Doutorado em Biotecnologia

• LORHENN BRYANDA LEMES MAIA

• Márcio de Castro Silva Filho

SUGARWINs são proteínas PR-4 associadas à defesa da cana-de-açúcar contra fitopatógenos. Essas proteínas desempenham um importante papel na defesa das plantas, em particular contra patógenos fúngicos, como Colletothricum falcatum (Went) e Fusarium verticillioides. A família das proteínas PR-4 é um grupo equipado com um domínio BARWIN, que pode estar associado a um domínio de ligação à quitina. Várias proteínas PR-4 exibem ambas atividades de quitinase e RNase, sendo esta última associada à presença de dois resíduos de histidina H11 e H113 (BARWIN) [H44 e H146, SUGARWINs]. Na cana-de-açúcar, SUGARWIN1 exibe atividades de ribonuclease, quitosanase e quitinase, enquanto SUGARWIN2 apenas exibe atividade de quitosanase. A fim de decifrar os determinantes estruturais envolvidos nesta gama diversificada de especificidades enzimáticas, determinamos a estrutura 3D da SUGARWIN2, com resolução de 1,55Å por difração de raios-X. Esta é a primeira estrutura de uma proteína PR-4 onde a primeira histidina foi substituída por asparagina. Sendo subsequentemente usada para construir um modelo de homologia para a SUGARWIN1. Simulações de dinâmica molecular de ambas as proteínas revelaram a presença de uma alça flexível apenas em SUGARWIN1 e postulamos que isso, juntamente com a presença da histidina catalítica em posição 42, torna-a competente como uma ribonuclease. Uma análise filogenética de PR-4 obtidas a partir de 106 genomas Embryophyta mostraram que ambas as histidinas catalíticas estão espalhadas entre eles com poucas substituições durante a história evolutiva da família dos genes. A substituição do H11 pelo N11 também está presente em duas outras proteínas PR-4 da cana-de-açúcar: SUGARWIN3 e SUGARWIN4. Assim, propomos que a atividade RNase estava presente nas primeiras proteínas Embryophyta PR-4, mas foi recentemente perdida em membros desta família durante o curso da evolução.

Palavras-chave: SUGARWIN, BARWIN, cristalografia, loop variável, PR-4, análise filogenética.

• CAMILA FONTOURA ACOSTA RIBEIRO

• Cristiano Marcelo Espínola Carvalho

Estudos têm demonstrado que o tratamento com antibióticos pode trazer alterações à saúde do hospedeiro devido ao comprometimento da microbiota intestinal. No entanto, esses estudos geralmente não avaliam a supressão microbiana gerada por antibióticos após o tratamento de uma infecção. Portanto, tendem a não simular os mecanismos fisiológicos alterados nesta condição. Desta forma, este estudo objetivou avaliar os efeitos da depleção da microbiota intestinal após o tratamento de infecção sistêmica induzida por Escherichia coli. Para isso, foram utilizados camundongos (Balb/c) divididos em animais infectados e controles, tratados ou não com meropenem. Estes animais foram avaliados em três diferentes tempos experimentais e ao final de cada etapa, foram realizadas coletas de amostras fecais para avaliar a variabilidade na composição da microbiota intestinal, bem como amostras de intestino, pulmão, sangue e lavado peritoneal para análises posteriores. A extração de DNA fecal foi realizada para análise da região 16S rDNA por meio de reação em cadeia da polimerase (PCR) com primers específicos para o domínio Bactéria.

• CAROLINA SANTOS PEREIRA TRINDADE

• Carina Elisei de Oliveira

A brucelose é uma das principais zoonoses negligenciadas do mundo, é considerada um sério problema entre bovinos, atingindo outras espécies de animais domésticos, silvestres e também o homem. A principal medida de controle e profilaxia contra a doença é a vacinação com a cepa B19, vacina viva atenuada que ativa o sistema imunológico do hospedeiro logo após a imunização, utilizada para o controle e prevenção da brucelose bovina, entretanto, pode interferir no diagnóstico da doença, provocar aborto em vacas prenhas e possui alto risco ao homem. Uma possível alternativa são tratamentos imunomoduladores, como os realizados através de pós-bióticos, os quais consistem em células microbianas inativadas, componentes celulares e metabólitos secundários que podem estimular a resposta imune do hospedeiro. Neste contexto, objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial imunomodulador do pós-biótico Ingubal Ruminant® na resposta contra B. abortus em camundongos. Para os experimentos foram utilizados 128 camundongos BALB/c fêmeas, de 6 a 8 semanas de idade, distribuídos em quatro grupos, com 32 animais cada: 1A, 1B, 2A e 2B. 

• Juliana Prati Salvador

• Ludovico Migliolo

Os esfoliantes fazem parte da rotina de skin care de muitas pessoas e seu consumo tem aumentado progressivamente. A maioria dos produtos para esfoliação contém microesferas de polietileno (MPE), um conhecido poluidor ambiental. É reconhecida pela comunidade cientifica a necessidade de buscar materiais alternativos ao MPE para que sejam utilizados como matéria-prima em esfoliantes. Diversas alternativas mais sustentáveis já foram propostas e existem algumas patentes concedidas a esfoliantes naturais, utilizando cana-de-açúcar, pinhão, casca de maracujá, entre outras. Esse estudo propôs a inédita composição, processo e uso de material esfoliante para a pele obtido a partir de cascas de ovos do Caiman yacare (jacarédo-pantanal) nascidos em criadouros em modelo ranching. A obtenção do material esfoliante iniciou com a higienização das cascas e remoção do cório. Depois de limpas, as cascas foram secas, trituradas e incorporadas em uma base sabonete líquido, na concentração de 5%, a fim de validar suas propriedades esfoliantes. 

• BRENO EMANUEL FARIAS FRIHLING

• Ludovico Migliolo

O setor de saúde tem o enorme desafio de desenvolver terapias anticâncer mais eficientes. A natureza apresenta um amplo repertório de biomoléculas com potencial farmacológico, incluindo proteínas de animais peçonhentos. Dentre os componentes proteicos dos venenos de serpentes, as fosfolipases (PLA2) possuem uma grande importância para o desenho de novos compostos anticâncer. Com isso, o objetivo do presente trabalho foi purificar, caracterizar e avaliar as propriedades anticâncer de uma PLA2 isolada do veneno de Bothrops moojeni. A PLA2 do veneno bruto de B. moojeni foi purificada por meio de três etapas cromatográficas, nas colunas Sephacryl S-100 e RP-HPLC C18, monitoradas por atividade enzimática e SDS-PAGE (12%). A B. moojeni PLA2 (BmPLA2) teve a massa molecular e a sequência N-terminal identificadas por espectrometria de massa e degradação de Edman, respectivamente. A BmPLA2 foi testada contra células de adenocarcinoma colorretal epitelial humano (Caco- 2), células de rabdomiossarcoma humano (RD) e carcinoma mucoepidermoide do pulmão (NCI-H292), usando células de fibroblastos humanos (MRC-5) e células da microglia (BV-2) como controle da citotoxicidade, onde todas as células foram avaliadas nas mesmas concentrações (0,3 - 9,2 μM). A BmPLA2 apresentou 13.836 Da, e sequencia primária homologa com semelhança de 90% com a outra PLA2 da mesma espécie. A BmPLA2 exibiu um IC50 de 0,6 µM contra Caco-2 e 0,097 µM contra RD, apresentando um índice de seletividade de 1,85 e 11,23 (em comparação com MRC-5), 6,33 e 38,27 (em comparação com BV-2). Assim, descrevemos uma nova aplicação biológica para a BmPLA2, que dá suporte ao entendimento de novos mecanismos de ação assim como o desenvolvimento de novos fármacos a base da estrutura dessa isoforma.

• Alanderson Rodrigues da Silva

• Heitor Miraglia Herrera

Morcegos são hospedeiros de diversas espécies de tripanossomatídeos com destaque para as espécies de Leishmania e as espécies do clado Trypanosoma cruzi, frequentemente relatadas em morcegos no Brasil. Embora observadas em todos os biomas, em ambientes silvestres e urbanos, estudos sobre este tema restringem-se a isolamento e detecção molecular. O objetivo deste trabalho foi descrever os aspectos relacionados ao parasitismo por Leishmania infantum e Trypanosoma cruzi marinkellei em morcegos filostomídeos, capturados na área urbana de Campo Grande, Mato Grosso do Sul. No primeiro capítulo foi investigado a infecção de dez indivíduos da espécie Artibeus planirostris e seis indivíduos de Carollia perspicillata positivos para Leishmania infantum por PCR em tempo real. Fragmentos de baço, fígado e pele foram submetidos às técnicas histológicas e imunohistoquímicas e ambos os grupos, positivo e negativo, não apresentaram diferenças em relação ao microambiente tissular. 

• HERMENEGILDO CALCAS NETO

• Marco Hiroshi Naka

Este trabalho refere-se a um sistema de controle inovador capaz de atenuar o peso sobre os membros inferiores para auxiliar à reabilitação de locomoção/marcha humana, utilizando Inteligência Artificial (IA) do tipo Lógica Fuzzy. Esta invenção é capaz de controlar um sistema mecânico de talha elétrica disposto em um guincho de ponte rolante e auxiliar na reabilitação de paciente com dificuldade de execução da marcha humana. Foi construído um guincho semelhante a uma ponte rolante industrial, visando contribuir no tratamento de marcha humana proporcionando um melhor conforto para o usuário e profissional de reabilitação. O dispositivo deste trabalho é um módulo microcontrolado com Interface Homem Máquina (IHM) equipado com uma tela de cristal líquido com botões analógico, que pode ser usado em qualquer sistema de içamento de pacientes, neste caso testado com o guincho descrito. Este sistema de controle cria um ambiente simulado para o paciente, dando a este a sensação de estar posicionado dentro de uma piscina, porém, sem água e com empuxo variável. Fornece também ao profissional uma interface de controle simples, ajustável e de fácil acompanhamento. 

• ANA CAROLINA DA COSTA

• Cirano José Ulhoa

Os fungos do gênero Trichoderma são conhecidos por serem agentes de controle biológico de pragas e bons produtores de enzimas de degradação de parede celular vegetal. Considerando a importância do gênero Trichoderma, este trabalho teve como objetivo o estudo da espécie Trichoderma piluliferum e suas possíveis aplicações biotecnológicas: no controle da doença antracnose em bananas causada pelo fungo Colletotrichum musae e o estudo da xilanase produzida por ele, sua purificação e caracterização. A capacidade antagônica de T. piluliferum contra C. musae foi avaliada por meio de testes in vitro e in vivo. O fungo T. piluliferum cresceu sobre as hifas de C. musae e ocupou toda a superfície do meio. Metabólitos voláteis e não voláteis produzidos por T. piluliferum inibiram o crescimento micelial de C. musae, 62% e 20%, respectivamente. T. piluliferum secretou as enzimas de degradação da parede celular: quitinase, N-acetil-β-Dglucosaminidase, β-1,3-glucanase, bem como proteases após crescimento induzido com biomassa de C. musae. Essas enzimas danificaram as estruturas da parede celular de C. musae, resultando em hifas inchadas e vacuoladas. Os metabólitos reduziram os danos causados por C. musae em frutos de bananeira em comparação com os resultados obtidos com o fungicida Imazalil. Os dados mostraram que o tempo de aplicação dos metabólitos é um fator importante a ser considerado no desenvolvimento de um produto para prevenção de doenças pós-colheita em frutos de banana. Outra possibilidade de aplicação do fungo T. piluliferum é na produção de xilanases. Para a produção desta enzima o fungo foi cultivado em estado sólido utilizando farelo de trigo. 

• TAYNARA NUNES PASQUATTI

• Flábio Ribeiro de Araújo
• Carina Elisei de Oliveira (Orientador(a))

Mycobacterium bovis é o agente causador da tuberculose bovina, doença infectocontagiosa crônica de notificação obrigatória que afeta principalmente bovinos e bubalinos, entretanto pode acometer outras espécies de mamíferos, animais silvestres e humanos. Neste trabalho, foram analisadas lesões sugestivas de tuberculose de 63 animais provenientes do estado do Amazonas (12 bovinos e 45 bubalinos) e do estado do Pará (5 bovinos e 1 bubalino) provenientes de abatedourosfrigoríficos sob serviço de inspeção estadual (S.I.E). Foi realizada a cultura em duplicata em meio Stonebrink e 44/63 (69,8%) apresentaram colônias sugestivas de tuberculose e foram confirmadas por PCR para identificação da região RD4, 35/44 (79,5%) sendo M. bovis. Vinte e quatro isolados de M. bovis foram selecionados para realização do sequenciamento do genoma completo de acordo com a região de origem, a Bacia do Baixo Amazonas. O sequenciamento genômico foi realizado na plataforma multi-usuária NGS do Instituto de pesquisa Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ) no estado do Rio de Janeiro em março de 2020. A espoligotipagem foi realizada in silico para a identificação dos complexos clonais African 1 (Af1), African 2 (Af2), European 1 (Eu1) e European 2 (Eu2). Dois genomas foram excluídos devido à baixa cobertura com o genoma de referência de M. tuberculosis H37Rv, portanto 22 genomas foram sequenciados e caracterizados por espoligotipagem apresentando cinco perfis distintos, com predominância os perfis SB0822, SB0295, SB1190, SB1800 e SB0121. Na análise dos complexos clonais, Eu2 foi encontrado em (9/22) 41% dos isolados, 13/22 (59%) não foram identificados como pertencentes a nenhum dos quatro complexos clonais.