PPG - Ciências Biológicas (Biologia Molecular)
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- ItemEstudos da atividade biológica de peptídeos do veneno de artrópodes(Universidade Federal de São Paulo, 2024-04-05) Oliveira, Cyntia Silva de [UNIFESP]; Oliveira Junior, Vani Xavier de [UNIFESP]; Cerchiaro, Giselle; http://lattes.cnpq.br/0764162939581973; http://lattes.cnpq.br/8202238208943023; https://lattes.cnpq.br/0267332416851444Peptídeos de Defesa do Hospedeiro (PDHs) é uma denominação mais abrangente para o termo peptídeos antimicrobianos, uma vez que essas complexas moléculas, componentes do sistema imune inato, apresentam uma grande variedade de atividades biológicas; além da clássica atividade antimicrobiana, eles podem atuar como antitumorais, antibiofilmes, imunomoduladores e anti-inflamatórios, entre outros. Este estudo investigou as propriedades biológicas de versões sintéticas de PDHs, provenientes do veneno da vespa Polistes dominulus e do escorpião Opisthacanthus madagascariensis, bem como seus análogos sintéticos, incluindo análises estruturais, atividade antimicrobiana, citotóxica e antitumoral. Os PDHs de vespa, Dominulin A (DomA) e Dominulin B (DomB), são peptídeos catiônicos α-helicoidais, que apresentam elevada atividade antimicrobiana contra uma variedade de bactérias em concentrações micromolares. Ambos, apresentaram, também, promissora atividade contra células de câncer de mama, com atividade mais proeminente contra o fenótipo mais agressivo. O design de análogos truncados, denominados 14-DomA e 14-DomB, mostrou-se uma ferramenta útil para a obtenção de seletividade biológica, gerando moléculas com atividade antimicrobiana, sem proporcionar citotoxicidade contra células humanas. Por sua vez, o peptídeo de escorpião IsCT1 e seus análogos, com diferentes cargas líquidas, revelaram uma complexa relação entre estrutura e atividade antitumoral e citotóxica, mostrando que o aumento da carga líquida não possui correlação direta com a atividade antitumoral; por outro lado, foi observada a importância da estruturação helicoidal na manutenção da atividade biológica desse grupo de peptídeos. Dentre os análogos do IsCT1, o AKFK-IsCT1, desenhado com aumento moderado da carga líquida e estruturação helicoidal semelhante ao seu peptídeo nativo, apresentou proeminente redução da atividade citotóxica e hemolítica, mantendo relevante atividade antitumoral. Esse análogo mostrou grande atividade sinérgica com a terapia fotodinâmica, além de apresentar potencial imunomodulatório, em modelo animal, para câncer de mama. Esses achados fornecem insights valiosos sobre a estrutura e atividade biológica dos PDHs e de seus análogos sintéticos, destacando seu potencial como agentes promissores em diversas aplicações terapêuticas. A compreensão das propriedades e modos de ação dos PDHs pode contribuir significativamente para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas, especialmente na luta contra doenças infecciosas e câncer, alinhando-se com os objetivos de saúde global preconizados pela Organização Mundial da Saúde.
- ItemPotencial biotecnológico de actinomicetos isolados de biomas brasileiros para biotransformação e biodegradação de compostos(Universidade Federal de São Paulo, 2024-04-11) Ferrari, Vitor Baptista [UNIFESP]; Chagas, Jair Ribeiro [UNIFESP]; Vasconcellos, Suzan Pantaroto de [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4254240006926714; http://lattes.cnpq.br/2482076525999383; http://lattes.cnpq.br/1952002894529026Introdução: Os actinomicetos representam uma fonte valiosa de potencial biotecnológico, desempenhando papéis cruciais em sistemas de biotransformação, biocatálise e biodegradação. Sua diversidade metabólica, capacidade de produção de enzimas e habilidades de degradação tornam-nos protagonistas essenciais em aplicações ambientais e industriais. A pesquisa contínua nessa área promete inovações significativas e soluções sustentáveis para desafios contemporâneos. Objetivo: Avaliação de actinomicetos isolados de biomas brasileiros da Caatinga, Mata Atlântica e Amazônia quanto ao potencial biotecnológico para biotransformação de compostos bioativos e biodegradação de hidrocarbonetos para futura aplicação nas áreas de saúde como possíveis atividades farmacológicas compatíveis à aplicação como agentes parasiticidas, antitumorais ou antimicrobianos, além da área ambiental com a biorremediação de áreas contaminadas com hidrocarbonetos. Métodos: Seleção de actinomicetos a partir de triagens de descoloração de corantes e ensaios enzimáticos de Lignina Peroxidase (LiP), Lacase (Lac), Manganês Peroxidase (MnP). Sendo os selecionados submetidos aos ensaios de biotransformação e biodegradação com o monitoramento para observação de potenciais indícios de biotransformação e biodegradação através da detecção no Cromatógrafo Gasoso acoplado a Espectrometria de Massas (CG-EM). Resultados: Através dos ensaios de biotransformação foi possível observar que o composto A1A sofreu biotransformação pelo actinomiceto AC159. Já com relação aos ensaios de biodegradação verificou-se o potencial dos isolados AC16, AC20, AC159, AC166, AC171 e AC173 em biodegradar hidrocarbonetos alifáticos como o n-Dodecano e o n-Hexadecano e aromático como o Pireno. Conclusão: Com base nos resultados apresentados, pode-se afirmar que o presente estudo obteve sucesso na seleção de isolados promissores para otimização ou consolidação de linhagens com potencial biodegradador de hidrocarbonetos e biotransformação de compostos bioativos. Essa seleção representa um passo significativo na pesquisa e desenvolvimento de estratégias para lidar com a contaminação por hidrocarbonetos no meio ambiente e uma ferramenta poderosa com uma ampla gama de aplicações potenciais, oferecendo benefícios significativos em termos de eficácia, segurança, sustentabilidade e inovação em diversas áreas, incluindo farmacologia, indústria de alimentos, agricultura e produtos químicos.
- ItemOs papéis do óxido nítrico (NO) e da enzima no sintase induzível na promoção da transição epitelial-mesenquimal em linhagens humanas de câncer colorretal(Universidade Federal de São Paulo, 2023-09-13) Toledo, Maytê dos Santos [UNIFESP]; Monteiro, Hugo Pequeno [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/6154759166234850; http://lattes.cnpq.br/6969195816173560O câncer é caracterizado por mutações genéticas que afetam a proliferação e diferenciação celular. A inflamação crônica está relacionada ao desenvolvimento de vários tipos de câncer, incluindo o câncer colorretal (CCR). O óxido nítrico (NO) e outras espécies reativas estão envolvidas na regulação das vias de sinalização associadas à progressão tumoral, especialmente no CCR. A enzima óxido nítrico sintase induzida 2 (NOS2) produz NO e desempenha um papel essencial na progressão do CCR. Em estágios iniciais do desenvolvimento tumoral, a produção de NO• é reduzida, mas aumenta nas etapas seguintes, quando ocorre a migração das células tumorais para locais de metástase. O NO também ativa vias de sinalização canônicas e oncogênicas, como EGFR/RAS/RAF/MEK/ERK, RAS-ERK e PI3K-AKT, associadas à indução da transição epitelial-mesenquimal (EMT), um passo importante para a progressão tumoral e metástase. Nosso objetivo foi compreender o papel do NO/NOS2 na relação entre a ativação de vias de sinalização oncogênicas e a indução da EMT no CCR. Para isso, foram utilizadas três linhagens celulares: SW480 (células tumorais do sítio primário), SW620 (metástase em linfonodos das células SW480) e células SW480 transfectadas com cópias adicionais do gene NOS2.Os resultados indicaram que a superexpressão de NOS2 em células SW480 levou a mudanças significativas em marcadores da EMT. Sob estresse nutricional, as células apresentaram características híbridas entre as células epiteliais e mesenquimais, acompanhadas de uma redução leve na expressão de E-caderina e um aumento substancial na expressão do fator de transcrição SNAIL, que é crucial para a EMT. Além disso, as células com superexpressão de NOS2 mostraram maior invasividade e padrões semelhantes às células metastáticas da linhagem SW620. Essas descobertas fornecem novos insights sobre a complexidade da EMT e destacam a importância da via NO/NOS2 como um possível alvo terapêutico para inibir a progressão tumoral e metástase no CCR. Compreender os mecanismos envolvidos nesse processo é fundamental para o desenvolvimento de abordagens terapêuticas mais eficazes para o tratamento do câncer colorretal e outras neoplasias. Portanto, este estudo contribui para a expansão do conhecimento na área e abre caminho para futuras pesquisas direcionadas a intervenções sobre a via NO/NOS2 na EMT.
- ItemDesign of bioactive peptide matrices: from molecular structure to biomedical applications(Universidade Federal de São Paulo, 2024-02-16) Mello, Lucas Rodrigues de [UNIFESP]; Silva, Emerson Rodrigo da [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/7800589206457326; http://lattes.cnpq.br/4209242593570615Introduction: Peptide materials are at the forefront of biomedical research, particularly in the development of nanotherapeutics. In addition to this application-oriented appeal, peptides are also fascinating systems from the perspective of fundamental research. In thesis, it is presented an experimental study on the self-assembly and cell interaction behaviour of nanostructured matrices based on three classes of bioactive peptides: cell-penetrating peptides (CPPs), extracellular matrix-derived related (ECM), and anti-inflammatory peptides (AIPs). Objectives: We aimed to comprehensively describe the self-assembly of representative molecules of these bioactive groups, aiming to generate knowledge to control supramolecular organisation and establish structure-activity relationships regarding their interaction with cells. In the case of CPPs, we aimed to prepare peptiplexes (i.e., peptide/DNA complexes) for DNA delivery into cells. Our focus was on the hydrophobic peptide C105Y, the cationic CPPs Tat-HIV and SV40-T, and the amphipathic CPP Transportan 10. The group of ECM peptides was analysed through the study of a designed sequence, DGRL4DGW, combining fibronectin-related motifs with a self-assembling leucine backbone, to produce hydrogelled matrices capable of sustaining cell growth. Additionally, model sequences enriched in arginine and phenylalanines were analysed to explore the impact of amphipathic layout on both supramolecular arrangement and cell response. Finally, rationalised AIPs based on the thymosin-b4 related Ac-SDKP peptide were designed to control self-assembly and investigate supramolecular organisation. In this case, we aimed to unveil the self-assembly of chimaeras prepared with either a nonpolar hexa-alanine append to generate the Ac-SDKPA6 peptide or a palmitoylated appendix to produce the lipopeptide Ac-SDKPK-palmitoyl. Methods: An advanced set of structural techniques was employed, encompassing nano-infrared spectroscopy coupled with atomic force microscopy (AFM-IR), synchrotron small-angle X-ray scattering (SAXS), cryogenic transmission electron microscopy (cryo-TEM), and various spectroscopies. A combination of routine molecular biology tools and sophisticated approaches was used to perform cell assays, including viability tests, fluorescence confocal microscopy imaging, and flux cell cytometry quantification. Results: We successfully produced peptiplexes between all investigated CPPs and 200 bp DNA fragments; however, the structural landscape of the different classes exhibited strong contrast. The hydrophobic C105Y CPP showed self-aggregation capacity with a propensity to form nanoscopic fibrils endowed with amyloidogenic features. This feature was preserved when this peptide was complexed with DNA, and although the resulting peptiplexes could enter cells, they suffered endosomal entrapment. The cationic Tat-HIV and SV40-T did not show self-aggregation at all but formed irregular particles when complexed with DNA. The delivery of DNA from these peptiplexes was found to be limited. In contrast, Transportan 10 was not only able to form nanoflakes on its own but exhibited intracellular delivery rates comparable to the lipofectamine standard. In the case of designed sequences related to ECM peptides, it was found that DGRL4DGW forms highly stable hydrogel scaffolds capable of inducing morphogenesis of fibroblasts into tumor-like spheroids. For this purpose, the bolaamphiphilic layout of the primary sequence emerged as a key factor to induce the formation of fibril/tape-like nanostructures that evolved to produce an interconnected self-sustained matrix. Finally, the control of the amphipathic design in AIP peptides, appending nonpolar amino acid segments or hydrocarbon palmitoyl tails, led to self-assembly of the Ac-SDKP motif into rod-like assemblies and cylinder micelles, respectively. Also, we found that these species can form hydrogels. Conclusions: It was possible to produce and apply matrices composed of bioactive peptides from different classes in living cells throughout this work. A crucial discovery from the study was that the amphipathic layout of these peptides appears to be the key factor driving self-assembly. This feature represents a viable tool for overcoming the challenge of controlling aggregation into regular assemblies. The cell response seemed to be modulated by the supramolecular structure, with nanostructures displaying higher regular morphologies and sizes exhibiting more effectiveness compared to their larger and irregular counterparts.
- ItemRevisão sistemática sobre a relação entre estado inflamatório e metabolismo de ferro em população adulta com obesidade(Universidade Federal de São Paulo, 2023-12-12) Alves, July do Nascimento [UNIFESP]; Lee, Kil Sun [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/7705881286363327; http://lattes.cnpq.br/9860216470174586Introdução: A obesidade é uma doença de alta incidência mundial que acarreta sérios riscos metabólicos, como síndrome metabólica, hipertensão arterial, doenças cardíacas, problemas hepáticos, diabetes, dislipidemia, câncer, prejuízos na função cognitiva, inflamação e possíveis impacto no metabolismo de ferro. Estudos sugerem que a inflamação advinda da obesidade seria possivelmente uma das razões para a deficiência de ferro nessa população. Objetivos: Avaliar a associação entre a inflamação e a deficiência de ferro em população adulta com obesidade. Métodos: foi desenvolvido uma revisão sistemática/ metanálise com protocolo registrado no PROSPERO - CRD42020205546. Os estudos foram selecionados de modo sistematizado, por dois revisores independentes, com base nos resultados obtidos em PubMed, Cocharane, Lilacas, Scopus, Embase, Open Grey, Google Scholar e MedRxiv. Os critérios de inclusão utilizados foram adultos com o Índice de Massa Corporal maior que 30Kg/m², presença de valores absolutos de marcadores de inflamação (Proteína C-reativa, Interleucina-6, Interleucina-12 ou Fator de Necrose Tumoral alfa) e de marcadores de ferro (ferro, ferritina, saturação de transferrina, transferrina, capacidade total de ligação do ferro, receptor de transferrina solúvel ou hepcidina). Estudos apresentados sob a forma de revisão, com população com obesidade mesclada a sobrepeso, população envolvendo idosos e/ou crianças, dados de cultura celular ou animais e indivíduos com hemocromatose foram excluídos. Após a extração dos dados de interesse, realizou-se a análise qualitativa (metassíntese) e quantitativa (metanálise) por meio de testes de diferença de médias padronizada segundo o modelo randômico de Hedge, funnel e forest plot, análise de heterogeneidade e viés de publicação. Foi considerado um valor de p<0,05 como estatisticamente significante. Resultados: Dos 2883 artigos identificados na triagem, apenas 45 foram selecionados para análise qualitativa. Ainda, dos 45 estudos, apenas 18 estratificavam a população com obesidade em grupos, e desses apenas um estudo estratificava por grau de inflamação, não sendo possível analisar diretamente a influência da inflamação no status de ferro. As demais estratificações foram decorrentes de sexo, ausência ou presença de diabetes mellitus, grau de obesidade, hepatopatias, ausência ou presença de diabetes mellitus associada a anemia e intervenções. Limitações relacionados ao desenho do estudo e ausência de normalidade dos valores dos exames resultou em metanálise com poucos artigos. Dessa forma, verificou-se que não há diferença estatística significante de ferro na amostra presente ou ausente de diabetes mellitus (p=0,453) e que o índice de massa corporal e CRP não se difere entre os grupos deficientes de ferro e suficientes de ferro (p=0,415 e 0,365, respectivamente). Contudo, o alto grau de heterogeneidade encontrado nos estudos e de viés de publicação limitam os resultados encontrados. Conclusões: Apesar de não haver evidências fortes para verificar se a obesidade ocasiona deficiência de ferro, percebe-se que essa relação é complexa, envolvendo múltiplas vias orgânicas e limitações advindas não somente da busca em literatura, mas da fisiologia humana, tais quais grupos étnicos, gênero e status reprodutivos e demais fatores de confusão.