Expression of an scFv antibody fragment in Nicotiana benthamiana and in vitro assessment of its neutralizing potential against the snake venom metalloproteinase BaP1 from Bothrops asper

Human accidents with venomous snakes represent an overwhelming public health problem, mainly in rural populations of underdeveloped countries. Their high incidence and the severity of the accidents result in 81,000 to 138,000 deaths per year. The treatment is based on the administration of purified antibodies, produced by hyper immunization of animals to generate immunoglobulins (Igs), and then obtained by fractionating hyper immune plasma. The use of recombinant antibodies is an alternative to conventional treatment of snakebite envenoming, particularly the Fv fragment, named the single-chain variable fragment (scFv). We have produced recombinant single chain variable fragment scFv against the venom of the pit viper Bothrops asper at high levels expressed transiently and stably in transgenic plants and in vitro cultures that is reactive to BaP1 (a metalloproteinase from B. asper venom). The yield from stably transformed plants was significantly (p > 0.05) higher than the results in from transient expression. In addition, scFvBaP1 yields from systems derived from stable transformation were: transgenic callus 62 μg/g (±2); biomass from cell suspension cultures 83 μg/g (±0.2); culture medium from suspensions 71.75 mg/L (±6.18). The activity of scFvBaP1 was confirmed by binding and neutralization of the fibrin degradation induced by BnP1 toxins from B. neuwiedi and by Atroxlysin Ia from B. atrox venoms. In the present work, we demonstrated the potential use of plant cells to produce scFvBaP1 to be used in the future as a biotechnological alternative to horse immunization protocols to produce anti-venoms to be used in human therapy against snakebites.Fil: Gomes, Marinna. Universidade Federal de Juiz de Fora; BrasilFil: Alvarez, Maria Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Quellis, Leonardo Ramos. Universidade Federal de Juiz de Fora; BrasilFil: Laguía Becher, Melina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Maimónides; ArgentinaFil: Castro, Juciane Maria de Andrade. Universidade Federal de Juiz de Fora; BrasilFil: Gameiro, Jacy. Universidade Federal de Juiz de Fora; BrasilFil: Caporrino, Maria Cristina. Governo do Estado de Sao Paulo. Secretaria da Saude. Instituto Butantan; BrasilFil: Silva, Ana Maria Moura da. Governo do Estado de Sao Paulo. Secretaria da Saude. Instituto Butantan; BrasilFil: Santos, Marcelo de Oliveira. Universidade Federal de Juiz de Fora; Brasi

Isolamento e localização imunohistoquímica de apirase de galha globosa de Calliandra brevipes BENTH (Fabaceae: Mimosoidae) usando anticorpos contra NTPDases e seu domínio B conservado

By alignment of amino acid sequences of the S. tuberosum apyrase and isoforms from other plant species, high identity (46 to 94%) and similarity (64 to 96%) were identified between them, including distinct species of Fabaceae, and closer structural relationship was found between the domains B from these proteins. Polyclonal antibodies anti- S. tuberosum potato apyrase inhibited 65-80% of the catalytic activity of this protein. In addition, polyclonal immune sera produced against homologue synthetic peptides potB1LJ, LbB1LJ and SmB1LJ or potB2LJ, LbB2LJ and SmB2LJ, derivatives from B domains of NTPDases isoforms, significantly inhibited (32 to 44%) potato apyrase activity. These antibodies could be useful molecular tools for studies of the apyrase isoforms. The apyrase activity from the non-galled stem (NS), non-galled leaf (NL), or globose gall (GG) tissue from Calliandra brevipes BENTH (Fabaceae: Mimosoidae) was tested in reaction medium pH 7.4 and in the presence of C12E9, the ADP, UDP or GDP hydrolysis by GG was 1.8 to 2.4 fold higher than non-galled tissues. Polyclonal antibodies anti-potato apyrase significantly inhibited (70 to 90%) the ATP, ADP, GDP or UDP hydrolysis by NS. In GG, similarly, the ATPase, GDPase, ADPase or UDPase activity was also significantly inhibited (40-66%). For isolation and identification of apyrase from normal tissues and globose gall from the Calliandra brevipes, sample of NS, NL or GG tissue was previously homogenised in Triton X-100 plus sodium deoxycholate, and fractionated in non-denaturing gel containing the same detergents. Using ADP as the substrate, the enzyme catalytic activity gave rise to the appearance of a single calcium phosphate precipitate band displaying identical electrophoretic mobilities in NS, NL, and GG samples, being more intense in this last one suggesting that apyrase is over-expressed in this tissue. In this band of higher mobility, a number of distinct polypeptides ranging from 52 to 75 kDa were recognized by cross-immunoreactivity with polyclonal anti-potato apyrase antibodies, suggesting the existence of active forms of the same protein with different net charges, possibly as a result of distinct glycosylation levels. In addition, an immunoreactive band of approximately 52 kDa, of lower mobility and activity, was also identified in all tissues, possibly apyrase in completely deglycosylated form. By histochemical techniques and light microscopy, micrometric sections stained with lugol or Astra Blue-Saphranine evidenced the chamber pulpal widely surrounded by nutritive tissue containing starch in its distal portion, and cortical parenchime delimited by rings sclereides lignified. By histochemical techniques, the ADPase or ATPase activity was found as a granular dense lead phosphate deposit distributed at the external surface, and inside of the nutritive cells of the globose gall. By immunohistochemical techniques, using confocal laser scanning microscopy and antibodies anti-potato apyrase and anti-synthetic peptides, the gall globose apyrase was found at same sites. In addition, the time of laboratory germination of C. brevipes seed was determined, and on the fifth day after test installation, the first leaf opened, identifying rapid growing tissues suitable for further investigations on the participation of both apyrase and regulation of ATP hydrolysis in cell proliferation.Por alinhamento das sequências de aminoácidos da apirase de S. tuberosum e isoformas de outras espécies de plantas, alta identidade (46% a 94%) e similaridade (64% a 96%) foram identificadas entre elas, incluindo espécies diferentes de Fabaceae, e estreita relação estrutural foi encontrada entre os domínios B destas proteínas. Anticorpos policlonais anti-apirase de batata S. tuberosum inibiram 65-80% da atividade catalítica desta proteína. Soros imunes policlonais produzidos contra os peptídeos sintéticos homólogos potB1LJ, LbB1LJ e SmB1LJ ou potB2LJ, LbB2LJ e SmB2LJ, derivados de domínios B de isoformas de NTPDases, inibiram significativamente (32-44%) a atividade da apirase de batata. Estes anticorpos podem ser ferramentas moleculares auxiliares para o estudo das isoformas de apirase. A atividade apirásica de tecidos de folha (NL) ou caule (NS) normais e de galha globosa (GG) de Calliandra brevipes BENTH (Fabaceae: Mimosoidae) foi testada em meio de reação pH 7,5 e na presença de C12E9, e a hidrólise de ADP, UDP ou GDP por GG foi 1,8 a 2,4 vezes maiores que tecidos não galhados. Anticorpos policlonais anti-apirase de batata inibiram significativamente (70-90%) a hidrólise de ATP, ADP, GDP ou UDP por NS. Em GG, similarmente, a atividade ATPásica, GDPásica, ADPásica ou UDPásica foi significativamente inibida (40-66%). Para o isolamento e identificação de apirase de tecidos normais e galha globosa de Calliandra brevipes, amostra de tecido de NS ou NL não galhado, ou de GG previamente homogeneizada em Triton X-100 mais deoxicolato de sódio foi fracionada em gel não desnaturante contendo os mesmos detergentes. Usando ADP como o substrato, a atividade catalítica da enzima permitiu o aparecimento de uma única banda de precipitado de fosfato de cálcio mostrando idêntica mobilidade eletroforética nas amostras NS, NL e GG, sendo mais intensa nesta última, sugerindo que a apirase é superexpressa neste tecido. Nesta banda de maior mobilidade, distintos polipeptídeos de 52 a 75 kDa foram reconhecidos pela imunoreatividade cruzada de anticorpos anti-apirase de batata, sugerindo a existência de formas ativas da mesma proteína com diferentes cargas líquidas, possivelmente como um resultado de diferentes níveis de glicosilação. Além disso, uma banda de aproximadamente 52 kDa, de menor mobilidade e atividade, foi também identificada em todos os tecidos, possivelmente a apirase em sua forma completamente deglicosilada. Usando técnicas histoquímicas e microscopia óptica, cortes micrométricos corados por lugol ou azul de astra-safranina evidenciaram a câmara pulpal amplamente circundada por tecido nutritivo contendo amido em sua porção distal, e parênquima cortical delimitado por anéis esclerenquimáticos lignificados. Por técnicas histoquímicas, a atividade ADPásica ou ATPásica foi encontrada como um depósito eletrodenso granular de fosfato de chumbo distribuído na superfície externa, e nos tecidos nutritivos da galha globosa. Por técnicas imunohistoquímicas, usando Microscópio Confocal de Varredura a Laser e anticorpos anti-apirase de batata e anti-peptídeos sintéticos, a apirase de galha globosa foi encontrada nos mesmos sítios. Hipóteses funcionais para esta proteína estão sob investigação. Além disso, o tempo de germinação de semente de C. brevipes foi determinado, e no quinto dia após a instalação do teste, a primeira folha foi aberta, identificando tecidos de crescimento rápido apropriados para a investigação da regulação da hidrólise de ATP por apirase na proliferação celular.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio

Educación ambiental transformadora: estudio comparado entre Brasil y Cuba

La educación ambiental favorece la transformación de espacios comunitarios, es así que la presente investigación se efectuó con el objetivo de estudiar prácticas de educación ambiental transformadoras para comprender las interacciones que ocurren entre la escuela y la comunidad, para ello se realizó un estudio cualitativo y se efectuó un análisis comparado entre las prácticas de las escuelas seleccionadas en Brasil y Cuba. Los resultados develaron que la interacción escuela comunidad se logra con la participación y sinergia entre actores escolares y comunitarios, vinculando los contenidos a la realidad. El estudio comparado mostró las semejanzas entre ambas prácticas a pesar de realizarse en contextos desiguales, las diferencias encontradas están marcadas por el contexto. También fueron evidentes los desafíos de la educación ambiental transformadora la que necesita ser más crítica ante la realidad socioambiental y tener mayor alcance para involucrar a todos los actores relacionados

Proteômica: uma introdução aos métodos e aplicações

As proteínas desempenham a maior parte das funções fisiológicas das células, constituindo também importantes alvos farmacológicos e biomarcadores de doenças. A pesquisa qualitativa, quantitativa e a elucidação estrutural destas moléculas são fundamentais para a compreensão do funcionamento dos sistemas biológicos, bem como na aplicação destas para o desenvolvimento de novos métodos diagnóstico. O estudo do proteoma nos permite identificar as proteínas que estão sendo expressas em um determinado momento, quantificá-las e observar suas modificações pós-transducionais. Dessa maneira, a análise proteômica fornece informações mais abrangentes e que não podem ser inferidas a partir das informações obtidas através da análise genômica. Este tipo de estudo envolve etapas como: extração e tratamento da amostra, separação das proteínas e/ou peptídeos, espectrometria de massas e análise dos dados usando ferramentas de bioinformática. O presente trabalho faz uma revisão narrativa sobre as principais técnicas aplicadas desde o preparo de amostras até a identificação das proteínas.

NTPDase 1 de Leishmaniabraziliensis como um alvo terapêutico: Estudos dos mecanismos pelos quais os ácidos alquilaminoalcanotiossulfúricos são antileishmaniais

A proteína nucleosídeo trifosfato difosfohidrolase 1 (NTPDase 1) de Leishmania(Viannia) braziliensis(Lb) foi recentemente identificada como antigênica e está presente em formas promastigota e amastigota deste protozoário, sendo um possível alvo de drogas. Compostos pertencentes à série dos ácidos N-alquilaminoalcanotiossulfúricos (AAATs), de baixa toxicidade para mamíferos, foram caracterizados como novos antileishmaniais. O estudo de seus modos de ação foi iniciado, e neste trabalho os efeitos de AAATs sobre a atividade fosfohidrolítica da preparação de promastigotas são demonstrados. O ácido 2-(sec-butilamino)-1-octanotiossulfúrico (SSEC) inibe significativamente as atividades ATPásica e ADPásica da preparação de promastigotas (Ki 10-1000 µM), enquanto o ácido 1-(terc-butilamino)-2-etanotiossulfúrico (TBSO) foi menos efetivo. Adicionalmente, estudos preditivos de carga líquida do SSEC em função do pH foram efetuados e, em uma variação de pH de 1 a 8, o estado de ionização deste composto é identicamente mantido. A lipofilia do SSEC conferida pela cadeia carbônica, associada à carga positiva conferida pelo grupo amino, sugere a translocação do composto através de membranas atuando em organelas intracelulares, bem como interagindo com o parasito. A NTPDase 1 pode ser apontada como um novo alvo terapêutico e o SSEC poderá ser explorado em novos protocolos experimentais de leishmanioses

Purificação da nucleosídeo trifosfato difosfohidrolase 1 (NTPDase 1) antigênica de Leishmania infantum

As NTPDases (nucleosídeo trifosfato difosfohidrolases) são enzimas que hidrolisam nucleosídeos di- e trifosfatados sob ativação de íons bivalentes. Uma atividade NTPDásica foi caracterizada em promastigotas de Leishmania infantum, um protozoário causador de leishmaniose visceral.Neste trabalho, a NTPDase 1 foi purificada de preparação de promastigotas usando como estratégia eletroforese em gel não-desnaturante e os detergentes deoxicolato de sódio e Triton X-100, os quais preservam a atividade fosfohidrolítica desta enzima. Após eletroforese, incubação do gel com ATP e inibidor de ATPases do tipo P permitiu a visualização de uma única banda com depósito branco de fosfato de cálcio. Esta banda ativa foi isolada e por SDS-PAGE e coloração pela prata foi identificada como polipeptídeos de 50 e 47 kDa. Por Western blot, os dois polipeptídeos foram reconhecidos pelo soro imune anti-LbB1LJ, o qual reconhece especificamente a porção N-terminal do domínio B de NTPDases 1 de Leishmania. Por espectrometria de massas, a identidade da NTPDase 1 foi confirmada pela identificação de seis peptídeos trípticos coincidentes com a NTPDase 1 anotada em seu genoma (NCBI gi|134068433), uma cobertura de 19% de sua sequência primária. As atividades ATPásica (555 ± 93 nmol Pi x mg-1 x min-1) e ADPásica (644 ± 38 nmol Pi x mg-1 x min-1) revelaram um índice de purificação de aproximadamente 62 vezes e uma razão de atividade ATPase/ADPase de aproximadamente 1, confirmando a efetividade desta estratégia para o isolamento da NTPDase 1 de promastigotas de L. infantum