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Dissertações |
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Ítalo Leonardo Diogo
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AVALIAÇÃO COMPORTAMENTAL E BIOQUÍMICA EM CÓRTEX E HIPOCAMPO DE RATOS ALIMENTADOS COM DIETA CAFETERIA E TRATADOS COM ATORVASTATINA
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Orientador : LUCIANA ESTEFANI DRUMOND DE CARVALHO
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MEMBROS DA BANCA :
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HÉRCULES RIBEIRO LEITE
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JACQUELINE ALVES LEITE
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LUCIANA ESTEFANI DRUMOND DE CARVALHO
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Data: 30/03/2023
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A obesidade é uma doença crônica caracterizada pelo acúmulo excessivo de gordura corporal, que pode gerar distúrbio metabólico em todos os sistemas, incluindo no sistema nervoso, produzindo um processo de inflamação e de disfunção mitocondrial, principalmente pela produção excessiva de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs). Esses distúrbios geram morte neuronal e alterações comportamentais. A atorvastatina é um fármaco frequentemente utilizado para hipercolesterolemia, quase sempre associada à obesidade. O objetivo desse projeto foi avaliar parâmetros comportamentais e bioquímicos em hipocampo e córtex de ratos wistar machos alimentados com dieta do tipo cafeteria e tratados com atorvastatina. Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: dieta comercial – salina (CoSal), dieta comercial – atorvastatina (CoArt), dieta cafeteria – salina (CafSal) e dieta cafeteria – atorvastatina (CafArt). Administrou-se por gavagem a atorvastatina em doses de 10 mg/kg/dia e a salina em dose de 0,9% e os grupos cafeteria receberam água acrescida em 20% de sacarose. Os animais foram submetidos a pesagem diariamente e passaram por teste comportamental de ansiedade no 23º dia e no 24º dia por testes de memória. No 25º dia, os animais foram eutanasiados, o sangue foi coletado para a quantificação do colesterol por método colorimétrico e o corpo foi dissecado para retirada e pesagem das gorduras retroperitoniais e epididimais. Além disso, o córtex e os hipocampos foram dissecados e armazenados em freezer -80ºC, para realização posterior da quantificação de caspases e AIF por Western Blotting e para quantificação da lipoperoxidação pelo método de TBARS. O colesterol circulante foi afetado pela dieta e normalizado pela atorvastatina. Em relação ao peso, não houve variação do peso total, mas houve acúmulo de tecido adiposo nos animais cafeteria. A dieta cafeteria causou hipomobilidade e danos à memória espacial nos animais, e a atorvastatina inibiu esses efeitos. A dieta não causou problemas na memória de novo objeto nem na ansiedade, mas o uso de atorvastatina sem a dieta causou problemas nestes parâmetros. A expressão das proteínas apoptóticas (AIF e as caspases 8 e 9) foi aumentada pela dieta cafeteria e voltou ao controle com o uso de atorvastatina. A lipoperoxidação foi dosada pela metodologia de concentração de TBARS, nem a dieta nem a atorvastatina causam alterações nesse parâmetro.
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Obesity is a chronic disease characterized by excessive accumulation of body fat, which can generate metabolic disorder in all systems, including the nervous system, producing a process of inflammation and mitochondrial dysfunction, mainly by excessive production of Reactive Oxygen Species (ROS). These disorders generate neuronal death and behavioral changes. Atorvastatin is a drug frequently used for hypercholesterolemia, almost always associated with obesity. The objective of this project was to evaluate behavioral and biochemical parameters in the hippocampus and cortex of male wistar rats fed a cafeteria-type diet and treated with atorvastatin. Male Wistar rats were divided into four groups: commercial diet - saline (CoSal), commercial diet - atorvastatin (CoArt), cafeteria diet - saline (CafSal), and cafeteria diet - atorvastatin (CafArt). Atorvastatin was administered by gavage at a dose of 10 mg/kg/day and saline at a dose of 0.9%, and the cafeteria groups received water with 20% sucrose. The animals were weighed daily and underwent behavioral anxiety testing on day 23 and memory tests on day 24. On the 25th day, the animals were euthanized, blood was collected for cholesterol quantification by colorimetric method, and the body was dissected for removal and weighing of retroperitoneal and epididymal fat. In addition, the cortex and hippocampus were dissected and stored in -80ºC freezer for further quantification of caspases and AIF by Western Blotting and for quantification of lipoperoxidation by TBARS method. The circulating cholesterol was affected by diet and normalized by atorvastatin. Regarding weight, there was no change in total weight, but the weighing of fat showed that there was accumulation of adipose tissue in the cafeteria animals. The cafeteria diet caused hypomobility and spatial memory damage in the animals, and atorvastatin inhibited these effects. The diet did not cause problems in de novo memory or anxiety, but the use of atorvastatin without the diet caused problems in these parameters. The expression of apoptotic proteins (AIF and caspases 8 and 9) was increased by the cafeteria diet and returned to control with the use of atorvastatin.
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Carolina Alves Petit Couto
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Biodistribuição, atividade antitumoral e toxicidade de nanomicelas poliméricas carreadoras de quimioterápicos
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Orientador : MARIANA CAMPOS DA PAZ LOPES GALDINO
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MEMBROS DA BANCA :
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IGOR JOSE BOGGIONE SANTOS
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GISELE RODRIGUES DA SILVA
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ORLANDO DAVID HENRIQUE DOS SANTOS
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Data: 17/08/2023
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O uso de nanocarreadores possibilita o acúmulo do fármaco no tecido alvo, diminuindo efeitos adversos, inclusive para combinações terapêuticas entre fármacos de diferentes biodisponibilidades. Além disso, auxilia no tempo de prolongado de circulação da droga e na sua liberação controlada e sustentada. Nanomicelas polimércas carreadoras de metrotrexato e etoposideo (NPME) foram desenvolvidas previamente e mostraram resultados in vitro promissores. Os objetivos do presente trabalho consistem em avaliar (i) a expressão da proteína NCS1 após tratamento com as NPME, (ii) a citotoxicidade das NPME em modelos esferoides, (iii) a biodistribuição, a toxicidade e a atividade antitumoral das NPME em camundongos portadores de tumor e comparar esses efeitos das NPME com as drogas livres não carreadas. Um ensaio de western blot foi realizado para as proteínas das células 4T1luc e mostrou que essa linhagem apresenta expressão de NCS1, uma proteína relacionada à invasão celular e metástase. A expressão de NCS1 após tratamento com NPME já está sendo avaliada. Para o modelo de esferoides, foi realizado o cultivo 3D das células 4T1luc em agarose 2%. Esses foram tratados com as NPME (110 e 250 µg/mL) por 6 horas e, em seguida, avaliados quanto a liberação de lactato desidrogenase. Apesar dessas concentrações terem sido capazes de diminuir significativamente a viabilidade das células 4T1luc em monocamada (resultados prévios), elas não causaram toxicidade nos esferoides, provavelmente devido à dificuldade de penetração e difusão das NPME. Para a biodistribuição, as NPME, o metotrexato (MTX) e o etoposídeo (ETO) foram radiomarcados com tecnécio, apresentando pureza de 95,4% 62,7% e 77,7% respectivamente. A estabilidade da radiomarcação foi avaliada in vivo em animais saudáveis, que receberam via intravenosa NPME ou cada uma das drogas livres radiomarcadas. As imagens cintilográficas foram adquiridas 30 minutos, 4 e 7 horas após a injeção intravenosa e mostraram acúmulo esperado no fígado, rins e pulmão. Além disso a tieoide não apresentou radioatividade, o que indica que o tecnécio não se desprendeu das NPME nem dos fármacos, confirmando a estabilidade da radiomarcação. Tendo sido confirmadas a eficiência e a estabilidade da marcação, 18 animais foram inoculados subcutaneamente com células 4T1luc. O tumor está em fase de desenvolvimento para que a biodistribuição das drogas livres e nanocarreadas seja avaliada por aquisição de imagens cintilográficas e contagem radioativa dos órgãos. Em relação à atividade antitumoral in vivo, um experimento piloto está sendo conduzido em 18 animais portadores de tumor subcutâneo de 4T1luc, que estão recebendo diferentes concentrações das NPME e terão os tumores coletados para avaliação do seu tamanho e histologia. Sendo definida a melhor conncentração, será repetido o ensaio antitumoral in vivo para comparação com as drogas livres injetadas nas concentrações correspondentes e também para avaliar a toxicidade dos tratamentos (hemograma, funções hepáticas e renais, análise histológica dos órgãos).
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The use of nanocarriers makes it possible to distribute the drug in the target tissue, causing adverse effects, including for therapeutic combinations between drugs of different bioavailability. In addition, it helps in the prolonged circulation time of the drug and in its controlled and sustained release. Methotrexate and etoposide-carrying polymeric nanomicelles (NPME) were previously tested and with promising in vitro results. The objectives of this work are to evaluate (i) NCS1 protein expression after treatment with NPME, (ii) cytotoxicity of NPME in spheroid models, (iii) biodistribution, toxicity and antitumor activity of NPME in mice from tumor and compare these effects of NPME with free unloaded drugs. A western blot assay was performed for proteins from 4T1luc cells and showed that this cell line has the expression of NCS1, a protein related to cell invasion and metastasis. The expression of NCS1 after treatment with NPME is already being evaluated. For the spheroid model, 3D cultivation of 4T1luc cells in 2% agarose was performed. These were treated with NPME (110 and 250 µg/mL) for 6 hours and then fed for lactate dehydrogenase release. Although these concentrations were able to significantly decrease the viability of 4T1luc cells in the monolayer (previous results), they did not cause toxicity in the spheroids, probably due to the difficulty of diffusion and diffusion of NPME. For biodistribution, as NPME, methotrexate (MTX) and etoposide (ETO) were radiolabelled with technetium, showing purity of 95.4%, 62.7% and 77.7% respectively. The stability of the radiolabelling was evaluated in vivo in healthy animals, which received intravenously NPME or each of the free radiolabeled drugs. The scintigraphic images were acquired 30 minutes, 4 and 7 hours after the intravenous injection and found what was expected in the liver, kidneys and lung. Furthermore, the thyroid did not show radioactivity, which indicates that the technetium did not release from the NPME or the drugs, confirming the stability of the radiolabeling. Having confirmed the efficiency and stability of the labeling, 18 animals were subcutaneously inoculated with 4T1luc cells. The tumor is in the development phase so that the biodistribution of free and nanocarried drugs can be evaluated by acquisition of scintigraphic images and radioactive counting of the organs. Regarding in vivo antitumor activity, a pilot experiment is being controlled in 18 animals with subcutaneous tumor of 4T1luc, which are receiving different concentrations of NPME and will be collected for evaluation of its size and histology. Once the best concentration is defined, the in vivo antitumor assay will be repeated for comparison with the free drugs injected at the corresponding concentrations and also to evaluate the toxicity of the treatments (hemogram, liver and kidney functions, histological analysis of the organs).
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LETICIA SÃO JULIÃO SILVA
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Efeito temporal da dieta cafeteria na modulação autonômica da frequência cardíaca de ratos Wistar
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Orientador : VALERIA ERNESTANIA CHAVES
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MEMBROS DA BANCA :
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CRISTIANE QUEIXA TILELLI
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LUIZ EDUARDO VIRGILIO DA SILVA
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VALERIA ERNESTANIA CHAVES
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Data: 26/10/2023
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Há algumas décadas estamos passando por uma mudança alimentar, tendo aumentado o consumo de alimentos hipercalóricos, juntamente com a diminuição da atividade física, contribuindo para o aumento da adiposidade na população mundial. Pacientes com alta adiposidade podem desenvolver doenças crônicas, como a diabetes mellitus tipo 2, hipercolesterolemia e doenças cardiovasculares (DCV). Em estudos, foi demonstrado que o desbalanço autonômico desempenha um importante papel na patogênese de diversas DCV, aumentando o risco de morte cardíaca. Desta forma, o intuito do presente estudo foi avaliar o efeito temporal de uma dieta com altos níveis de carboidratos e lipídeos na modulação autonômica cardiovascular em ratos através da análise do registro do eletrocardiograma (ECG) por métodos lineares e não lineares. Ratos Wistar foram alimentados por 24 dias com ração suplementada com itens de alta densidade calórica e água acrescida de sacarose (20%) ou com ração comercial e água ad libitum. Foram confeccionados e implantados eletrodos de ECG em ambos os grupos de animais. Antes do procedimento cirúrgico os ratos receberam uma mistura de cetamina e xilazina, pentabiótico veterinário e meloxicam (doses ajustadas com o peso corporal). Nos dias 6, 12, 18 e 24 de dieta, foi realizado o registro do ECG dos ratos e ao final do experimento foram realizadas as análises lineares no domínio do tempo [média e desvio padrão (SDNN) e a raiz quadrada da média das diferenças entre intervalos RR consecutivos elevado ao quadrado (RMSSD)] e no domínio da frequência [bandas espectrais de baixa (LF) e alta (HF) frequência e a razão LF/HF] e as análises por métodos não lineares, a dinâmica simbólica [padrões de variação da famílias (0V, 1V, 2UV e 2LV)] e a entropia multiescala (escalas de 1 a 25 e os agrupamentos de escalas 1 a 5 e de 6 a 25). Também foram avaliados a frequência cardíaca (FC), o intervalo cardíaco (IC) e o ganho de peso corporal. As normalidades foram testadas pelo teste de Shapiro-Wilk e as diferenças significativas analisadas pelo teste two-way anova, exceto pela análise da entropia multiescala (EMS) e do peso corporal que foram avaliados pelo teste t de Student. Os dados foram expressos como média ± EPM (P<0,05). O presente experimento foi aprovado pelo Comitê de Ética no Uso de Animais da UFSJ (protocolo 32/2017). Em ratos alimentados com a dieta controle, foi observado que o seu desenvolvimento induziu diminuição da atividade simpática nos dias 12 e 18 de dieta, avaliado pela família 0V da dinâmica simbólica, e no dia 24 na família 1V da dinâmica simbólica. Os animais alimentados com a dieta controle, durante seu desenvolvimento tiveram aumento no IC/diminuição da FC. Os animais alimentados com a dieta cafeteria apresentam aumento da FC/diminuição no IC. Foi encontrado nos animais alimentados com dieta cafeteria aumento na banda LF (%) e na razão LF/HF a partir do 12º dia de dieta, assim como na família 0V da dinâmica simbólica e redução da família 2UV neste período, em relação aos ratos controle. Estes dados sugerem aumento da atividade do sistema nervoso simpático (FC, IC, LF, LF/HF, 0V) dos animais tratados com dieta cafeteria e diminuição da atividade parassimpática (2UV). A entropia multiescala esteve aumentada apenas no 12º dia de dieta nas escalas de 3 a 25. É possível que os ratos alimentados com a dieta cafeteria possuam valor de entropia maior que os ratos alimentados com a dieta controle, com complexidade fisiológica menor. É possível concluir que durante o desenvolvimento do rato há diminuição da atividade simpática e aumento da atividade parassimpática para o coração. A dieta cafeteria ofertada aos ratos bloqueia esse efeito a partir do 12º dia de oferta da dieta, por consequência, a atividade simpática para o coração permanece aumentada nesses animais. Desta forma, a dieta cafeteria oferecida aos ratos por um curto período de tempo é suficiente para alterar o equilíbrio simpatovagal cardíaco.
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few decades ago we have been going through a dietary change, with increased consumption of high-calorie foods, together with a decrease in physical activity, contributing to the increase in adiposity in the world population. Patients with high adiposity may develop chronic diseases, such as type 2 diabetes mellitus, hypercholesterolemia and cardiovascular disease (CVD). In studies, it has been shown that autonomic imbalance plays an important role in the pathogenesis of several CVDs, increasing the risk of cardiac death. Thus, the aim of the present study was to evaluate the temporal effect of a diet with high levels of carbohydrates and lipids on the cardiovascular autonomic modulation in rats through the analysis of the electrocardiogram (ECG) record by linear and non-linear methods. Wistar rats were fed for 24 days with ration supplemented with items of high caloric density and water added with sucrose (20%) or with commercial ration and water ad libitum. ECG electrodes were made and implanted in both groups of animals. Before the surgical procedure, the rats received a mixture of ketamine and xylazine, veterinary pentabiotic and meloxicam (doses adjusted with body weight). On days 6, 12, 18 and 24 of the diet, the ECG of the rats was recorded and at the end of the experiment linear analyzes were performed in the time domain [mean and standard deviation (SDNN) and the square root of the mean of the differences between consecutive RR intervals squared (RMSSD)] and in the frequency domain [low (LF) and high (HF) frequency spectral bands and the LF/HF ratio] and the analysis by non-linear methods, symbolic dynamics [variation patterns of families (0V, 1V, 2UV and 2LV)] and multiscale entropy (scales from 1 to 25 and scale groupings 1 to 5 and 6 to 25). Heart rate (HR), cardiac interval (CI) and body weight gain were also evaluated. Normalities were tested using the Shapiro-Wilk test and significant differences were analyzed using the two-way anova test, except for the analysis of multiscale entropy (EMS) and body weight, which was evaluated using Student's t test. Data were expressed as mean ± SEM (P<0.05). The present experiment was approved by the Ethics Committee for the Use of Animals of the UFSJ (protocol 32/2017). In rats fed the control diet, it was observed that its development induced a decrease in sympathetic activity on days 12 and 18 of the diet, evaluated by the 0V family of symbolic dynamics, and on day 24 in the 1V family of symbolic dynamics. The HR of the animals fed the control diet, during their development, had an increase in CI/decrease in HR. Animals fed the cafeteria diet showed an increase in HR/decrease in CI. An increase in the LF band (%) and in the LF/HF ratio from the 12th day on the diet was found in animals fed on the cafeteria diet, as well as in the 0V family of the symbolic dynamics and a reduction in the 2UV family in this period, in relation to the control rats. These data suggest an increase in sympathetic nervous system activity (HR, IC, LF, LF/HF, 0V) in animals treated with the cafeteria diet and a decrease in parasympathetic activity (2UV). The multiscale entropy was increased only on the 12th day of the diet in scales from 3 to 25. It is possible that the rats fed the cafeteria diet had a higher entropy value than the rats fed the control diet, with lower physiological complexity. It is possible to conclude that during the development of the rat there is a decrease in sympathetic activity and an increase in parasympathetic activity for the heart. The cafeteria diet offered to the rats blocks this effect from the 12th day of offering the diet, as a result, the sympathetic activity to the heart remains increased in these animals. Thus, the cafeteria diet offered to the rats for a short period of time is enough to alter cardiac sympathovagal balance.
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EDUARDO HENRIQUE DE PAULA RIBEIRO
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Ausência de Melatonina Materna no Neurodesenvolvimento e Sua Relação com o Espectro Autista: Alterações na Na,K-ATPase e Estresse Oxidativo nos Hipocampos de Ratos Wistar
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Orientador : CRISTIANE QUEIXA TILELLI
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MEMBROS DA BANCA :
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ROBINSON SABINO DA SILVA
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CRISTIANE QUEIXA TILELLI
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ISRAEL JOSE PEREIRA GARCIA
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Data: 01/12/2023
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A melatonina, hormônio produzido pela glândula pineal, regula o ciclo circadiano e atua como um potente antioxidante. Ela é fornecida pela mãe à prole, sendo crucial para um neurodesenvolvimento adequado. Disfunções da glândula pineal materna podem aumentar a susceptibilidade do feto ao autismo (transtorno do espectro autista, TEA). O TEA se manifesta em dificuldade de interação social, comportamentos repetitivos e interesses restritos. O hipocampo, uma região cerebral implicada na exploração e comportamento social, mostra-se alterado em indivíduos com TEA. Essas alterações podem estar ligadas a um desequilíbrio na homeostase do estresse oxidativo que, por sua vez, pode modificar a atividade enzimática da Na,K-ATPase. O objetivo deste estudo foi avaliar, através de biomarcadores do estresse oxidativo e da atividade enzimática de Na,K-ATPase, se a ausência de melatonina materna no período gestacional e pós-natal induz alterações bioquímicas similares às observadas no TEA na prole. Para isso, utilizamos dois modelos de ratos Wistar: filhotes de fêmeas que foram tratadas com 500 mg/Kg de ácido valproico (VPA) i.p. no 12,5º dia gestacional, como modelo de autismo, e filhotes que se desenvolveram na ausência de melatonina materna, gerados por fêmeas que tiveram a produção de melatonina interrompida pela retirada da glândula pineal, cirurgia denominada de pinealectomia (PTX), antes do período gestacional. Os resultados indicaram similaridades entre o perfil oxidativo do modelo VPA com o PTX, em que ambos obtiveram um decréscimo nos níveis de Glutationa reduzida (GSH), porém não foram alterados os níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2) nem os níveis de indicadores de peroxidação lipídica da membrana plasmática (TBARS). A ingestão de melatonina exógena não foi capaz de alterar esse perfil. Nossos resultados apontam que a atividade da Na,K-ATPase total e da subunidade α1 não foi alterada no grupo VPA, porém as subunidades α2,3 se mostraram elevadas. Em PTX, encontramos um aumento da atividade total e nas subunidades, α1 e α2,3, porém essas alterações só foram encontradas em fêmeas. A ingestão de MEL pode reverter essas alterações na atividade total e em α2,3 mas não teve efeito em α1. Nossos resultados sugerem que a ausência de melatonina materna pode influenciar no processo de neurodesenvolvimento do feto durante o período gestacional, através de alterações no perfil oxidativo.
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Melatonin, a hormone produced by the pineal gland, regulates the circadian cycle and acts as a powerful antioxidant. It is provided by the mother to the offspring, being crucial for proper neurodevelopment. Dysfunctions of the maternal pineal gland may increase the fetal susceptibility to autism (autism spectrum disorder, ASD). ASD manifests itself in difficulty with social interaction, repetitive behaviors and restricted interests. The hippocampus, a brain region involved in exploration and social behavior, is altered in individuals with ASD. These changes may be linked to an imbalance in the homeostasis of oxidative stress which, in turn, may modify the enzymatic activity of Na,K-ATPase. The objective of this study was to evaluate, through biomarkers of oxidative stress and Na,K-ATPase enzymatic activity, whether the absence of maternal melatonin in the gestational and postnatal periods induce biochemical changes similar to those observed in ASD in the offspring. For this, we used two Wistar rat models: pups of females that were treated with 500 mg/kg of valproic acid (VPA) i.p. on the 12.5th gestational day, as a model of autism, and puppies that developed in the absence of maternal melatonin, generated by females that had melatonin production interrupted by the removal of the pineal gland, a surgery called pinealectomy (PTX), before the gestational period. The results indicated similarities between the oxidative profile of the VPA model and PTX, in which both obtained a decrease in the levels of reduced Glutathione (GSH), but neither presented altered levels of hydrogen peroxide (H2O2) nor altered levels of peroxidation indicators, as seen by plasma membrane lipid peroxidation (TBARS). Exogenous melatonin intake was unable to change this profile. Our results indicate that the activities of total Na,K-ATPase and α1 subunit were not altered in the VPA group, however the α2,3 subunit activities were elevated. In PTX, we found an increase in total and α1 and α2,3 subunits activities, but these changes were only found in females. MEL ingestion could reverse these changes in total and α2,3 activities, but had no effect on α1 activity. Our results suggest that the absence of maternal melatonin can influence the fetal neurodevelopment process during the gestational period, through changes in the oxidative profile.
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Tuânia Natacha Lopes Silva
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Método de lise e inativação de espécies probióticas, bioprocesso de produção e desenvolvimento de microcápsula
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Orientador : PAULO AFONSO GRANJEIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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ENIO NAZARE DE OLIVEIRA JUNIOR
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FLAVIANO DOS SANTOS MARTINS
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KENNIO FERREIRA PAIM
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MARIA ESPERANZA CORTES SEGURA
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PAULO AFONSO GRANJEIRO
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Data: 27/02/2023
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Distúrbios na microbiota da pele estão relacionados a infecções e inflamação causadores de doenças como acne e entre outras. Alternativas para tratamento são cepas probióticas. Probióticos são microrganismos vivos que quando administrados em quantidades adequadas conferem benefícios à saúde do hospedeiro. A aplicação de lisados e inativados na indústria cosmética é uma tendência. Desde que os efeitos benéficos sejam mantidos eles apresentam vantagens, como transporte, vida útil, risco de translocação e infecção do consumidor. O objetivo deste estudo foi avaliar atividade antimicrobiana de sobrenadante livre de células, lisado e inativados, viabilidade, dano subletal, influência do meio de cultura em diferentes métodos, otimizar a produção de biomassa e microencapsulamento de isolados de bactérias do ácido láctico (BAL). Os sobrenadantes livre de células das quinze cepas de BAL não inibiram o crescimento de Corynebacterium xerosys ATCC 373 e Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442. Os únicos métodos capazes de inativar totalmente todas as cepas foram métodos térmicos. A viabilidade e danos subletais foi dependente da cepa, meio de cultivo e método de lise ou inativação. Os métodos de lise e inativação não mantiveram atividade antimicrobiana contra Cutibacterium acnes ATCC 6919. O MEV das cepas em soro de leite apresentou matéria orgânica envolvendo as células, não observado em MRS. A técnica de emulsificação / gelificação interna com alginato de sódio 5% proporcionou o encapsulamento de 61,94% sem liofilização e 37,83% com liofilização, sem sobrevivência gastrointestinal. Características físico-químicas foram analisadas por FTIR e microscópio óptico. A microcápsula perdeu atividade anti-acne. A realização da otimização cepa DE4 foi através do enriquecimento do soro de leite, utilizando o delineamento fatorial fracionado (DFF) e um delineamento composto central rotacional(DCCR), delineados pelo programa Minitab18. O bioprocesso obteve um alto nível de crescimento celular, alcançando valores maiores que 1015 UFC mL-1 . Concluímos que BAL em suas formas lisadas ou inativadas e encapsuladas não mantiveram atividade anti-acne promissora. A otimização de produção da cepa probióticas torna cada vez mais possível o escalonamento do bioprocesso.
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Disturbances in the skin microbiota are related to infections and inflammation that cause diseases such a acne and others. Alternatives for treatment are probiotic strains. Probiotics are live microorganisms that, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host. The application of lysed and inactivated in the cosmetic industry is a trend. As long as the beneficial effects are maintained, they have advantages such as transportation, shelf life, risk of translocation and consumer infection. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of cell-free, lysed and inactivated supernatant, viability, sublethal damage, influence of the culture medium on different methods, optimize biomass production and microencapsulation of lactic acid bacteria (LAB) isolates. Cell-free supernatants from the fifteen LAB strains did not inhibit the growth of Corynebacterium xerosys ATCC 373 and Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442. The only methods capable of completely inactivating all strains were thermal methods. Viability and sublethal damage was dependent on the strain, culture medium and lysis or inactivation method. The lysis and inactivation methods did not maintain antimicrobial activity against Cutibacterium acnes ATCC 6919. The SEM of the strains in whey showed organic matter surrounding the cells. The technique of emulsification / internal gelation with 5% sodium alginate provided encapsulation of 61.94% without lyophilization and 37.83% with lyophilization, without gastrointestinal survival. Physical-chemical characteristics were analyzed by FTIR and optical microscope. The microcapsule lost anti-acne activity. DE4 strain optimization was carried out by enriching the whey, using the fractional factorial design (DFF) and a central composite rotational design (DCCR), outlined by the Minitab program18. The bioprocess achieved a high level of cell growth, reaching values greater than 1015 CFU mL-1. We conclude that LAB in its lysed or inactivated and encapsulated forms did not maintain promising anti-acne activity. The optimization of probiotic strain production makes it increasingly possible to scale up the bioprocess.
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Eduardo José Azevedo Corrêa
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Estudos experimentais e computacionais da ação inseticida de óleos essenciais em Moscas Calliphoridae e identificação de seus possíveis alvos moleculares
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Orientador : LEONARDO HENRIQUE FRANCA DE LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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KAREN CACILDA WEBER
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LEONARDO HENRIQUE FRANCA DE LIMA
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LUCAS BLEICHER
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LUIZ GUSTAVO DE LIMA GUIMARAES
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RICARDO NASCIMENTO ARAUJO
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Data: 28/02/2023
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As propriedades biológicas dos óleos essenciais têm sido objecto de investigação científica durante décadas. Contudo, os meandros do seu mecanismo de ação desses óleos em diferentes organismos continuam ainda não claros. No uso da quimioinformática as características estruturais das moléculas podem ser descritas por suas propriedades físico-químicas derivadas da estrutura molecular tais como polaridade, volume e peso molecular, hidrofobicidade e outras por diante. Assim, identificar uma assinatura molecular relevante de compostos que poderiam ser utilizados para inteferir no mecanismo biológico dos insectos poderia nos levar à produção de produtos insecticidas mais seguros, eficazes, e selectivos. Com base na metodologia computacional, este trabalho visou desenvolver um protocolo computacional capaz de prever a relação composição/estrutura/função dos compostos de óleos essenciais e os seus alvos moleculares sobre as moscas varejeiras da família Calliphoridae e a validação experimental de um óleo essencial vegetal previsto como significativamente promissor. Para isso foi constituida uma base de dados virtual com 651 compostos de óleos essenciais de plantas biologicamente activas, escolhidos após terem sido montados com base em revisões anteriores da literatura e a partir de compostos de óleos essenciais naturais digitais de bases de dados Systematic X. Foram realizados ensaios de triagem virtual a partir desta base de dados sobre alvos moleculares arquetípicos que são alvos de insecticidas comerciais e componentes de óleos essenciais já documentados. Foram selecionados alvos neuroquímicos (Acetilcolinesterase (AChE) e receptor γ-Aminobutírico (GABAaR) em seus sítios agonista e antagonista); neurohormonal e neuromoduladores (receptor de octopamínico (OctpR)); proteínas responsáveis pelo crescimento e metamorfose (receptor nuclear do hormônio ecdysone (EcNR) e receptor Metopreno-tolerante (MET), receptor hormonal juvenil de insectos) e a proteina transportadora do hormônio juvenil (JHBP)). Para GABAaR e OctpR as possíveis conformações ou sítios de ligação agonista e antagonista foram consideradas. Os resultados mais elevados, de 1 a 2% de afinidade dos compostos, para cada alvo, foram obtidos através de uma rigorosa metodologia de agregação de pontuações por funções de classificação mais adequadas para cada sistema. Analisando os descritores quimioinformáticos das moléculas atingidas, podemos determinar as assinaturas farmacóforas de tais grupos, considerando os ligantes de alta afinidade para cada alvo determinado pela triagem virtual e clusterização com metodo de K-Means. Componentes do óleo essencial perfilados para três espécies vegetais e com acção insecticida descrita foram comparados com estas assinaturas, e o óleo essencial de Baccharis dracunculifolia foi seleccionado para validação experimental em bioensaio com moscas. Os bioensaios com óleo essencial fresco extraído do óleo de B. dracunculifolia em larvas de Chrysomya sp e adultos demonstram substancial consonância farmacológica dos seus componentes de óleo com diferentes alvos biocidas (mostrando um LD50 de 20,94%) e particularmente a sua elevada assinatura de associação com o receptor MET (dada a marcada sintomatologia anti-metamórfica observada). Levando estes dados conjuntamente em consideração, o presente estudo aponta o sucesso de uma metodologia promissora que poderia identificar assinaturas insecticidas farmacológicas nos óleos essenciais das plantas, que poderiam ser de alto valor para a bioprospecção de novos extractos naturais e moléculas de interesse saúde na agropecuária.
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The biological and technological properties of essential oils have been object of scientific research for decades. However, the intricacies of their mechanism of action remains ellusive. In chemoinformatics the structural features of molecules are described by Physico-chemical properties derived from the molecular structure like polarizability, molecular volume and weight, hidrophobicity and other. Thus, identify a relevant molecular signature of compounds that could be used to inteffer on biological mechanism of insects could lead to production of more safe, effective, and selective insecticide agents. Based on the computational methodology, this work aimed to predict the composition/structure/function relationship of essential oils compounds and their molecular targets over the non-biting blowflies of the Calliphoridae family and the experimental validation of a predicted oil as significantly promising. In this regard, a virtual database with 651 biologically active plant essential oils compounds are performed, chosen after being assembled based on previous literature reviews and from digital natural essential oils compounds from databases Systematic X. Virtual screening assays stem from this database were performed on archetypal molecular targets to commercial insecticides and documented sensitive essential oil components. Targets were selected based on neurochemical (acetylcholinesterase (AChE) and γ-aminobutyric acid class a receptor (GABAaR)); neurohormonal and neuromodulators (octopamine receptor (OctpR)); proteins responsible for the growth and metamorphosis (ecdysone nuclear receptor (EcNR) and methoprene tolerant protein, a juvenile hormone insect receptor (MET)) and hormone carriage (juvenile odorant family hormone binding protein (JHBP)), For EcNR, UsNR, and OctpR, and their possible agonist and antagonist binding conformations were also considered. The highest hits, top 1 to 2 % affinity of compounds, for each target were obtained by a rigorous methodology of clustering scores by ranking functions best suited for each system. By analyzing chemoinformatics descriptors of the hits molecules, we can determine the pharmacophore signatures to such assertive groups were then estimated considering both ligands themselves and their target association to it. The essential oil components profiled for three plant species and with described insecticidal action were compared to these signatures, and the Baccharis dracunculifolia essential oil was selected for experimental validation. Bioassays with fresh essential oil extracted of B. dracunculifolia oil on Chrysomya sp larvae and adults proved substantial pharmacophoric consonance of its oil components to different biocide targets (showing an LD50 of 20.94%) and particularly its high MET receptor association signature (given the marked anti-metamorphic symptoms observed). Taking this data together, the present study points out the success of a promising methodology that could identify insecticidal pharmacophore signatures on plants' essential oils, which could be of high value for the bioprospection of new natural extracts and molecules of agro-health interest.
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JONATAS OLIVEIRA DA SILVA
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Desenvolvimento de proteínas para kits de diagnóstico de rubéola visando transferência de tecnologia
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Orientador : ALEXSANDRO SOBREIRA GALDINO
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXSANDRO SOBREIRA GALDINO
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DANYELLE ROMANA ALVES RIOS
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LETICIA FERNANDES DE OLIVEIRA
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RODOLFO CORDEIRO GIUNCHETTI
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MARIA DE LOURDES BORBA MAGALHÃES
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Data: 12/04/2023
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Rubéola é uma doença de importância epidemiológica causada por infecção com o vírus da rubéola (RV). O vírus é transmitido por pessoas infectadas por meio de gotículas no ar. Muitos casos de anomalias congênitas ou mortes fetais foram relatados após infecções por RV durante as primeiras 16 semanas de gravidez. Essas anomalias congênitas são particulares da síndrome da rubéola congênita (SRC). Além disso, após o nascimento, a criança com SRC pode apresentar surdez, distúrbios oculares e cardiopatias, além de outras sequelas tardias, incluindo autismo, diabetes mellitus e disfunção tireoidiana. Um dos maiores desafios para o controle da Rubéola consiste no desenvolvimento de estratégias diagnósticas que permitam sua identificação com elevada acurácia, e, ao mesmo tempo, possam ser aplicadas em países pobres ou em desenvolvimento. Isto significa que o método diagnóstico necessariamente precisa apresentar elevado desempenho, reprodutibilidade, além de ter baixo custo de produção. Estas premissas são fundamentais na incorporação da ferramenta diagnóstica para aplicação ao Sistema Único de Saúde (SUS), ou ainda destinado a laboratórios particulares de análises clínicas, resultando em maior eficiência diagnóstica e redução de custos. Nosso grupo vem trabalhando com a estratégia de produção de proteínas inovadoras, expressas em Escherichia coli (E. coli), que resultaram em testes mais sensíveis e com menor custo de produção. Dentre as proteínas recombinante desenvolvidas por nosso grupo está a quimera recombinante multiepítopo denominada rMERUB, desenvolvida por SOUZA e colaboradores (2021), que em ensaios de ELISA preliminares, demonstrou resultados promissores para o diagnóstico de rubéola. O presente trabalho tem como objetivo aperfeiçoar os resultados preliminares obtidos pelos autores, além de desenvolver novas tecnologias para a produção de antígenos aplicados como insumos no diagnóstico por ELISA para Rubéola. Deste modo, padronizamos um kit de diagnóstico para rubéola com a proteína recombinante multiepítopo rMERUB e otimizamos a expressão da proteína recombinante em E. coli por meio da metodologia de superfície de resposta (MSR). Além disso, propomos a construção racional de dois novos antígenos candidatos ao diagnóstico da rubéola. Para essa finalidade, realizamos análise in sílico de cada epítopo utilizado na construção da proteína recombinante multiepítopo rMERUB, por meio da ferramenta vaxijen 2.0. O epítopo com maior valor de antigenicidade foi selecionado para a construção de dois peptídeos sintéticos. Nossos resultados demonstraram que tanto a proteína recombinante quanto os dois peptídeos sintéticos puderam discriminar significativamente soros positivos de soros negativos. Por fim, a empresa BIOCLIN – QUIBASA demonstrou interesse em usar os antígenos deste trabalho para construção de kits comerciais de diagnóstico para rubéola.
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Rubella is a disease of epidemiological importance caused by infection with the rubella virus (RV). The virus is transmitted by infected people through airborne droplets. Many cases of congenital anomalies or fetal deaths have been reported after survived by RV during the first 16 weeks of pregnancy. These congenital anomalies are particular to Down syndrome. congenital rubella (CRS). In addition, after birth, the child with CRS may present with deafness, eye disorders and heart diseases, in addition to other late sequelae, including autism, diabetes mellitus and thyroid dysfunction. One of the biggest challenges for the control of Rubella consist in the development of diagnostic strategies that ensured its identification with high accuracy, and, at the same time, can be applied in poor or developing countries. This means that the method the diagnosis necessarily needs to present high performance, reproducibility, in addition to having a low production cost. These premises are fundamental in the incorporation of the diagnostic tool for application to the Unified Health System (SUS), or still intended for private clinical analysis laboratories, resulted in greater diagnostic efficiency and cost reduction. Our group has been working with the strategy of producing innovative proteins, expressed in Escherichia coli (E. coli), which resulted in more sensitive tests with lower production costs. Among the recombinant proteins developed by us group is the recombinant multiepitope chimera called rMERUB, developed by SOUZA et al. (2021), which in preliminary ELISA assays, results proved promising for diagnosing rubella. The present work has with the objective of improving the preliminary results obtained by the authors, in addition to developing new technologies for the production of antigens applied as inputs in the diagnosis by ELISA for Rubella.
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