PPBIOTEC - Doutorado (Teses)

URI Permanente para esta coleção

http://www.hml.repositorio.ufop.br/handle/123456789/8821

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 33

Análise de QTL e gênomica comparativa para estudar mecanismos regulatórios da H+ -ATPASE de membrana plasmática de Saccharomyces cerevisiae.
(2021) Barbosa, Patrícia Gonçalves Prates; Brandão, Rogélio Lopes; Cunha, Aureliano Claret da; Cruz, Izinara Rosse da; Brandão, Rogélio Lopes; Fietto, Luciano Gomes; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Andrade, Milton Hércules Guerra de; Silva, Silvana de Queiroz
A H+ -ATPase é uma proteína presente na membrana citoplasmática de plantas e fungos e desempenha um papel essencial na geração de um gradiente eletroquímico de prótons, importante para a captação de nutrientes e regulação do pH intracelular. A ativação da H + -ATPase da membrana citoplasmática em Saccharomyces cerevisiae induzida por glicose é supostamente atribuída a um sinal de cálcio intracelular correlacionado ao metabolismo do fosfatidilinositol. Em estudos anteriores do nosso grupo de pesquisa, foi observada diferença de fenótipo entre as cepas S. cerevisiae BY4742 arg82Δ e PJ69 arg82Δ através do teste de atividade da H + -ATPase, indicando que o fenótipo de maior ativação da H + -ATPase está relacionado a vários genes. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi utilizar diferentes abordagens genômicas para identificar novos componentes da regulação induzida por glicose da H + -ATPase. Para isso, foram realizados o sequenciamento do genoma segregante agrupado, mapeamento de QTLs e análises de Bioinformática para identificar o possível motivo da diferença de fenótipo e, ou, novos componentes desta via de transdução de sinal. Uma vez identificadas as variantes na análise de mapeamento de QTL foi desenvolvido o script SNPsInQTLselection.py para identificar as bases genéticas que podem estar envolvidas com o fenótipo de maior atividade da H+ -ATPase. Após a utilização desse script foram identificadas 42 variantes em 33 genes potencialmente envolvidos com o fenótipo de interesse. Para priorização desses genes candidatos foi realizado análise de enriquecimento e interatoma que permitiram identificar 10 genes enriquecidos e envolvidos na via da telomerase e do fosfatidilinositol (STT4, PIK2, UGA2, EST1, MEC3, HEK2, TOP3, PSO2, STO1, FUR4). Cepas do background BY contendo essesrespectivos genes deletados (coleção EUROSCARF) foram utilizadas para teste de fenótipo de acidificação extracelular e sinalização de cálcio induzida por glicose. Por meio desses testes, 4 (UGA2, FUR4, EST1 e STT4) dos 10 genes enriquecidos, apresentaram o fenótipo de maior ativação da H+ -ATPase, fenótipo esse evidenciado nos testes de acidificação extracelular e sinal de cálcio. Destes 4 genes, vale destacar o STT4 visto que, de acordo com a função descrita para esse gene na literatura o fosfatidilinositol-4-fosfato pode exercer um papel na regulação da via de ativação de H + -ATPase, controlando a atividade da fosfolipase C. Tendo em vista uma relação positiva entre atividade da H + - ATPase e desempenho fermentativo, estudos futuros podem ser feitos com os genes/alelos identificados neste trabalho, com aplicação em cepas de leveduras industriais visando a melhoria na eficiência de processos fermentativos. Os genes (UGA2, FUR4, EST1 e STT4) merecem investigação detalhada para verificação do possível envolvimento na via de sinalização da H+ -ATPase. Esse trabalho apresenta pela primeira vez uma estratégia de Bioinformática para identificar genes candidatos quando o resultado do mapeamento de QTL não for significativo.
Análise poligênica da tolerância ao alumínio em Saccharomyces cerevisiae por mapeamento de QTL.
(2018) Mezadri, Hygor; Brandão, Rogélio Lopes; Thevelein, Johan; Dumortier, Françoise; Brandão, Rogélio Lopes; Rosa, Carlos Augusto; Tótola, Marcos Rogério; Cota, Renata Guerra de Sá; Freitas, Renata Nascimento de
O bioetanol é um produto de grande importância econômica, principalmente devido a sua utilização como combustível renovável. A levedura Saccharomyces cerevisiae utiliza a sacarose obtida da cana-de-açúcar para produzir bioetanol por fermentação. Alguns fatores diminuem a capacidade fermentativa dessa levedura, por exemplo, a presença de Al3+ no caldo de cana-de-açúcar, levando a um aumento do tempo de fermentação e menor produção de bioetanol. Este trabalho teve como objetivo realizar a análise poligênica da tolerância ao alumínio em Saccharomyces cerevisiae utilizando a técnica de mapeamento de QTLs (Quantitative Trait Locus). Uma triagem entre 840 estirpes de leveduras isoladas de diferentes ambientes foi feita a fim de selecionar uma altamente tolerante ao alumínio. Dentre as estirpes testadas, a levedura denominada Bruggeman Fresh apresentou crescimento e melhor desempenho fermentativo em presença de 5 mM de Al2(SO4)3. A estirpe PE-2, amplamente utilizada na produção de etanol pela indústria brasileira, apresentou uma maior sensibilidade ao alumínio. Estas duas leveduras, Bruggeman Fresh e PE-2, foram escolhidas para a estratégia de análise poligênica para o fenótipo de resistência ao alumínio adotada neste estudo. Após esporulação e dissecação das tétrades, os parentais superior e inferior foram selecionados e cruzados dando origem ao híbrido diploide. Foi realizado um pré-teste em meio sólido contendo alumínio com 658 segregantes obtidos a partir desse híbrido diploide, sendo que 150 segregantes foram selecionados e submetidos ao teste fermentativo. A partir do teste da performance fermentativa em presença de Al2(SO4)3, 30 segregantes foram selecionados como fenótipo superior (alta tolerância ao alumínio). Foi realizada a extração do DNA genômico desses 30 segregantes agrupados e 120 segregantes não selecionados (agrupados randomicamente), assim como das estirpes parentais superior e inferior e sequenciadas. A partir das análises das sequências e mapeamento de QTL foi encontrada uma região no cromossomo VI com grande ligação ao fenótipo de interesse, observado devido à diferença na frequência dos SNPs entre os grupos selecionado e não selecionado. Após a análise de reciprocidade hemizigótica, foi identificado que o gene FAB1 tem um importante papel sobre a tolerância ao alumínio em S. cerevisiae.
Análise proteômica da espécie exótica invasora Limnoperna fortunei para fins de prospecção de alvos para o controle e monitoramento.
(2018) Sanson, Ananda Lima; Borges, William de Castro; Borges, William de Castro; Sant'Anna, Eneida Maria Eskinazi; Ruiz, Jeronimo Conceição; Borges, Marcia Helena; Silva, Silvana de Queiroz
A espécie invasora de origem asiática Limnoperna fortunei, conhecida como mexilhão dourado, foi identificada pela primeira vez no Brasil em 1998 no Rio Grande do Sul e, deste então, vem provocando grandes danos econômicos e ambientais, tais como paradas de turbinas em hidrelétricas, entupimento de tubulações, morte de peixes, etc, principalmente por sua capacidade de fixação e proliferação. Neste contexto, o desenvolvimento de métodos capazes de propiciar sua caracterização com vistas ao controle das formas larvais e adultas é de grande interesse econômico, científico e tecnológico. Desde 2014 iniciativas como a elucidação do transcriptoma, genoma mitocondrial e mais recentemente da disponibilidade de dados genômicos dessa espécie tem permitido a aplicação de ferramentas moleculares que permitem estabelecer relações de expressão gênica diferencial frente a exposição a condições ambientais ou agentes diversos. Nesse trabalho, nós reportamos a identificação de 3.233 proteínas de L. fortunei via análise em larga escala (shotgun) empregando-se a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS). Proteínas de interesse tais como aquelas relacionadas a processos secretórios do parasito bem como vários receptores de membrana representam novos alvos passíveis de intervenção para o controle da espécie. Atenção particular foi dada às subunidades do proteassoma identificadas nesse trabalho. Esse complexo proteolítico é o principal responsável por degradação intracelular de proteínas em eucariotos e constitui alvo interessante para ação de drogas que modulam sua atividade. Neste contexto, o proteassoma 20S de L. fortunei foi obtido em grau satisfatório de homogeneidade e suas atividades peptidásicas avaliadas por meio de peptídeos fluorogênicos. Análises de LC-MS/MS permitiram a identificação de 13 das 14 subunidades que compõem a porção catalítica do proteassoma 20S. Ademais, os dados de proteômica permitiram confirmar a expressão dos principais representantes do sistema proteolítico de degradação intracelular dependente de ubiquitina e proteassoma 26S em L. fortunei. A última abordagem desse trabalho consistiu no bioensaio com a exposição do molusco a diferentes concentrações do moluscicida niclosamida (0,25 a 8,0 mg.L-1) para avaliação das alterações proteômicas induzidas. Ao todo, 46 proteínas diferencialmente expressas entre os indivíduos dos grupos controle e teste foram apontadas. Os resultados obtidos com esta abordagem constituem o primeiro inventário do proteoma expresso da espécie invasora L. fortunei e podem contribuir com a proposição racional de novos alvos moleculares para programas de controle e monitoramento desse bioinvasor.
Análises de QTL e genômica comparativa para estudar mecanismos regulatórios da H+-ATPase de membrana.
(2021) Barbosa, Patrícia Gonçalves Prates; Brandão, Rogélio Lopes; Cunha, Aureliano Claret da; Cruz, Izinara Rosse da; Brandão, Rogélio Lopes; Fietto, Luciano Gomes; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Andrade, Milton Hércules Guerra de; Silva, Silvana de Queiroz
A H+ -ATPase é uma proteína presente na membrana citoplasmática de plantas e fungos e desempenha um papel essencial na geração de um gradiente eletroquímico de prótons, importante para a captação de nutrientes e regulação do pH intracelular. A ativação da H + -ATPase da membrana citoplasmática em Saccharomyces cerevisiae induzida por glicose é supostamente atribuída a um sinal de cálcio intracelular correlacionado ao metabolismo do fosfatidilinositol. Em estudos anteriores do nosso grupo de pesquisa, foi observada diferença de fenótipo entre as cepas S. cerevisiae BY4742 arg82Δ e PJ69 arg82Δ através do teste de atividade da H + -ATPase, indicando que o fenótipo de maior ativação da H + -ATPase está relacionado a vários genes. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi utilizar diferentes abordagens genômicas para identificar novos componentes da regulação induzida por glicose da H + -ATPase. Para isso, foram realizados o sequenciamento do genoma segregante agrupado, mapeamento de QTLs e análises de Bioinformática para identificar o possível motivo da diferença de fenótipo e, ou, novos componentes desta via de transdução de sinal. Uma vez identificadas as variantes na análise de mapeamento de QTL foi desenvolvido o script SNPsInQTLselection.py para identificar as bases genéticas que podem estar envolvidas com o fenótipo de maior atividade da H+ -ATPase. Após a utilização desse script foram identificadas 42 variantes em 33 genes potencialmente envolvidos com o fenótipo de interesse. Para priorização desses genes candidatos foi realizado análise de enriquecimento e interatoma que permitiram identificar 10 genes enriquecidos e envolvidos na via da telomerase e do fosfatidilinositol (STT4, PIK2, UGA2, EST1, MEC3, HEK2, TOP3, PSO2, STO1, FUR4). Cepas do background BY contendo essesrespectivos genes deletados (coleção EUROSCARF) foram utilizadas para teste de fenótipo de acidificação extracelular e sinalização de cálcio induzida por glicose. Por meio desses testes, 4 (UGA2, FUR4, EST1 e STT4) dos 10 genes enriquecidos, apresentaram o fenótipo de maior ativação da H+ -ATPase, fenótipo esse evidenciado nos testes de acidificação extracelular e sinal de cálcio. Destes 4 genes, vale destacar o STT4 visto que, de acordo com a função descrita para esse gene na literatura o fosfatidilinositol-4-fosfato pode exercer um papel na regulação da via de ativação de H + -ATPase, controlando a atividade da fosfolipase C. Tendo em vista uma relação positiva entre atividade da H + - ATPase e desempenho fermentativo, estudos futuros podem ser feitos com os genes/alelos identificados neste trabalho, com aplicação em cepas de leveduras industriais 8 visando a melhoria na eficiência de processos fermentativos. Os genes (UGA2, FUR4, EST1 e STT4) merecem investigação detalhada para verificação do possível envolvimento na via de sinalização da H+ -ATPase. Esse trabalho apresenta pela primeira vez uma estratégia de Bioinformática para identificar genes candidatos quando o resultado do mapeamento de QTL não for significativo.
Análises genômicas para otimização da produção de compostos aromatizantes por estirpe de Saccharomyces cerevisiae isolada de produção de cachaça.
(2018) Araújo, Thalita Macedo; Brandão, Rogélio Lopes; Diniz, Raphael Hermano Santos; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira; Borges, William de Castro; Fietto, Luciano Gomes; Brandão, Rogélio Lopes; Andrade, Milton Hércules Guerra de
A qualidade das bebidas alcoólicas está intimamente relacionada à presença de concentrações equilibradas de compostos voláteis, subprodutos do processo de fermentação alcoólica e altamente influenciados pela linhagem da levedura utilizada de tal modo que a compreensão das bases moleculares da produção de compostos desejáveis represente a possibilidade do incremento da qualidade de bebidas fermentadas visando a agregação de valor ao produto final. O presente trabalho tem como objetivo realizar uma análise de características genéticas e fisiológicas das leveduras isoladas da produção de cachaça com potencial para aplicação na produção de outras bebidas alcoólicas. Desse modo, 118 linhagens da coleção LBCM foram avaliadas quanto a capacidade de metabolização de maltose, produção de baixas concentrações de sulfeto de hidrogênio, capacidade de transporte de maltotriose e capacidade de produção de compostos voláteis. A despeito de sua origem comum, as leveduras avaliadas apresentaram diferenças significativas em sua fisiologia. Algumas dessas leveduras apresentam potencial biológico para aplicação na produção de outras bebidas, como, por exemplo, cerveja. A linhagem LBCM1073 foi selecionada dentre as demais por ser heterotálica e pela sua capacidade de produção de acetato de isoamila, um éster altamente desejável em diversas bebidas alcoólicas. Após sequenciamento genômico dessa levedura, com cobertura de 263 vezes e a predição de 5686 genes, análises de genômica comparativa revelaram que a linhagem LBCM1073 apresenta um conjunto de 24 genes ausentes na linhagem laboratorial S. cerevisiae S288c. Alguns desses genes apresentam similaridade com S. bayanus e Lachancea sp. Um total de 64,15% dos genes da linhagem LBCM1073 apresenta ortólogos com genes de 40 ascomicetos avaliados. Dentre as vias já mencionadas na literatura como relacionadas à produção de compostos voláteis, a via de sinalização mTOR e a glicólise, são as que apresentaram maior percentual de genes ortólogos, justificado pela ampla distribuição dessas duas vias dentre os organismos utilizados para análise. Ao serem comparadas as sequências de aminoácidos de 34 enzimas,relacionadas à produção de compostos responsáveis por aromas, 13 foram idênticas entre LBCM1073 e S. cerevisiae S288c. Para as demais, as proteínas codificadas por LEU4, PMA1, RSP5, TOR1 e FAS2 não apresentaram as substituições descritas na literatura como relacionadas à maior produção de compostos on flavour. Em conjunto, esses dados mostram que LBCM1073 e S. cerevisiae S288c apresentam diversas distinções a nível genômico. Uma metodologia capaz de contribuir para melhor elucidar essas diferenças em relação à produção de compostos secundários à fermentação é a técnica de BSA (Bulked Segregants Analisys) ou análise de agrupamentos de segregantes. As análises fenotípicas de segregantes obtidos do cruzamento entre LBCM1073 e S. cerevisiae S288c revelou uma discreta relação direta entre a capacidade de conversão de álcool isoamílico em acetato de isoamila e o crescimento na presença de TFL 0,5 mM. Além disso, os segregantes já obtidos e avaliados poderão ser empregados na análise de QTLs envolvidos na produção de acetato de isoamila.
Avaliação comparativa do processo auto-fermentativo e bioaumentado de diferentes amostras de bagaços de cana- de-açúcar : identificação da microbiota autóctone e produtos gerados.
(2023) Souza, Isabela Morato de; Silva, Silvana de Queiroz; Gurgel, Leandro Vinícius Alves; Silva, Silvana de Queiroz; Guimarães, Valéria Monteze; Zorel, José Augusto; Brandão, Rogélio Lopes; Barreto, Elisa da Silva
O bagaço de cana-de-açúcar (BCA) é um material remanescente da indústria sucroalcooleira considerado fonte renovável, de baixo custo e rico em açúcares. A conversão desta biomassa lignocelulósica em bioprodutos é uma alternativa favorável para amenizar problemas ambientais causados pelo uso excessivo de matéria-prima de origem fóssil, além de contribuir para o conceito de biorrefinaria. Entretanto, devido à sua estrutura recalcitrante, o acesso aos açúcares do biomaterial é um desafio para microrganismos fermentadores. Assim sendo, objetivando alcançar um bioprocesso consolidado, o presente estudo investigou o potencial hidrolítico e fermentativo da microbiota autóctone do BCA bruto durante sua fermentação, bem como a prospecção dos microrganismos presentes na biomassa. Nos ensaios de fermentação foram testadas amostras de BCA de seis usinas (A, B, C, D, E e F) na concentração de 10 g/L, monitoradas por 408 h a 37oC, sob agitação. As cepas cultiváveis foram coletadas no tempo 96 h e três delas (X, Y e Z) foram selecionadas para serem inoculadas individualmente em ensaios bioaumentados. A caracterização metagenômica do consórcio microbiano foi realizada e para quantificação dos metabólitos obtidos durante a fermentação foi feita a análise da fração líquida, enquanto a fração sólida foi caracterizada a fim de determinar os teores de celulose, hemiceluloses e lignina no início e ao final do ensaio. A microbiota presente nos bagaços no início da fermentação incluiu principalmente organismos do gênero Acetobacter, ao passo que, com 96 h de ensaio houve predominância de bactérias fermentadoras, como Clostridium, Enterobacter e Ruminiclostridium. Ao final do ensaio a abundância de Ruminiclostridium foi expressiva para as amostras analisadas neste momento. Dentre as condições testadas, alcançou-se a remoção de 37% da fração de lignina, 58% de celulose e 44% de hemiceluloses na fermentação do bagaço D por sua microbiota autóctone bioaumentada por Klebsiella pneumoniae (isolado X). Os principais produtos obtidos foram ácido caproico (2,81 g/L em Dy), etanol (2,68 g/L em A), ácido acético (1,15 g/L em D), ácido isobutírico (0,97 g/L em E), metanol (0,97 g/L em A) e ácido propiônico (0,34 g/L em C). Isto demonstra o elevado potencial lignocelulolítico da microbiota autóctone do BCA por acessar e fermentar o próprio substrato, demonstrando a possibilidade de obtenção de bioprodutos de valor agregado através do bioprocesso consolidado.
Avaliação da fermentação de glicerol por Enterobacter sp. para a produção de hidrogênio e etanol.
(2019) Zorel, José Augusto; Silva, Silvana de Queiroz; Santos, Alexandre Soares dos; Baeta, Bruno Eduardo Lobo; Moreira, Leandro Marcio; Coelho, Maria Alice Zarur; Silva, Silvana de Queiroz
A despeito da imagem de sustentabilidade que acompanha o biodiesel, o balanço de massa de seu ciclo de vida ainda está longe de ser fechado, de modo que, com a expansão do biodiesel e em dependência de fatores do mercado, o glicerol pode ser considerado como coproduto ou resíduo. Portanto, a expansão sustentável das indústrias de biodiesel depende do tratamento do glicerol. Nesse sentido, a fermentação escura pode aliar o tratamento do glicerol à produção de monômeros, energia e biocombustíveis (como H2 e etanol), aumentando a gama de produtos das indústrias de biodiesel. No entanto, esse processo ainda é dificultado pela presença de impurezas e pelas altas concentrações necessárias para conferir aplicabilidade ao processo. Desse modo, esse trabalho avaliou as alterações no metabolismo fermentativo de dois isolados de Enterobacter sp., 3R e 9R, em resposta a variadas concentrações iniciais de glicerol (5, 10 e 40 gL-1; G5, G10 e G40, respectivamente). Apresentando-se como mais promissor, o isolado 9R foi avaliado quanto aos efeitos de impurezas, pH, oxigenação e quantidade de células sobre a bioconversão do glicerol. Os resultados desses testes serviram como base para definir os fatores pH, quantidade de células e concentração de glicerol como os mais influentes sobre o desempenho do isolado. Em seguida, foi realizada a busca dos melhores valores para esses parâmetros com uso da matriz de Doehlert e da função de desejabilidade. Desse modo, foram definidas três configurações visando diferentes objetivos: HEPG (maior consumo de glicerol e produção simultânea de H2, etanol e 1,3-PDO; sendo os valores ótimos: pH 7,85; 27,5 GI; 0,009 Inóc.); PG (maior consumo de glicerol e produção de 1,3-PDO; sendo os valores ótimos: pH 7,70; 41,0 GI; 0,009 Inóc.); e HEG (maior consumo de glicerol e produção simultânea de H2 e etanol; sendo os valores ótimos: pH 8,00; 23,0 GI; 0,009 Inóc.). Os resultados dos ensaios determinados pela função de desejabilidade ficaram de acordo com o estipulado, sendo obtidos os valores máximos de 59,4 mmol L-1 para a produção de H2 e 7,6 gL-1 (164,28 mmolL-1) para a produção de etanol pela configuração HEG. O consumo de glicerol também foi otimizado, alcançando na condição HEG o valor de 22,5 gL-1 (98,0 % do glicerol adicionado) em menos 24 horas. Essa condição possibilitou a obtenção de 0,42 L de etanol e 59,04 L H2 por kg de glicerol consumido. Espera-se que os resultados obtidos nesse trabalho sirvam como base para os próximos estudos desenvolvidos por nosso grupo no campo de bioconversão do glicerol.
Avaliação in silico e in vitro do efeito tripanocida de óleos essenciais e desenvolvimento de sistemas nanoestruturados como alternativa terapêutica da doença de Chagas.
(2019) Seibert, Janaína Brandão; Santos, Orlando David Henrique dos; Vieira, Paula Melo de Abreu; Alexander, Cameron; Santos, Orlando David Henrique dos; Vieira, Paula Melo de Abreu; Silva, André Talvani Pedrosa da; Costa, Daniela Caldeira; Coelho, Eduardo Antônio Ferraz; Santos, Silvana Maria Elói
A falta de uma terapêutica tripanocida eficiente, principalmente na fase crônica da doença de Chagas e sem a presença de efeitos adversos intensos impulsiona a pesquisa para o desenvolvimento de novos fármacos. As substâncias produzidas através do metabolismo secundário de plantas podem apresentar diferentes efeitos biológicos e serem utilizadas como princípios ativos no tratamento de doenças. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi caracterizar quimicamente os óleos essenciais extraídos das espécies Cymbopogon densiflorus, Cymbopogon nardus, Melaleuca leucadendron e Microlicia graveolens, bem como avaliar a atividade anti-Trypanosoma cruzi dos fármacos livres e após encapsulamento em sistemas nanoestruturados. A obtenção desses óleos ocorreu a partir da hidrodestilação das partes aéreas, com rendimentos em torno de 0,1 a 2,0% de acordo com a espécie. A caracterização realizada através da cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas permitiu a identificação de mais de 90% dos compostos, com presença majoritária de monoterpenos oxigenados. A partir da análise in silico foi possível prever inicialmente que todos os óleos em estudo apresentariam potencial contra o parasito T. cruzi. No entanto, na avaliação in vitro desta atividade utilizando a cepa Tulahuen, somente o óleo de folhas de C. densiflorus se revelou ativo, a partir de uma CI50 sobre o parasito equivalente a 60 μg/mL (IS= 3,8). No ensaio de permeabilidade de membrana do parasito, concentrações superiores a 30 μg/mL de óleo apresentaram diferenças em relação ao controle. Este resultado foi confirmado através da microscopia eletrônica de transmissão. Além disso, sistemas nanoemulsionados, lipossomais e micelares carregados de óleo essencial e/ou benznidazol foram desenvolvidos e apresentaram tamanho em escala nanométrica (<500 nm). A adição dos princípios ativos favoreceu a homogeneidade de distribuição de tamanho para todas as formulações. Além disso, potencial zeta negativo e um pH ácido também definiram as formulações. A estabilidade dos sistemas foi avaliada e apenas os lipossomas contendo ambos os fármacos foram instáveis. As formulações foram capazes de reproduzir a atividade tripanocida apresentada pelo óleo e benznidazol a partir de concentrações inferiores quando comparadas aos fármacos livres. No entanto, as micelas foram caracterizadas pelos maiores índices de seletividade e um efeito sinérgico foi comprovado quando ambos os fármacos foram encapsulados concomitantemente nessa forma farmacêutica. Sendo assim, os resultados desse trabalho demonstram o óleo essencial de folhas de C. densiflorus como candidato potencial ao tratamento da doença de Chagas, o qual é capaz de eliminar o T. cruzi in vitro a partir de baixas concentrações. Em adição, as formas micelares contendo benznidazol podem ser uma alternativa na quimioterapêutica chagásica tanto na sua forma simples, bem como, em combinação com o óleo essencial de C. densiflorus.
Avaliação in vitro e in vivo da capacidade antioxidante da isobenzofuran-1(3H)-ona no desequilíbrio redox induzido por diquat no cérebro de ratos Wistar.
(2022) Ribeiro, Iara Mariana Léllis; Nogueira, Katiane de Oliveira Pinto Coelho; Oliveira, Laser Antônio Machado de; Nogueira, Katiane de Oliveira Pinto Coelho; Menezes, Cristiane Alves da Silva; Oliveira, Jade de; Engel, Daiane Fátima
O sistema nervoso é uma rede complexa de células especializadas que transmitem sinais por diferentes partes do corpo para comunicação e controle de funções como emoções, pensamento, comportamento e memória. O alto consumo de oxigênio, níveis antioxidantes relativamente baixos e pouca capacidade regenerativa fazem com que o tecido cerebral seja especialmente suscetível a danos oxidativos e, consequentemente, à neurodegeneração. O diquat (DQ), um herbicida amplamente utilizado na agricultura, é um exemplo de estressor exógeno capaz de sobrecarregar o sistema antioxidante desencadeando danos oxidativos em órgão como o cérebro, fígado e rins. Uma alternativa para a manutenção da homeostase redox diante de agentes estressantes é a utilização de compostos que reparem e substituam biomoléculas oxidadas. Dentro deste contexto, um derivado de isobenzofuran-1(3H)-ona (composto 1) foi avaliado in vitro e in vivo, quanto ao seu poder antioxidante sobre o desequilíbrio redox induzido por DQ. Nos ensaios in vitro, realizados em culturas primárias de neurônios hipocampais, foram avaliados o metabolismo celular, os níveis intracelulares de EROs e os níveis de peroxidação lipídica. Nos estudos in vivo foram realizados, teste bioquímicos, avaliação morfológica do hipocampo e avaliação comportamental de ratos Wistar submetidos ao tratamento com o composto 1 e expostos ao DQ. Os resultados dos testes in vitro mostraram que o tratamento com o composto 1 diminuiu os níveis intracelulares de EROs e a peroxidação lipídica dos neurônios expostos DQ. Nos resultados in vivo, as análises enzimáticas mostraram uma redução significativa da atividade da superóxido dismutase no grupo exposto ao DQ com ou sem tratamento com o composto 1 e um aumento nos níveis da glutationa reduzida no grupo tratado com o composto 1 e exposto ao DQ, o tratamento com o composto 1 também gerou diminuição nos níveis de peroxidação lipídica e proteínas carboniladas no cérebro dos animais expostos ao DQ. A análise morfológica do hipocampo dos ratos expostos ao DQ mostrou aumentos no número neurônios lesionados. O tratamento com o composto 1 reduziu os neurônios lesionados nas regiões CA1 e giro denteado. No teste comportamental observou-se que os animais tratados ou não com o composto 1 e expostos ao DQ apresentaram redução da capacidade locomotora no teste de campo aberto e o tratamento com o composto 1 isoladamente mostrou indicativo de ação ansiolítica. Concluímos, que a exposição ao DQ afeta a homeostase redox, causando danos às células e tecidos analisados, no entanto, esses danos podem ser amenizados pelas propriedades antioxidantes do composto 1.
Bioprospecção bacteriana para produção de bio-hidrogênio a partir de hidrolisado hemicelulósico e avaliação do processo fermentativo.
(2018) Rincon, Ivon Maritza Campos; Silva, Silvana de Queiroz; Silva, Silvana de Queiroz; Oliveira Júnior, Ênio Nazaré de; Moreira, Leandro Marcio; Pantoja, Lílian de Araújo; Guimarães, Valeria Monteze
A substituição das energias baseadas no petróleo por outras fontes energéticas mais ambientalmente amigáveis é uma ideia que ganha mais força a cada dia. Os resíduos da atividade agrícola e florestal são considerados matéria-prima renovável, de baixo custo e abundante, principalmente, considerando que o Brasil é um grande produtor de cana-deaçúcar. No contexto da biorrefinaria, a partir dos resíduos desta atividade agrícola podem ser produzidos vários biocombustíveis implicando no uso eficaz dos recursos e dos produtos gerados. Desse modo, este trabalho buscou isolar e selecionar linhagens bacterianas capazes de produzir bio-hidrogênio a partir da fermentação de açúcares hemicelulósicos. O processo fermentativo foi investigado utilizando substratos sintéticos e um hidrolisado lignocelulósico real. Dentre vários isolados, duas culturas se destacaram quanto à utilização dos açúcares, Enterobacter sp (isolado 2) e Raoultella sp (isolado 11). As melhores conversões na produção de bio-hidrogênio foram obtidas a partir da fermentação de 11 g/L de xilose com valores de 1,17 e 1,74 mmol H2/mmol substrato, respectivamente para Raoultella sp e Enterobacter sp, tendo o ácido acético como principal subproduto desta fermentação. Os valores das conversões diminuíram para 0,4 e 0,3 mmol H2/mmol substrato, para o isolado 2 e 11 respectivamente, quando utilizado o hidrolisado hemicelulósico real diluído. Para investigar a toxicidade do hidrolisado, inibidores foram adicionados na fermentação e para ambos os isolados, a adição de ácido acético afetou negativamente a conversão e a produção de H2. Dois métodos de destoxificação do hidrolisado lignocelulósico foram testados, os resultados mostraram que o uso de carvão ativado no ensaio de fermentação promoveu um aumento de 2x na produção de H2 (0,31mmol) para o isolado 2. Levando-se em consideração todos os resultados as linhagens Enterobacter sp 2 e e Raoultella sp 11 apresentam potencial de aplicação em processos fermentativos no contexto da biorrefinaria.
Bioprospecção de bactérias de regiões de canga do Quadrilátero Ferrífero : estratégia de busca de alvos com potencial biotecnológico.
(2018) Caneschi, Washington Luiz; Moreira, Leandro Marcio; Moreira, Leandro Marcio; Silva, Cynthia Canêdo da; Teixeira, Mônica Cristina; Almeida Junior, Nalvo Franco de; Silva, Silvana de Queiroz
O extrativismo mineral na região do Quadrilátero Ferrífero brasileiro destruiu grandes áreas de terra, dizimando espécies vegetais e sua microbiota associada. Pouco se sabe sobre a microbiota da região. Assim bactérias cultiváveis associadas a plantas e de solos foram investigadas por seu potencial biotecnológico. Amostras foram coletadas de nove espécies de plantas e seis amostras de solos, sendo 65 isolados bacterianos cultiváveis obtidos. Estes representam predominantemente bacilos gram-positivos (70%) capazes de produzir amilases (55%), proteases (63%), celulases (47%), ácido indolacético (AIA) (46%), sideróforos (26%) e solubilizar fosfato (9%). Além disso, 65% destes foram resistentes à ampicilina, 100% eram sensíveis à tetraciclina e 97% tolerantes a altas concentrações de arsênio. Três isolados foram estudados ainda: o isolado FOB3 (Rosenbergiella sp.) produziu altas concentrações de AIA in vitro na ausência de triptofano, demonstrado pela melhora na germinação de planta e taxa de crescimento onde o isolado estava presente. Os isolados C25 (Acinetobacter sp.) e FG3 (Serratia sp.), tiveram plasmídeos extraídos e inseridos em células de E. coli, onde modificaram o perfil fisiológico das cepas transformadas. A cepa E. coli :: pFG3B apresentou a maior capacidade de produção de biofilme, além de aumento na taxa de replicação, tolerância ao arsênio e atividade de catalase, além de aumentar a integridade do DNA na presença de arsênio. A cepa Serratia sp. teve seu genoma completo sequenciado pela plataforma PacBio sendo identificada como Serratia liquefaciens cepa FG3 (SlFG3). Foi identificado um cromossomo de 5,7 Mpb (5398 genes) e dois plasmídeos com 159 Kbp (179 genes) e 125 Kpb (146 genes). A análise comparativa do genoma de SlFG3 foi realizada com 33 outras espécies de Serratia com genomas completos e revelou a presença de 18 supostas inserções de fagos, permitindo identificar 311 genes únicos para o SlFG3 e um core genome de 417 famílias de proteínas. A análise filogenômica baseada no core genome permitiu agrupar SlFG3 em um clado com outras três linhagens de S. liquefaciens (FDAARGOS125, HUMV21 e ATCC27592) e Serratia proteamaculans 568 (Sp568), que compartilham um core de 3998 famílias de proteínas ortólogas. Entre esses cinco genomas, 75 genes são compartilhados apenas em SlFG3 e S. protemaculans 568, ambos isolados de plantas, e 643 famílias de proteínas são exclusivas de SlFG3. A análise desses genes revelou a presença de uma via completa relacionada à degradação de protocatecuato e compostos cloroaromáticos. Além disso, SlFG3 possui um repertório diversificado de genes associados a NRPs / PKS, um conjunto completo de síntese de celulose e metabolismo oxidativo completo e reparo de DNA. Finalmente, SlFG3 ainda possui genes relacionados à tiolação de RNA e DNA, inserida em uma região de fago que pode proteger os ácidos nucléicos contra diferentes condições de estresse. Esses achados resumem que o SlFG3 parece estar bem adaptada à diferentes situações de estresse impostas por condições extremas além de ser extremamente interessante no estudo de mecanismos molecularese composição gênica que pode ser melhor explorado com alto potencial biotecnológico.
Desenvolvimento de biossensor para detecção direta de Flavivirus utilizando nanobastões de ouro.
(2019) Ribeiro, Erica Milena de Castro; Silva, Breno de Mello; Silva, Breno de Mello; Tótola, Antônio Helvécio; Figueiredo, Rute Cunha; Paula, Sérgio Oliveira de; Mosqueira, Vanessa Carla Furtado
A co-circulação de Dengue virus, Zika virus, Yellow fever virus, Chikungunia virus e Mayaro virus tem causado grande impacto na saúde pública brasileira e mundial. Os programas de controle e prevenção de arboviroses e estudos epidemiológicos poderiam ser muito beneficiados e aperfeiçoados com a utilização de metodologias de detecção direta dos vírus em mosquitos, pois possibilitaria uma vigilância mais precisa nas populações de vetores ao longo do tempo. Porém, os métodos de diagnósticos hoje disponíveis, apesar de possuírem alta sensibilidade e especificidade são, em sua maioria, onerosos, demandam treinamento específico para aplicação e interpretação e não provem um diagnóstico rápido. Neste contexto, o desenvolvimento de novas tecnologias de biossensores que apresentem benefícios quanto ao tempo de análise, sensibilidade e simplicidade de manipulação têm sido objeto de pesquisa nas esferas pública e privada. A partir deste fato, este trabalho propõe desenvolver e analisar a eficácia de metodologias de funcionalização de nanobastões de ouro (NBs) com anticorpos específicos anti-DENV2 e anti-flavivirus para testar a capacidade de detecção de ligação anticorpo-partícula viral. A detecção de biomoléculas ligadas às nanopartículas de ouro (AuNPs), tais como proteínas e anticorpos, pode ser feita a partir da análise do seu espectro de absorção. Para isso, nanobastões de ouro foram sintetizados, funcionalizados a 4 mM de polietilenoimina, conjugados a 0,4 μg/mL de anticorpos e incubados com 103 UFP/mL de vírus. Os dados foram obtidos através da leitura da ressonância plasmônica de superfície localizada em espectrômetro de varredura UV-Vis. A síntese dos nanobastões, que utilizou o método de crescimento com sementes com a utilização de diferentes agentes redutores, mostrou-se reprodutível. Além disso, um deslocamento muito expressivo no pico de absorção foi observado quando biossensores contendo anti-flavivirus foram incubados em solução com DENV2 e ZIKV, mas não foi observado após incubação com MAYV, um Alphavirus utilizado como controle negativo. Como esperado, nos biossensores contendo anti-DENV2 o deslocamento foi observado apenas na presença de DENV2, demonstrando a especificidade dos anticorpos utilizados. Na presença de soro humano diluído 1:3200 e macerado de mosquito diluído 8x, contendo DENV2 ou ZIKV, o limite de detecção estimado foi de 100 UFP/mL. Assim, sugere-se que os nanobastões de ouro apresentam potencial para o desenvolvimento de novas metodologias de diagnóstico mais rápidos, precisos e práticos que as técnicas já existentes e viabilizar estudos de vigilância da virologia em mosquitos.
Desenvolvimento de carreadores lipídicos constituídos por lípides da flora amazônica com propriedade antioxidante contendo fragrâncias naturais para melhora do odor corpóreo relativo ao envelhecimento cutâneo.
(2019) Kaufmann, Giana Thais; Santos, Orlando David Henrique dos; Goulart, Gisele Assis Castro; Santos, Orlando David Henrique dos; Goulart, Gisele Assis Castro; Silva, Elton Luiz; Carneiro, Guilherme; Souza, Gustavo Henrique Bianco de; Vieira Filho, Sidney Augusto
Com o envelhecimento cronológico há uma redução dos sistemas intrínsecos antioxidantes da pele, resultando em danos cutâneos e geração de compostos responsáveis pelo odor característico da idade. No intuito de minimizar esses danos, propomos o desenvolvimento de nanopartículas lipídicas (nanopartículas lipídica sólidas- NLS e carreadores lipídicos nanoestruturados – CLN) constituídos de manteigas e óleos extravirgens provenientes da flora amazônica contendo fragrâncias naturais com habilidade de mascarar e harmonizar o odor relativo ao envelhecimento. Para composição da matriz lipídica das nanopartículas, as manteigas de ucuúba e de muru-muru e os óleos de patauá e de castanha-do-Brasil foram avaliados quanto às suas características físico-químicas, composição da fração insaponificável e em ácidos graxos e atividade antioxidante pelos métodos de DPPH, ABTS e proteção do ácido palmitoleico (AP) frente ao esqualeno hidroperóxido (EHP). A manteiga de ucuúba apresentou a maior concentração de fitosteróis (287 mg EC/100g), de compostos fenólicos totais (775 mg EAG/100g) e maiores índices de atividade antioxidante: EC50 de 0,83 mg/mL e 18,74 g ET/kg (DPPH) e 18,87 g ET/kg (ABTS). Com exceção da manteiga de muru-muru, todos os materiais demonstraram atividade antioxidante similar ao BHT frente ao EHP. Foram desenvolvidas 7 fragrâncias com óleos essenciais para cada gênero e avaliadas quanto a capacidade de mascarar e/ou harmonizar o odor relativo a idade e quanto à atividade antioxidante. Todas demonstraram capacidade de mascarar o odor do 2-nonenal sem diferenças significativas (p>0,05), porém as fragrâncias F4 e M4 potencializaram a harmonização do odor deste aldeído, sendo selecionadas. Na otimização da produção das NLS e CLN, com ou sem adição de F4 e M4, foram avaliados 7 tensoativos polihidroxilados, duas técnicas de produção (homogeneização a quente com sonda de ultrassom de alta potência - US e homogeneização por alta pressão - HAP) e duas condições de resfriamento (banho de gelo - BG e temperatura ambiente - TA). Todas as formulações foram avaliadas quanto a eficiência de encapsulação (EE) e recuperação do processo (RP) por CG-EM, tamanho de partículas, índice de polidispersão (PDI), potencial zeta (PZ) e pH em dois tempos: T0 (48 horas após a produção) e T65 (65 dias após a produção). As nanopartículas também foram avaliadas por fracionamento de fluxo assimétrico (AF4), por microscopia eletrônica de transmissão e atividade antioxidante frente ao EHP. Dentre as formulações avaliadas e condições de processo, os CLN-M4 BG apresentaram os melhores resultados: EET0 de 88,8%, EET65 de 63,7% e RP de 92,2. As formulações com F4 produzidas por HAP apresentaram EET0 de 97,5%, EET65 de 73,1% e RP de 32,8%. Todas as formulações produzidas apresentaram tamanho médio inferiores de 170 nm, distribuição monodispersa (≤ 0,3) e PZ acima de 30 mv. Adicionalmente, também apresentaram atividade antioxidante contra o EHP similar ao BHT, o que as torna promissoras como agentes antioxidantes para minimização dos processos oxidativos cutâneos e como sistema preventivo na formação do odor relativo a idade.
Desenvolvimento e validação de ferramentas computacionais de apoio ao diagnóstico citopatológico do câncer do colo do útero.
(2021) Rezende, Mariana Trevisan; Carneiro, Cláudia Martins; Bianchi, Andrea Gomes Campos; Carneiro, Cláudia Martins; Consolaro, Márcia Edilaine Lopes; Claro, Itamar Bento; Travençolo, Bruno Augusto Nassif; Vieira, Paula Melo de Abreu
Uma das causas dos resultados falso-negativos e falso-positivos do exame de Papanicolaou são fatores subjetivos atrelados a análise microscópica realizada por citopatologistas. A visão computacional tornou-se uma importante estratégia de melhoria da qualidade do exame, permitindo a construção, validação e implementação de ferramentas computacionais para auxiliar o diagnóstico selecionando áreas do esfregaço prováveis de apresentar alterações citopatológicas. Apesar do aprendizado de máquina se mostrar promissor para minimizar as deficiências do exame, até o momento, a visão computacional não é tão aplicada à citologia convencional. Principalmente devido ao custo dos métodos semi-automáticos disponíveis e ao uso mais difundido da citologia em meio líquido em países de alta renda. Entretanto, diversos países no mundo ainda usam a citologia convencional e não há previsão para substituição. Assim, depara-se com ausência de estudos e de base de dados de citologia convencional, que impedem avanços no desenvolvimento de algoritmos de segmentação e classificação. Nesse contexto, o primeiro objetivo específico desse trabalho foi identificar a viabilidade de implementação de métodos semi-automáticos disponíveis para triagem de lâminas cervicais por meio de uma revisão integrativa da literatura; o segundo objetivo foi desenvolver uma plataforma web e uma coleção de dados de imagens de citologia convencional; o terceiro objetivo foi desenvolver e validar algoritmos de classificação de células cervicais. A revisão integrativa mostrou que os métodos semi-automáticos mais usados foram o ThinPrep Imaging System e o BD FocalPoint GS Imaging System. Apontou ainda que os métodos semi-automáticos são relevantes no monitoramento da qualidade em citopatologia cervical, porém existem lacunas relacionadas ao custo, logística dos equipamentos e uso da citologia convencional. Neste sentido, foi desenvolvido a CRIC Searchable Image Database, plataforma web de dados de imagens e a CRIC Cervix, coleção de dados de imagens do exame de Papanicolaou convencional, com 11.534 células classificadas, até o momento, é a maior base de dados de células cervicais. Esses dois produtos, publicamente disponíveis, já suportam pesquisas reprodutíveis em visão computacional. O primeiro algoritmo baseado em intensidade e área nuclear mostrou ótimo desempenho nas imagens sintéticas com precisão mais alta que outros trabalhos, ou seja, obteve-se menos resultados falso-positivos. Entretanto, o desempenho foi razoável nas imagens convencionais. O segundo algoritmo baseado em atributos não geométricos extraídos dos núcleos teve precisão de 89,7% e de 85,1% para a classificação em duas classes (células normais e alteradas) e três classes (normal, alteração de baixo grau e de alto grau), com falso-negativos de 3,41% e 1,87%, respectivamente. Os resultados foram satisfatórios, visto que os falso-negativos na rotina laboratorial podem chegar a 62%. A especificidade foi de 83,3% e de 77,8%, para duas e três classes, apontando que os falso-positivos não foram significativos, ainda mais que, posteriormente, esses campos serão avaliados pelo especialista. Os resultados dos algoritmos mostram que é importante basear a extração dos atributos computacionais nos critérios citomorfológicos utilizados pelos citopatologistas para obtenção de resultados mais assertivos. As soluções geradas abrem possibilidades concretas para avançar esforços no desenvolvimento de métodos computacionais de apoio a análise microscópica clássica do exame de Papanicolaou convencional.
Detoxificação e aproveitamento da fração líquida proveniente do prétratamento do bagaço de cana-de-açúcar visando produção de xilitol.
(2018) Passarinho, Amanda Tafuri Paniago; Guimarães, Valéria Monteze; Guimarães, Valéria Monteze; Gonçalves, Daniel Bonoto; Porto, Lia de Mendonça; Viana, Pollyanna Amaral; Brandão, Rogélio Lopes
Uma biorrefinaria de cana-de-açúcar é definida como um processo industrial capaz de produzir diferentes produtos e subprodutos a partir da mesma matéria-prima. Este sistema geralmente trabalha com o processamento de uma biomassa para a produção de um combustível, um produto químico ou energia/calor. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, que é a maior cultura cultivada globalmente, sendo que o resíduo gerado após a extração do suco é uma boa fonte de biomassa que pode ser usada em diversos processos dentro da indústria. A biomassa lignocelulósica apresenta um enorme potencial para produção de biocombustíveis devido à sua grande disponibilidade e baixo custo. Entretanto, para que o etanol lignocelulósico seja competitivo e economicamente viável é necessário integrá-lo à produção de outros compostos. Poliol com elevado poder edulcorante, semelhante à sacarose, o xilitol é tolerado por diabéticos e tem várias aplicações. Sua produção química pode ser substituída pela produção biotecnológica, a qual teve sua viabilidade demonstrada por diversos trabalhos, sendo bastante eficiente quando integrada a produção de etanol de segunda geração. A etapa inicial para obtenção destes produtos é o pré-tratamento, que altera a estrutura da biomassa e facilita o acesso das enzimas para liberar açúcares fermentescíveis. Quando se utiliza ácido diluído, este processo permite moderada liberação de glicose e xilose. Assim, trabalhando em um processo integrado, a glicose liberada pode ser fermentada a etanol, enquanto a xilose é direcionada para produção de xilitol. Uma outra alternativa seria a utilização de um micro-organismo que consiga fermentar pentose a etanol. Entretanto, como desvantagem, há a formação de inibidores da fermentação microbiana, o que demanda a necessidade de uma etapa adicional de detoxificação. O objetivo deste trabalho é propor uma estratégia de detoxificação que permita aumentar a produção de açúcares e produtos de valor agregado no processo de etanol 2G. Inicialmente, foram testadas diferentes concentrações de ácido sulfúrico (0,5, 2 e 4% v/v) para o pré-tratamento do bagaço de cana (10% p/v) a 120 °C por 1 hora e foram avaliados a eficiência da liberação de glicose e xilose e a formação de compostos tóxicos. Foi observada maior liberação de açúcares a partir do tratamento com 2% de ácido em relação àquele utilizando 0,5%, no entanto não foi observada diferença expressiva para o tratamento com 4% de ácido em relação a 2%. A formação de inibidores foi proporcional à concentração de ácido. Desta forma, foi selecionada a concentração de 2% de H2SO4 e foram testadas a concentração de biomassa (5, 10, 15 e 20%) e tempo de prétratamento (30 e 60 min). Maiores concentrações, tanto dos açúcares quanto dos inibidores, foram observadas no tratamento com 20% de biomassa e tempo de 60 min. Os ácidos alifáticos (acético e fórmico) e os furanos (furfural e hidroximetil-furfural) foram detectados em todos os tratamentos com 60 min e apenas no tratamento usando a maior concentração de biomassa (20%) durante 30 min. Os fenólicos foram também detectados em todos os tratamentos. Assim, a melhor condição para o pré-tratamento foi selecionada como sendo aquela que utilizou 15 % de bagaço, por 30 min, e que forneceu 5,32 g.L-1 de glicose, 27,7 g.L-1 de xilose e apenas compostos fenólicos (1,70 g.L-1) como inibidores. Na detoxificação, o tratamento com carvão ativado não removeu uma parcela significativa dos fenólicos, enquanto o tratamento com a lacase presente no extrato bruto de Chrysoporthe cubensis proporcionou a oxidação de 80% destes compostos, com aumento de 20% de glicose e xilose. A partir deste resultado, fez-se um delineamento composto central rotacional com os fatores concentração de fenólicos e carga de lacase presente no extrato bruto de Chrysoporthe cubensis para detoxificação. A validação exibiu valores satisfatórios para os parâmetros bias e acurácia, o que indica um bom ajuste das superfícies geradas e o escalonamento permitiu conhecer o comportamento da enzima para oxidação do seu substrato em volumes maiores. Para a sacarificação direta com Cellic CTec 2, a redução de 14% nos inibidores pela lacase permitiu um aumento de 30% na produção de xilose, visto que hemicelulases são mais susceptíveis a ação destes compostos. Esta etapa de detoxificação precedeu a fermentação da fração líquida por Debaryomyces hansenii UFV-1 em que a redução de 7% no conteúdo fenólico promoveu um aumento de 21 vezes na produção de xilitol.
Diagnóstico de SARS-CoV-2 : uma revisão sistemática e o desenvolvimento de um biossensor com nanobastões de ouro.
(2022) Dias, Bruna de Paula; Silva, Breno de Mello; Silva, Breno de Mello; Almeida, Isabela Neves de; Figueiredo, Rute Cunha; Rodrigues, Rodrigo Araújo Lima; Ruiz, Alessandra Cristina Gomes
Determinadas infecções virais causam morbidade e mortalidade em todo o mundo e alguns surtos atraíram a atenção nos últimos tempos. No contexto da atual pandemia, a realização do diagnóstico rápido e preciso da COVID-19 é uma estratégia eficaz para o controle da doença, permitindo a triagem e garantindo a intervenção terapêutica oportuna. Frente a isso, diversos testes rápidos e a construção de biossensores foram desenvolvidos nos últimos tempos na busca de uma ferramenta de diagnóstico para serem usadas no ponto de atendimento. Nesse contexto, o presente trabalho analisou relatórios científicos sobre testes rápidos para o diagnóstico de COVID-19 para avaliar seus parâmetros de confiabilidade e propôs desenvolver um biossensor com nanobastões de ouro para detecção de SARS-CoV-2. Para isso, termos ou palavras- chave referentes a testes de diagnóstico rápido e testes de ponto atendimento para SARS-CoV-2 e COVID-19 foram pesquisados em dados publicados de novembro de 2020 a novembro de 2021 nos bancos de dados PubMed e Google Scholar. Para o biossensor, a superfície dos nanobastões foi modificada com polietilenoimina e com anticorpos anti-SARS-CoV-2 (0,25 μg/mL) e testados em seguida contra diferentes concentrações do vírus. Nos relatórios científicos, foram observadas diferenças na sensibilidade entre os testes diretos que usaram amostras distintas, e uma boa acurácia em amostras com valores altos de Ct (RT-PCR). Também se observou falta de sensibilidade nos testes para detecção de anticorpos nos primeiros dias após a infecção, com valores crescentes na análise pós-infecção. Reação cruzada com outros patógenos foi relatada. A maioria dos testes analisados em nosso estudo ainda precisam ser aprimorados para testar a reatividade cruzada contra outros patógenos, principalmente contra outros coronavírus. No que se refere ao biossensor, os nanobastões foram sintetizados pelo método de crescimento com sementes usando hidroquinona como agente redutor e mostrou-se reprodutível e estável por um ano quando armazenado em geladeira. O biossensor proposto foi capaz de diferenciar o vírus alvo do controle apenas em concentrações mais altas do vírus (106 UFP/ml). O uso de Triton X-100 não se mostrou eficaz para melhorar a sensibilidade do biossensor, porém em amostras aquecidas os resultados se mostraram melhores quando comparados a amostras não aquecidas. Novos ensaios deverão ser realizados para o aprimoramento do desenvolvimento de um produto que explore adequadamente as propriedades únicas dos nanobastões de ouro.
Efeito da Angiotensina-(1-7) na função moduladora do miRNA-1914-5p e elementos reguladores do metabolismo de lipídio no processo fibrosante hepático em células LX-2.
(2017) Silva, Brenda de Oliveira da; Moraes, Karen Cristiane Martinez de; Moraes, Karen Cristiane Martinez de; Torsoni, Adriana Souza; Freitas, Renata Nascimento de; Alves, Stênio Nunes; Borges, William de Castro
A fibrose hepática é o mecanismo de cicatrização e reparo do fígado quando este sofre algum tipo de lesão. Entre os elementos que atuam metabolicamente no desenvolvimento da fibrogênese hepática temos a célula estrelada hepática e esta pode ser encontrada em dois fenótipos: quiescente e ativado. Atualmente existem poucas opções eficazes na reversão do quadro fibrótico e além disso, os detalhes dos mecanismos moleculares da fisiopatologia da fibrose não são bem conhecidos. Assim, elucidar particularidades moleculares, bioquímicas e fisiológicas deste processo torna-se crucial no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas. Particularmente, a linhagem celular humana, LX-2, vem sendo utilizada como um modelo de estudo da fibrose hepática e, interessantemente, o peptídeo Angiotensina-(1-7) [Ang-(1-7)] se desponta como um importante regulador da pressão arterial, da homeostasia dos fluidos e alguns estudos apontam o seu efeito modulador no processo fibrosante hepático. Dentro do contexto, miRNAs vêm se tornando um novo alvo de investigação e representam uma nova possibilidade de terapia. Diante do exposto, o presente trabalho investigou elementos moduladores do metabolismo de lipídio e da transdiferenciação da célula hepática estrelada LX-2cultivadas sob diferentes condições em diferentes condições: quiescente, ativada, tratadas com Ang-(1-7) e transfectadas com inibidor e mímico do miR-1914-5p. As análises de microscopia e de expressão gênica apontam uma forte conexão dos efeitos moduladores da Ang-(1-7) para regulação do processo fibrosante, via atuação sistêmica no metabolismo lipídico, pela funcionalidade do miR- 1914-5p. Em resumo, os resultados reforçam a contribuição da Angiotensina-(1-7) na reversão do processo fibrosante hepático LX-2 com destaque-se para o miR-1914-5p como uma molécula expoente nesse controle.
Efeitos de diferentes extratos de Bidens pilosa L. e da radiação luminosa no processo de isomerização da bilirrubina.
(2020) Figueiredo, Bruna Inez Carvalho de; Santos, Orlando David Henrique dos; Bianchi, Rodrigo Fernando; Santos, Orlando David Henrique dos; Fontes, Elita Scio; Bechtold, Ivan Helmuth; Coelho, Bruno Nazário; Souza, Gustavo Henrique Bianco de
A icterícia neonatal, ou hiperbilirrubinemia, ocorre em aproximadamente 60% dos neonatos a termo e 80% dos neonatos prematuros nas primeiras semanas de vida. A icterícia é a manifestação clínica de uma disfunção hepática, onde há o acúmulo de bilirrubina no organismo do recém nascido, podendo ocasionar em síndrome com lesão cerebral irreversível, conhecida como kernicterus. Apesar de décadas de estudos sobre o uso da fototerapia para o tratamento de icterícia neonatal, ainda hoje há um longo caminho a se percorrer em relação à otimização e padronização do tratamento. Neste contexto, o presente estudo busca compreender o efeito dos diferentes comprimentos de onda na isomerização da bilirrubina e avaliar a contribuição da planta Bidens pilosa para a otimização da fototerapia. Os resultados mostraram que a luz azul, quando comparada à luz verde e vermelha, apresentou eficácia superior na cinética de isomerização da bilirrubina. Além disso, foi demonstrado que as luzes vermelha e verde quando utilizadas em diferentes combinações não contribuíram para redução na concentração de bilirrubina. Também foram realizados testes com o intuito de comparar a eficácia da luz azul contínua em relação à luz azul pulsada/intermitente. Os resultados mostram que a luz pulsada apresenta uma eficácia superior à luz contínua, quando submetidas ao mesmo tempo de irradiação, e eficácia equivalente quando a luz intermitente é exposta à metade do tempo da luz contínua. Conclui-se que o intervalo de tempo na irradiação parece influenciar de forma positiva no processo de isomerização da bilirrubina, ocorrendo de forma mais rápida. Além disso, foi possível mostrar o importante papel da espécie Bidens pilosa na otimização da cinética de isomerização da bilirrubina, de forma que seu uso concomitante à fototerapia revelou uma melhora expressiva neste processo. Dessa forma, os resultados indicam a viabilidade de se realizar um tratamento diferenciado, principalmente no que diz respeito ao consórcio da fototerapia com a fitoterapia, otimizando o tratamento e contribuindo para a redução de casos de morbidade e mortalidade decorrentes da hiperbilirrubinemia.
Estudo botânico, fitoquímico e avaliação in silico e in vitro de atividades biológicas de folhas de Humulus lupulus L. (Cannabaceae) cultivadas no Brasil.
(2020) Silva, Regislainy Gomes da; Souza, Gustavo Henrique Bianco de; Sousa, Hildeberto Caldas de; Souza, Gustavo Henrique Bianco de; Costa, Fernando Batista da; Leite, João Paulo Viana; Martucci, Maria Elvira Poleti; Souza, Thiago Belarmino de
A espécie Humulus lupulus L. (lúpulo) possui grande importância na indústria cervejeira, sendo suas flores femininas utilizadas para conferir o amargor e aroma característicos da bebida. Suas folhas são um subproduto agrícola, de potencial relevante. Devido à sua histórica utilização medicinal, é válido investigar outras possíveis aplicações biológicas. Nesse contexto, foram realizados estudos botânicos, fitoquímicos, predição de atividades biológicas e citotoxicidade de suas folhas. A coleta foi realizada em Baependi-MG e a exsicata depositada (OUPR 29768). Folhas adultas foram fixadas em FAA70 e armazenadas em etanol 70%, para os estudos botânicos. Outra parte do material foi seca, pulverizada e extraída em etanol, extrato etanólico bruto (EEB), que foi submetido a fracionamentos, obtendo-se frações hexânica (FH) e hidrometanólica (HM). A identificação das substâncias se deu por técnicas hifenadas. Foi realizada também a quantificação de fenólicos e flavonoides, bem como determinação da atividade sequestrante de radical DPPH. Os estudos in silico foram realizados através dos softwares Pass on line e Active-IT. Ao corte transversal, as folhas apresentaram mesofilo heterogêneo, com idioblastos cristalíferos contendo drusas; estômatos anomocíticos, somente na face abaxial, tricomas tectores em ambas as faces e glandulares apenas na face abaxial, sendo providos de cistólitos na epiderme adaxial. A quantificação de fenólicos e flavonoides no EEB foi 75,40 ± 8,04 mg EAG/g e 0,96 ± 0,12 mg ER/g, respectivamente; e na fração HM, os teores foram 89 ± 6,15 mg EAG/g e 7,13 ± 1,07 mg ER/g. Na avaliação do potencial antioxidante, obtevese CE50 de 105,60 µg/mL, 675,71 µg/mL e 126,72 µg/mL para o EEB, FH e HM. Através das análises por CLUE-DAD-EM/EM, foram identificados os flavonoides astragalina, nicotiflorina, caempferol-7-O-rutinosídeo, robinina, hiperina, rutina, quercetina-7-Orutinosídeo e mangaslina. EEB (800 µg/mL) e HM (1200 µg/mL) reduziram a viabilidade celular da linhagem T24 e estimularam o crescimento de MRC5 a 25 µg/mL, evidenciando a citotoxicidade seletiva. Após 24h de tratamento, não foi observada parada no ciclo celular em T24. A predição da atividade biológica dos flavonoides apresentou potenciais atividades antitumoral, citotóxica, entre outras. EEB reduziu a viabilidade das linhagens SK-mel-147 e HaCat (500 µg/mL), FH apresentou maior citotoxicidade em células tumorais, e, HM em células não tumorais.
Estudos sobre consumo de glicerol por leveduras para fins biotecnológicos.
(2019) Cunha, Aureliano Claret da; Brandão, Rogélio Lopes; Santos, Fernanda Godoy; Lucas, Cândida Manuel Ribeiro Simões; Brandão, Rogélio Lopes; Tótola, Marcos Rogério; Freitas, Renata Nascimento de; Silva, Silvana de Queiroz; Mendes, Tiago Antônio de Oliveira
Nos últimos anos o aumento do excedente de produção do glicerol bruto, um subproduto da produção do biodiesel, tem estimulado a busca por processos alternativos de aplicação do glicerol. De entre as alternativas, destacam-se os processos biotecnológicos onde o glicerol é convertido por microrganismos em um produto com maior valor agregado, de amplo uso industrial e com menor impacto ambiental. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar Wickerhamomyces anomalus LBCM1105, uma cepa capaz de utilizar eficientemente o glicerol como única fonte de carbono, através do isolamento e caracterização do transportador de alta afinidade de glicerol (WaStl1p), e do sequenciamento do seu genoma. Estratégias de engenharia genética foram também utilizadas em Saccharomyces cerevisiae BY4741, com intuito de otimizar o consumo de glicerol e obter a sua conversão em etanol. LBCM1105 apresentou velocidades de crescimento maiores que BY4741 independente do meio (YP ou YNB) e da fonte de carbono (glicose ou glicerol). Com o objetivo de melhorar o desempenho de BY4741 em glicerol, foi tentada a sobrexpressão simultânea do transportador ativo de glicerol Stl1 e da primeira enzima da assimilação do glicerol, a glicerol quinase Gut1, com vista a aumentar o fluxo metabólico de consumo do glicerol. Adicionalmente foi também sobrexpresso o fator de transcrição/ativador Pdc2 que controla vários genes, incluindo PDC1, PDC10 e THI10, com vista a promover o desvio do fluxo glicolítico para a fermentação. Todas as construções foram confirmadas por amplificação de fragmentos alvo e sequenciamento de DNA. O desempenho final de cada mutante foi avaliado, não tendo sido obtido o efeito esperado. A taxa de crescimento foi tanto menor quanto mais modificações genéticas, sugerindo uma diminuição de fitness proporcional. Em colaboração com o Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), o genoma da LBCM1105 foi sequenciado, montado, anotado e submetido a análises filogenéticas multiloci. O genoma da W. anomalus LBCM1105 apresenta 12,78 Mb, com %CG de 34,52, cobertura de 20,5x em profundidade e 90% de extensão e completude. Comparando com leveduras conhecidas, o genoma contém todas as sequências de proteínas relacionadas ao transporte e metabolismo de glicerol. O gene WaSTL1 foi isolado por PCR e clonado no vetor (pCev-G2-Km). O mutante S. cerevisiae BY4741 stl1Δ foi transformado com a construção. A caracterização do mecanismo de transporte de glicerol confirmou (i) que WaStl1p tem uma elevada afinidade para o glicerol, Km = 0,96 ± 0,15 mM, (ii) que a cepa LBCM1105 apresenta além da afinidade uma elevada quantidade de transportador ativo, Vmax = 148,3 ± 10,16 μmol·h−1·g−1, e (iii) que o gene expresso heterologamente em S. cerevisiae stl1Δ complementa o mutante. O caráter ativo do transporte foi confirmado pela sensibilidade ao protonionóforo carbonil cianeto m-clorofenilhidrazona, tanto na LBCM1105 como na S. cerevisiae stl1Δ WaSTL1. Futuros estudos das vias metabólicas de glicerol em leveduras serão necessários para que novas estratégias de engenharia genética sejam mais eficientes.

Navegar

Navegando PPBIOTEC - Doutorado (Teses) por Título

Resultados por página

Opções de Ordenação