho da cavidade nas estruturas cíclicas ou de variações no ligante coordenado ao redor do íon metálico. Vários deles se mostraram bons miméticos de tirosinases e catecol oxidases. Um novo complexo-modelo da citocromo c oxidase (CcO), utilizando a protoporfirina IX condensada ao quelato N,N,-bis[2-(1,2-metilbenzimidazolil)etil]amino e ao resíduo de glicil-L-histidina, foi sintetizado e caracterizado através de diferentes técnicas espectroscópicas, especialmente EPR. A adição de H2O2 ao sistema completamente oxidado, FeIII/CuII, a -55°C, ou o borbulhamento de oxigênio molecular a uma solução do complexo na sua forma reduzida, FeII/CuI, saturada de CO, resultou na formação de adutos com O2, de baixo spin, estáveis a baixas temperaturas.

Carbonic anhydrase IX expression and outcome after radiotherapy for muscle-invasive bladder cancer

Aims: Carbonic anhydrase IX (CA IX) expression has been described as an endogenous marker of hypoxia in solid neoplasms. Furthermore, CA IX expression has been associated with an aggressive phenotype and resistance to radiotherapy. We assessed the prognostic significance of CA IX expression in patients with muscle-invasive bladder cancer treated with radiotherapy. Materials and methods: A standard immunohistochemistry technique was used to show CA IX expression in 110 muscle-invasive bladder tumours treated with radiotherapy. Clinicopathological data were obtained from medical case notes. Results: CA IX immunostaining was detected in 89 (∼81%) patients. Staining was predominantly membranous, with areas of concurrent cytoplasmic and nuclear staining and was abundant in luminal and perinecrotic areas. No significant correlation was shown between the overall CA IX status and the initial response to radiotherapy, 5-year bladder cancer-specific survival or the time to local recurrence. Conclusions: The distribution of CA IX expression in paraffin-embedded tissue sections seen in this series is consistent with previous studies in bladder cancer, but does not provide significant prognostic information with respect to the response to radiotherapy at 3 months and disease-specific survival after radical radiotherapy. © 2007 The Royal College of Radiologists.

Carbonic anhydrase IX expression, a novel surrogate marker of tumor hypoxia, is associated with a poor prognosis in non-small-cell lung cancer

Purpose To evaluate carbonic anhydrase (CA) IX as a surrogate marker of hypoxia and investigate the prognostic significance of different patterns of expression in non-small-cell lung cancer (NSCLC). Methods Standard immunohistochemical techniques were used to study CA IX expression in 175 resected NSCLC tumors. CA IX expression was determined by Western blotting in A549 cell lines grown under normoxic and hypoxic conditions. Measurements from microvessels to CA IX positivity were obtained. Results CA IX immunostaining was detected in 81.8% of patients. Membranous (m) (P = .005), cytoplasmic (c) (P = .018), and stromal (P < .001) CA IX expression correlated with the extent of tumor necrosis (TN). The mean distance from vascular endothelium to the start of tumor cell positivity was 90 μm, which equates to an oxygen pressure of 5.77 mmHg. The distance to blood vessels from individual tumor cells or tumor cell clusters was greater if they expressed mCA IX than if they did not (P < .001). Hypoxic exposure of A549 cells for 16 hours enhanced CAIX expression in the nuclear and cytosolic extracts. Perinuclear (p) CA IX (P = .035) was associated with a poor prognosis. In multivariate analysis, pCA IX (P = .004), stage (P = .001), platelet count (P = .011), sex (P = .027), and TN (P = .035) were independent poor prognostic factors. Conclusion These results add weight to the contention that mCA IX is a marker of tumor cell hypoxia. The absence of CA IX staining close to microvessels suggests that these vessels are functionally active. pCA IX expression is representative of an aggressive phenotype. © 2003 by American Society of Clinical Oncology.

A H-1-NMR STUDY OF BILIRUBIN IX-ALPHA SOLUBILIZATION BY CHOLATE MICELLES - APPLICATION OF NUCLEAR OVERHAUSER EFFECTS

The solubilization of bilirubin IX-Alpha in aqueous solution by sodium cholate micelles has been examined by 270 MHz 1H-NMR spectroscopy. Incorporation of bilirubin into the micelles is accompanied by specific shifts of bilirubin vinyl and bridgehead protons and the C18 and C19 methyl groups of the steroid. The observed chemical shifts show a monotonic concentration dependence suggesting that changes in aggregation size are continuous. Nuclear Overhauser effects (NOE) have been shown to be a useful probe or micellization. A 4:1 cholate/bilirubin mixture has been investigated by difference NOE spectroscopy. The observation of intermolecular nuclear Overhauser effects between peripheral protons of bilirubin and cholate are diagnostic of spatially proximate groups. Inter-cholate nuclear Overhauser effects increase in magnitude upon bilirubin incorporation suggesting closer packing of steroid molecules on solubilization of the pigment. Intramolecular nuclear Overhauser effects observed for solubilized bilirubin are consistent with a compact intramolecularly hydrogen-bonded conformation resembling that determined for bilirubin in the solid state.

Long-term trends in fertility of soils under continuous cultivation and cereal cropping in southern Queensland. IX. Simulation of soil carbon and nitrogen pools using CENTURY model

Cultivation and cropping of soils results in a decline in soil organic carbon and soil nitrogen, and can lead to reduced crop yields. The CENTURY model was used to simulate the effects of continuous cultivation and cereal cropping on total soil organic matter (C and N), carbon pools, nitrogen mineralisation, and crop yield from 6 locations in southern Queensland. The model was calibrated for each replicate from the original datasets, allowing comparisons for each replicate rather than site averages. The CENTURY model was able to satisfactorily predict the impact of long-term cultivation and cereal cropping on total organic carbon, but was less successful in simulating the different fractions and nitrogen mineralisation. The model firstly over-predicted the initial (pre-cropping) soil carbon and nitrogen concentration of the sites. To account for the unique shrinking and swelling characteristics of the Vertosol soils, the default annual decomposition rates of the slow and passive carbon pools were doubled, and then the model accurately predicted initial conditions. The ability of the model to predict carbon pool fractions varied, demonstrating the difficulty inherent in predicting the size of these conceptual pools. The strength of the model lies in the ability to closely predict the starting soil organic matter conditions, and the ability to predict the impact of clearing, cultivation, fertiliser application, and continuous cropping on total soil carbon and nitrogen.

Protoporphyrinogen IX oxidase from Plasmodium falciparum is anaerobic and is localized to the mitochondrion

Earlier studies in this laboratory had shown that the malarial parasite can synthesize heme de novo and inhibition of the pathway leads to death of the parasite. It has been proposed that the pathway for the biosynthesis of heme in Plasmodium falciparum is unique involving three different cellular compartments, namely mitochondrion, apicoplast and cytosol. Experimental evidences are now available for the functionality and localization of all the enzymes of this pathway, except protoporphyrinogen IX oxidase (PfPPO), the penultimate enzyme. In the present study. PfPPO has been cloned, expressed and shown to be localized to the mitochondrion by immunofluorescence microscopy. Interestingly, the enzyme has been found to be active only under anaerobic conditions and is dependent on electron transport chain (ETC) acceptors for its activity. The native enzyme present in the parasite is inhibited by the ETC inhibitors, atovaquone and antimycin. Atovaquone, a well known inhibitor of parasite dihydroorotate dehydrogenase, dependent on the ETC, inhibits synthesis of heme as well in P. falciparum culture. A model is proposed to explain the ETC dependence of both the pyrimidine and heme-biosynthetic pathways in P. falciparum. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.