RESUMO

ABSTRACT Molecular medicine opened new horizons in understanding disease mechanisms and discovering target interventions. The wider availability of DNA and RNA sequencing, immunohistochemical analysis, proteomics, and other molecular tests changed how physicians manage diseases. The gastric cancer molecular classification proposed by The Cancer Genome Atlas Program divides gastric adenocarcinomas into four subtypes. However, the available targets and/or immunotherapies approved for clinical use seem to be dissociated from these molecular subtypes. Until a more reliable interpretation of the stupendous amount of data provided by the molecular classifications is presented, the clinical guidelines will rely on available actionable targets and approved therapies to guide clinicians in conducting cancer management in the era of molecular therapies.

RESUMO A medicina molecular abriu novos horizontes na compreensão dos mecanismos das doenças e na descoberta de intervenções alvo. A maior disponibilidade de sequenciação de DNA e RNA, análise imuno-histoquímica, proteômica e outros testes moleculares mudou a forma como os médicos conduzem as doenças. A classificação molecular do câncer gástrico proposta pelo Atlas do Genoma do Câncer divide os adenocarcinomas gástricos em quatro subtipos. No entanto, os alvos disponíveis e/ou imunoterapias aprovadas para uso clínico parecem estar dissociados desses subtipos moleculares. Até que seja apresentada uma interpretação mais confiável da estupenda quantidade de dados fornecidos pelas classificações moleculares, as diretrizes clínicas irão se basear nos alvos acionáveis disponíveis e nas terapias aprovadas para orientar os médicos na condução da gestão do câncer na era das terapias moleculares.

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Trachycephalus nigromaculatus is a helmeted treefrog belonging to the Hylidae family, distinguished by its cranial apparatus adapted for phragmosis, a unique defense strategy. Its skin is notable for the abundance of poison glands, playing a crucial role in resistance against predators and pathogens in its natural habitat. However, the chemical composition of the venom and the effects of exposure to cutaneous secretion in humans and animals remain poorly understood. This study aimed to characterize the cutaneous secretion, assess its toxic effects, and explore the antimicrobial activity of Trachycephalus nigromaculatus secretion. We employed chromatographic analyses, SDS-PAGE gel electrophoresis, and mass spectrometry to identify the fractions of cutaneous secretion. The cell-inflammatory-epithelial interaction was examined through intravital microscopy, while the impact on cell viability was evaluated using the MTT assay. Antimicrobial activity was tested in vitro against S. aureus, S. coli, and C. albicans. Results revealed a complex mixture in T. nigromaculatus cutaneous secretion, with proteins ranging from 8.5 to 77 kDa. Noteworthy components include hyaluronidase, peroxiredoxin-6, and the toxin anntoxin. MALDI- TOF analysis indicated an abundant presence of peptides. Low concentrations (1μg/mL) of the secretion exhibited significant cytotoxic activity (76%) against VERO cells. In intravital microscopy, the secretion (3 μg and 30 μg) displayed relevant toxic activity, causing loss of elasticity, edema, infiltration, and hemorrhagic points, preventing the experiment's continuation after 2 hours of injection. Within 24 hours, signs of necrosis and infiltration were evident, accompanied by an increase in adhered and migrated cells. These effects were observed within just 5 minutes of topical application. Inhibition of microbial growth was observed in crude secretion against S. coli, S. aureus, and C. albicans. At least half of the fractions tested by HPLC exhibited relevant activity. Antimicrobial activity was particularly effective against gram-positive bacteria (S. aureus) and gram-negative bacteria (S. coli), demonstrating notable antifungal action against C. albicans. These results are significant as they represent the first description of the antimicrobial activity of T. nigromaculatus cutaneous secretion, highlighting substantial inhibition against fungi. Furthermore, this study provides the first detailed description of the biochemical content of cutaneous secretion, revealing a unique composition of compounds inducing notable toxic effects both in vivo and in vitro. These findings, coupled with the distinctive cranial apparatus of this species, reinforce its efficacy as an efficient defense mechanism.

Trachycephalus nigromaculatus é uma perereca-de-capacete da família Hylidae, destacada pelo seu aparelho craniano adaptado para a fragmose, uma estratégia de defesa peculiar. Sua pele é notória pela abundância de glândulas de veneno, desempenhando um papel crucial na resistência contra predadores e patógenos em seu habitat natural. No entanto, a composição química do veneno e os efeitos da exposição à secreção cutânea em humanos e animais permanecem pouco compreendidos. Este estudo objetivou caracterizar a secreção cutânea, avaliar seus efeitos tóxicos e explorar a atividade antimicrobiana da secreção de Trachycephalus nigromaculatus. Empregamos análises cromatográficas, eletroforese em gel SDS- PAGE e espectrometria de massa para identificar as frações da secreção cutânea. A interação célula-inflamatória-epitelial foi examinada por microscopia intravital, enquanto o impacto na viabilidade celular foi avaliado pelo ensaio MTT. A atividade antimicrobiana foi testada in vitro contra S. aureus, S. coli e C. albicans. Os resultados revelaram uma mistura complexa na secreção cutânea de T. nigromaculatus, com proteínas variando de 8,5 a 77 kDa. Destacam-se hialuronidase, peroxirredoxina-6 e a toxina anntoxina. A análise MALDI-TOF indicou uma presença abundante de peptídeos. Concentrações baixas (1μg/mL) da secreção apresentaram notável atividade citotóxica (76%) contra células VERO. Na microscopia intravital, a secreção (3 μg e 30 μg) exibiu atividade tóxica relevante, causando perda de elasticidade, edema, infiltração e pontos hemorrágicos, impedindo a continuidade após 2h de injeção. Em 24 horas, sinais de necrose e infiltração foram evidentes, juntamente com um aumento na contagem de células aderidas e migradas. Esses efeitos foram observados após apenas 5 minutos de aplicação tópica. Observou-se inibição do crescimento microbiano na secreção bruta para S. coli, S. aureus e C. albicans. Pelo menos metade das frações testadas por HPLC exibiram atividade relevante. A atividade antimicrobiana foi especialmente eficaz contra bactérias gram-positivas (S. aureus) e gram-negativas (S. coli), além de apresentar notável ação antifúngica contra C. albicans. Esses resultados são significativos, pois representam a primeira descrição da atividade antimicrobiana da secreção cutânea de T. nigromaculatus, destacando uma inibição importante contra fungos. Além disso, este estudo oferece a primeira descrição detalhada do conteúdo bioquímico da secreção cutânea, revelando uma composição singular de compostos que induzem efeitos tóxicos notáveis tanto in vivo quanto in vitro. Essas descobertas, aliadas ao distintivo aparelho ósseo na cabeça desta espécie, reforçam sua eficácia como uma eficiente arma de defesa.

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A análise da expressão das diversas proteínas relacionadas a foliculogênese e oogênese in vivo e in vitro, através da proteômica, tem demonstrado possíveis biomarcadores celulares. A descoberta desses biomarcadores pode ajudar na elucidação de mecanismos complexos como a foliculogênese (entendimento sobre o crescimento folicular e maturação oocitária), no tratamento de doenças relacionadas a infertilidade feminina, bem como, no aprimoramento de biotécnicas reprodutivas como a manipulação de oócitos inclusos em folículos pré-antrais. Desta forma, a presente revisão abordou as principais proteínas relatadas nos mais novos trabalhos referentes aos estudos proteômicos visando melhores esclarecimentos referentes ao desenvolvimento folicular e oocitário in vivo e in vitro. A escolha dos artigos foi realizada com base nas descobertas mais atuais e do impacto que determinadas proteínas poderiam trazer para melhorar o entendimento da foliculogênese e oogênese nas diferentes espécies de animais mamíferos.(AU)

The analysis of the expression of several proteins related to folliculogenesis and oogenesis in vivo and in vitro, through proteomics, has demonstrated possible cellular biomarkers. The discovery of these biomarkers may help in the elucidation of complex mechanisms such as folliculogenesis (understanding of follicular growth and oocyte maturation), in the treatment of diseases related to female infertility, as well as in the improvement of reproductive biotechniques such as the manipulation of oocytes enclosed in preantral follicles. Thus, the present review addressed the main proteins reported in the newest works related to proteomic studies aiming at better clarifications regarding follicular and oocyte development in vivo and in vitro. The choice of articles was based on the most current discoveries and the impact that certain proteins could bring to improve the understanding of folliculogenesis and oogenesis in different species of mammalian animals.(AU)

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The solar ultraviolet (UV) radiation that reaches the Earth is composed of 95% of UVA (320 to 400 nm) and 5% of UVB (280 to 320 nm) radiation. UVB is carcinogenic, generating potentially mutagenic DNA lesions. The solar UVA radiation also causes DNA damage, but this fact does not fully account for its biological impact. UVA is absorbed by non-DNA cellular chromophores, generating reactive oxygen species such as singlet oxygen. Knowing the proteome mediates stress responses in cells, here we investigated the cellular effects of a non-cytotoxic dose of UVA radiation, equivalent to about 20 minutes of midday sun exposure, on the proteome of human keratinocytes. Using a combination of mass spectrometry-based proteomics, bioinformatics, and conventional biochemical assays, we analyzed two aspects of UVA-induced stress: spatial remodeling of the proteome in subcellular compartments 30 minutes after stress and long-term changes in protein levels and secretion (24 hours and 7 days postirradiation). In the first part of this thesis, we quantified and assigned subcellular localization for over 3000 proteins, of which about 600 potentially redistribute upon UVA exposure. Protein redistributions were accompanied by redox modulations, mitochondrial fragmentation and DNA damage. In the second part of the work, our results showed that primary human keratinocytes enter senescence upon exposure to a single dose of UVA, mounting antioxidant and inflammatory responses. Cells under UVA-induced senescence further elicit paracrine responses in neighboring premalignant HaCaT epithelial cells via inflammatory mediators. Altogether, these results reiterate the role of UVA radiation as a potent metabolic stressor in the skin

A radiação ultravioleta (UV) solar que atinge a superfície terrestre é composta por 95% de radiação UVA (320 a 400 nm) e 5% de radiação UVB (280 a 320 nm). A radiação UVB é carcinogênica e gera lesões potencialmente mutagênicas no DNA. A radiação UVA solar também gera danos no DNA, mas a genotoxicidade dessa radiação não explica inteiramente o seu impacto biológico. Atualmente, sabe-se que a radiação UVA é absorvida por cromóforos celulares, gerando espécies reativas de oxigênio, como o oxigênio singlete. Sabendo que o proteoma é um mediador de respostas ao estresse celular, nós investigamos os efeitos celulares de uma dose não-citotóxica de radiação UVA, equivalente a cerca de 20 minutos de exposição ao sol, no proteoma de queratinócitos humanos. Utilizando espectrometria de massas, bioinformática e ensaios bioquímicos convencionais, nós analisamos dois aspectos do estresse induzido por radiação UVA: o remodelamento espacial do proteoma 30 minutos depois do estresse e alterações nos níveis e na secreção de proteínas no longo prazo (24 horas e 7 dias depois da irradiação). Na primeira parte desta tese, nós quantificamos e atribuímos classificações de localização subcelular a mais de 3000 proteínas. Dentre essas proteínas, 600 tem potencialmente a sua distribuição subcelular alterada em resposta à radiação. As redistribuições subcelulares são acompanhadas de modulações redox, fragmentação mitocondrial e danos no DNA. Na segunda parte da tese, os nossos resultados mostraram que queratinócitos humanos primários entram em senescência sob exposição a uma única dose de radiação UVA, montando respostas antioxidantes e pró-inflamatórias. Células sob senescência induzida por UVA, por sua vez, desencadeiam respostas parácrinas em queratinócitos pré-tumorais (células HaCaT) por meio de mediadores inflamatórios. Em conjunto, esses resultados reiteram o papel da radiação UVA como um potente estressor metabólico em células da pele

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Responsável por milhões de óbitos anuais e um grande custo para a saúde pública, o câncer é a segunda maior causa de mortes no mundo. Dentre seus diversos tipos, o câncer de pulmão, além da alta incidência, é um dos mais letais. A exposição a substâncias tóxicas provenientes da combustão de matéria orgânica, assim como o consumo de cigarro, são os principais responsáveis pela alta incidência de câncer de pulmão. Dentre estas substâncias, está o benzo[α]pireno (B[α]P), um carcinógeno completo, ou seja, capaz de iniciar e promover o processo de carcinogênese. Resultados anteriores obtidos pelo grupo demonstraram que células BEAS-2B expostas a 1 µM de B[α]P apresentaram alterações das concentrações de metabólitos intracelulares, indução de estresse redox e hipermetilação do DNA. A exposição a 1 µM de nicotinamida ribosídeo (NR), um dos precursores de NAD+, foi capaz de proteger as células BEAS-2B contra a transformação induzida por B[α]P, além de impedir totalmente que células não expostas a B[α]P formassem colônias em soft-agar. A utilização da proteômica neste trabalho permitiu verificar a abundância das proteínas nos quatro diferentes grupos de exposição: Controle, B[α]P, B[α]P + NR e NR. Após 120 h de exposição as células foram coletadas, as proteínas extraídas e preparadas para análise. Foram descobertas 3024 proteínas posteriormente analisadas com o objetivo de elucidar vias possivelmente envolvidas na proteção contra o processo de transfomação maligna. Os grupos NR e Controle demonstram ser mais parecidos em relação ao seu conteúdo, enquanto os grupos B[α]P e B[α]P + NR foram mais semelhantes entre si. A análise de proteínas exclusivas revelou menos processos relacionados ao reparo de DNA no grupo tratado apenas com B[α]P quando comparado com B[α]P + NR. A análise estatística do total de proteínas utilizando o teste ANOVA (p < 0,05, N = 5) revelou 564 proteínas diferencialmente expressas entre os grupos. A clusterização nos permitiu observar a diferença na abundância de proteínas entre os quatro tratamentos. As proteínas estão envolvidas em funções como a regulação do metabolismo, resposta a estresse, transdução de sinal, regulação de expressão gênica e morte celular. Um dos clusters (cluster 1), contendo 59 proteínas, revelou poucos processos na análise de enriquecimento, mas as proteínas contidas nele apresentam funções como controle da divisão celular, apoptose e proteção ao estresse redox. Nele podemos observar que, no geral, o tratamento com B[α]P aumentou a abundância de algumas proteínas, o que foi revertido no grupo B[α]P + NR. O tratamento apenas com NR diminuiu a abundância das proteínas contidas nesse cluster. Outro cluster (cluster 4) apresentou 51 proteínas de abundância diminuída durante a exposição ao B[α]P, o que se reverteu no grupo B[α]P + NR. As proteínas desse cluster estão envolvidas em etapas importantes da via glicolítica, de crescimento, adesão, migração e invasão celular. Apesar de ser descrito que a exposição a NR pode aumentar a eficiência do reparo de DNA, os resultados apresentados nesse trabalho indicam que o efeito protetor pode estar relacionado com a modulação do ciclo celular ou alterações na adesão celular

Responsible for millions of annual deaths and a great health expense, cancer is the second leading cause of death in the world. Among its many types, lung cancer, besides its high incidence, is also one of the most lethal. Exposure to toxic substances resulting from the combustion of organic matter, as well as cigarette consumption, are the mainly responsible for the high incidence of lung cancer. One of these substances is benzo[α]pyrene (B[α]P), a complete carcinogen, able to initiate and promote the carcinogenesis process. Results obtained previously demonstrated that BEAS-2B cells exposed to 1 µM BaP presented alterations in the levels of intracellular metabolites, induction of oxidative stress, and hypermethylation of DNA. The exposure to 1 µM nicotinamide riboside (NR), one of the precursors of NAD+, was able to protect BEAS-2B cells against the transformation induced by B[α]P, moreover, it also totally prevented the colonies formation on soft agar in cells not exposed to B[α]P. The use of proteomics allowed us to verify the abundance of proteins in the four different exposure groups: Control, B[α]P, B[α]P + NR e NR. After 120h of exposure, the cells were collected followed by the extraction of the proteins. A total of 3024 proteins were identified and analyzed aiming to elucidate possible pathways involved in the protective effect against the malignant transformation induced by B[α]P. The NR and Control groups showed to be more similar, while B[α]P and B[α]P + NR were more similar. The analysis of exclusive proteins revealed fewer processes related to DNA repair in B[α]P when compared with B[α]P + NR. The statistical analysis of the total proteins using the ANOVA test (p <0.5, N = 5) revealed 564 proteins differentially expressed between the groups. The heatmap showed the difference in protein abundance between the four treatments. Proteins are involved in functionssuch asthe regulation of metabolism, stress response, signal transduction, regulation of gene expression, and cell death. One of the clusters (cluster 1), containing 59 proteins, revealed a few processes in the enrichment analysis, but the proteins contained in it have functions such as control of cell division, apoptosis, and protection from redox stress. It is possible to observe, in general, treatment with B[α]P increased the abundance of some proteins, which was partially reversed in group B[α]P + NR. On the other hand, the NR treatment decreased the abundance of proteins contained in this cluster. Another cluster (cluster 4) showed 51 proteins of decreased abundance during exposure to B [α] P, which was partially reversed in group B[α]P + NR. The proteins in this cluster are involved in important stages of the glycolytic pathway, also in growth, adhesion, migration, and cell invasion. Although it has been described that exposure to NR can increase the efficiency of DNA repair, the results presented in this work indicate that the protective effect may be related to the modulation of the cell cycle or cell adehsion modifications

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O câncer de cólon é uma das principais causas de morte por câncer em todo mundo e aproximadamente 50% dos pacientes desenvolvem metástases hepáticas durante o curso da doença. Ainda que a ressecção cirúrgica proporcione sobrevida de 5 anos ao redor de 40%, a maior parte dos pacientes apresenta doença irressecável ao diagnóstico. Neste caso, o cenário é devastador devido à resistência das células tumorais ao tratamento padrão com quimioterapia e/ou anticorpo monoclonal. Apesar dos avanços alcançados pelo rastreamento genômico das metástases, o conhecimento sobre o envolvimento de transcritos e proteínas específicas na atividade de sinalização e recrutamento de populações imunes ainda é limitado nessa doença. Considerando o grande potencial de descoberta e inovação que pode ser alcançado, este projeto propôs o desenvolvimento de uma meta-análise de dados públicos para a exploração de metástases hepáticas e a caracterização proteômica de metástases hepáticas inicialmente irressecáveis em busca de alvos promissores que possam ser explorados em novas opções terapêuticas. As principais etapas metodológicas incluem (1) desenvolvimento de um modelo de integração de dados para a obtenção, processamento e análise de aproximadamente 3.5 mil amostras de RNA-seq, microarray e proteômica de metástases hepáticas inicialmente ressecáveis, tumores primários do cólon e tecidos não-neoplásicos, (2) rastreamento por espectrometria de massas de 30 biópsias pareadas, sendo 15 de metástases hepáticas inicialmente irressecáveis e 15 de tecidos não-neoplásicos adjacentes, (3) investigação de potenciais moduladores da sinalização oncogênica associada à resistência à terapia e (4) exploração dos resultados em um conjunto independente com aproximadamente 138 mil células obtidas por single-cell RNA-seq em busca de associações entre alvos, vias de sinalização e populações imunes. Após a análise de espectrometria de massas e integração de dados da metaanálise, das 46 proteínas diferencialmente reguladas entre metástases hepáticas inicialmente irressecáveis e tecidos não-neoplásicos, TGFB1, CDH2, APOA1, TNFR2, EGFR, MDH2, ITIH2, YWHAZ, PCBP1, TOP2A e ENO1 (todas com aumento de regulação nas metástases) e CXCL14, PLA2G2A e CAV1 (com diminuição de regulação nas metástases) prosseguiram na análise. Dessas, PLA2G2A e CAV1 não foram estatisticamente confirmadas após comparação com cinco estudos independentes. Também foi identificada a ativação nas metástases de importantes vias como JAK-STAT (z-score=3,18), VEGF (z-score=2,67), WNT (z-score=3,22), PI3K (z-score=3,99), MAPK (z-score=2,85), EGFR (z-score=2,49) e NFkB (zscore=4,11). Em seguida observamos pela análise de single-cell RNA-seq que a presença de TGFB1, TNFR2 e EGFR estava associada a maior polarização de neutrófilos e células Tregs em metástases hepáticas, sugerindo uma participação desses alvos no recrutamento dessas populações imunes ou em conjunto durante o desenvolvimento, estabelecimento dessas células no fígado e progressão da doença. Tanto TGFB1 (p=0,01) quanto TNFR2 (p=0,048) foram associados a pior sobrevida global em pacientes metastáticos e apresentaram AUC=0,95 na separação entre câncer primário no cólon e metástases no fígado. Especificamente sobre a comparação entre metástases inicialmente ressecáveis e irressecáveis, apesar de termos identificado alguns alvos com mais de 10-fold de diferença (YWHAZ, AHNAK, HNRNPH1, PCBP1 e TGFB1) apenas TGFB1 prosseguiu em todas as análises, porém, esses resultados sugerem a exploração posterior desses candidatos em novos estudos. Quando buscamos por alvos relacionados à resistência à terapia, nossa estratégia selecionou 32 proteínas diferencialmente reguladas nas metástases resistentes, com envolvimento de CDH2 (p=0,002), CXCL14 (p=0,05), SERPINA1 (p=0,012) e LRGR (p=0,049) com pior sobrevida global em pacientes metastáticos. Nesses tumores também foi observada uma tendência de ativação das vias TGF-ß e TNF-α, já descritas na literatura devido a participação no desenvolvimento e progressão de metástases, além de favorer um perfil de resistência às células tumorais. Por meio de uma análise de deconvolução também observamos maior presença de células Tregs em pacientes resistentes. Essa relação entre Tregs/LGR5 também já foi associada a pior prognóstico em outros tipos de cânceres e suportam uma participação de ambos em um possível mecanismo de resistência desses tumores. Com base nos resultados obtidos, acreditamos oferecer um conjunto de dados inéditos que podem modificar o prognóstico e diagnóstico das metástases hepáticas, bem como contribuir para que os pacientes tenham novas opções terapêuticas com melhora na sobrevida

Colon cancer is one of the leading causes of cancer death worldwide and approximately 50% of patients develop liver metastases during the course of the disease. Although surgical resection provides a 5-year survival rate of around 40%, most patients have unresectable disease at diagnosis. In this case, the scenario is devastating due to the resistance of tumor cells to standard treatment with chemotherapy and/or monoclonal antibody. Despite the advances achieved by genomic tracking of metastases, the involvement of specific transcripts and proteins in the signaling activity and recruitment of immune populations is still limited in this disease. Considering the great potential for discovery and innovation that can be achieved, this project proposed the development of a meta-analysis for the exploration of liver metastases and the proteomic characterization of initially unresectable liver metastases in search of promising targets that can be explored in new therapeutics options. Key methodological steps include (1) development of a data integration model for obtaining, processing and analyzing approximately 3,500 RNA-seq, microarray and proteomic samples from initially resectable liver metastases, primary colon tumors and non-neoplastic tissues, (2) mass spectrometry screening of 30 paired biopsies, 15 from initially unresectable liver metastases and 15 from adjacent non-neoplastic tissues, (3) investigation of potential modulators of oncogenic signaling associated with therapy resistance, and (4) exploration of the results in an independent pool of approximately 138,000 cells obtained by single-cell RNA-seq in search of associations between targets, signaling pathways and immune populations. After mass spectrometry analysis and integration of metaanalysis data, of the 46 differentially regulated proteins between initially unresectable liver metastases and non-neoplastic tissues, TGFB1, CDH2, APOA1, TNFR2, EGFR, MDH2, ITIH2, YWHAZ, PCBP1, TOP2A and ENO1 (all with upregulation in metastases) and CXCL14, PLA2G2A and CAV1 (with downregulation in metastases) continued in the analysis. Of these, PLA2G2A and CAV1 were not statistically confirmed after comparison with five independent studies. We identified activation of important pathways such as JAK-STAT (zscore=3.18), VEGF (z-score=2.67), WNT (z-score=3.22), PI3K (z-score=3.99), MAPK (z- score=2.85), EGFR (z-score=2.49) and NFkB (z-score=4.11). Then we observed by single-cell RNA-seq analysis that the presence of TGFB1, TNFR2 and EGFR was associated with greater polarization of neutrophils and Treg cells in liver metastases, suggesting a participation of these targets in the recruitment of these immune populations or together during development, establishment of these cells in the liver and disease progression. Both TGFB1 (p=0.01) and TNFR2 (p=0.048) were associated with worse overall survival in patients with metastatic disease and had AUC=0.95 separating primary colon cancer from liver metastases. Specifically, regarding the comparison between initially resectable and unresectable metastases, although we identified some targets with more than 10-fold difference (YWHAZ, AHNAK, HNRNPH1, PCBP1 and TGFB1) only TGFB1 continued in all analyses, however, these results suggest the exploration of these candidates in further studies. When looking for targets related to therapy resistance, our strategy selected 32 proteins differentially regulated in resistant metastases, with involvement of CDH2 (p=0.002), CXCL14 (p=0.05), SERPINA1 (p=0.012) and LRGR (p=0.049) with poor overall survival in metastatic patients. In these tumors, a tendency of activation of the TGF-ß and TNF-α pathways was also observed, already described in the literature due to their participation in the development and progression of metastases, in addition to favoring a resistance profile to tumor cells. By means of a deconvolution analysis, we also observed a greater presence of Treg cells in resistant patients. This relationship between Tregs/LGR5 has also been associated with a worse prognosis in other types of cancers and supports the participation of both in a possible mechanism of resistance in these tumors. Based on the results obtained, we believe to offer a set of unpublished data that can modify the prognosis and diagnosis of liver metastases, as well as contribute to patients having new therapeutic options with improved survival

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The inverse relationship between HDL-C (high-density lipoprotein cholesterol) and cardiovascular disease is well established. However, it is consensus that the cholesterol content present in HDL does not capture its complexity, and other metrics need to be explored. HDL is a heterogeneous, protein-enriched particle with functions going beyond lipid metabolism. In this way, its protein content seems to be attractive to investigate its behavior in the face of pathologies. Many of the proteins with important function in HDL are in low abundance (<1% of total proteins), which makes their detection challenging. Quantitative proteomics allows detecting proteins with high precision and robustness in complex matrix. However, quantitative proteomics is still poorly explored in the context of HDL. In this sense, in the second chapter of this thesis, the analytical performance of two quantitative methodologies was carefully investigated. These methods achieved adequate linearity and high precision using labeled peptides in a pool HDL, in addition to comparable ability to differentiate proteins from HDL subclasses of healthy subjects. Another bottleneck that waits for a solution in proteomics is the lack of standardization in data processing and analysis after mass spectrometry acquisition. In addition, interest in the cardioprotective properties of omega-3 is growing, but little is known about its effects on the HDL proteome. Thus, in the third chapter of this thesis, we compared five protein quantification strategies using Skyline and MaxDIA software platforms in order to investigate the HDL proteome from mice submitted to a high-fat diet supplemented or not with omega-3. MaxDIA with label-free quantification (MaxLFQ) achieved high precision to show that polyunsaturated fatty acids remodel the HDL proteome to a less inflammatory profile. Therefore, the two studies presented in this thesis begin to open new paths for a deeper and more reliable understanding of HDL, both at the level of protein quantification by mass spectrometry and after data acquisition

A inversa relação entre HDL-C (do inglês, high-density lipoprotein cholesterol) e doenças cardiovasculares é bem estabelecida. No entanto, é consenso que o conteúdo de colesterol presente na HDL não captura sua complexidade, e outras métricas precisam ser exploradas. A HDL é uma partícula heterogênea, enriquecida em proteínas, com funções que vão além do metabolismo de lipídeos. Dessa forma, seu conteúdo proteico parece ser mais atrativo para exprimir seu comportamento frente às patologias. Muitas das proteínas com função importante estão em baixa abundância (<1% do total de proteínas), o que torna a detecção desafiadora. Métodos quantitativos de proteômica permitem detectar proteínas com alta precisão e robustez em matrizes complexas. No entanto, a proteômica quantitativa ainda é pouco explorada no contexto da HDL. Nesse sentido, no segundo capítulo dessa tese, a performance analítica de dois métodos quantitativos foi criteriosamente investigada, os quais alcançaram adequada linearidade e alta precisão usando peptídeos marcados em um pool de HDL, além de comparável habilidade em diferenciar as proteínas das subclasses da HDL de indivíduos saudáveis. Outro gargalo que aguarda por solução em proteômica é a falta de padronização no processamento e análise de dados após a aquisição por espectrometria de massas. Além disso, é crescente o interesse das propriedades cardioprotetivas do ômega-3, porém pouco se conhece sobre seus efeitos no proteoma da HDL. Então, no terceiro capítulo dessa tese, comparamos cinco estratégias de quantificação de proteínas utilizando os softwares Skyline e MaxDIA com o intuito de comparar o proteoma da HDL de camundongos submetidos a uma dieta hiperlipídica suplementados ou não com ômega-3. MaxDIA com quantificação label-free (MaxLFQ) apresentou alta precisão para mostrar que o ômega-3 remodela o proteoma da HDL para um perfil menos inflamatório. Portanto, os dois estudos apresentados nessa tesa começam a abrir novos caminhos para o entendimento mais profundo e confiável da HDL tanto por meio da quantificação das proteínas por espectrometria de massas quanto após à aquisição dos dados

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Phylum Cnidaria comprises more than 10,000 species and around 10% of them are represented by sea anemones. These animals are underexplored sources of molecules, possessing structurally diverse toxins that can act over a diverse range of pharmacological targets, including enzymes. Sea anemones represent almost 96% of the manually annotated toxins from the phylum, but until now only 5% of its species have been studied about their toxin content. In the present work, the venoms of the sea anemones Anthopleura cascaia and Aulactinia veratra were studied and accessed through mass spectrometry analysis for searching serine peptidase inhibitors. The arsenal of toxins from both venoms was elucidated. Additionally, venom’s fractions were screened for inhibitory activity over trypsin, using time-course fluorescence-based kinetic assays or Mass spectrometry-based analysis. Beyond that, the spatial distribution of serine peptidase inhibitors in both sea anemones’ tissues were shown through Mass Spectrometry Imaging by MALDITOF. In the analysis of toxins composition, it was seen that A. cascaia venom presents at least three types of toxins: cytolysins, phospholipases and a toxin similar to natterin. For A. veratra, the classification based on blastp hit similarity and relying on domain architecture of the toxin’s sequences (translated transcripts) was performed. The thorough examination over toxins sequences led to the identification of 59 proteins and peptides belonging to 14 known toxin’s families of sea anemones and to the acknowledge of 20 peptides presenting 18 new cysteine scaffolds. The venom of this sea anemone mainly relies on neurotoxins from ShK-like, β-defensins, SCRiP, ICK, EGF-like types and on serine peptidase inhibitors from Kazal and Kunitz types. Furthermore, serine peptidase inhibitors from both venoms were isolated and present main distribution over tentacles, mesenterial filaments and pedal disc of these sea anemones, suggesting the preferential stock of these toxins. In conclusion, the methodological approaches applied in this study were able of identifying the presence of serine peptidase inhibitors on the venom and tissue of sea anemones through chromatographic techniques followed by enzymatic assays, and MALDI-Imaging.

O filo Cnidaria é composto por mais de 10.000 espécies e cerca de 10% destas são anêmonas-do-mar. Estes animais são considerados fontes subexploradas de moléculas, possuindo um diverso arsenal de toxinas que podem agir sobre diferentes alvos farmacológicos, incluindo enzimas. Toxinas de anêmonas-do-mar representam cerca de 96% das toxinas anotadas para o filo Cnidaria, embora apenas 5% de suas espécies tenham sido estudadas quanto à composição de toxinas até o momento. Neste trabalho elucidamos por espectrometria de massas a composição da peçonha das anêmonas Anthopleura cascaia e Aulactinia veratra, buscando a identificação de inibidores de serinopeptidases. O arsenal de toxinas para ambas anêmonas foi elucidado. Ainda, descrevemos as etapas de purificação envolvidas na busca de inibidores e a seleção destes candidatos por meio da inibição da atividade da tripsina, avaliada por duas técnicas distintas։ Cinética enzimática e Espectrometria de massas. Adicionalmente, descrevemos a localização de candidatos a inibidores no tecido das anêmonas através do Imageamento por espectrometria de massas. Na análise sobre a composição de toxinas destas anêmonas, vimos que a peçonha da A. cascaia apresentou a existência três tipos de toxinas incluindo citolisinas, fosfolipases e naterinas. Para a espécie A. veratra, a classificação de toxinas baseadas no blastp hit e na arquitetura de domínios das toxinas foi realizada. Esta análise revelou a presença de 59 proteínas e peptídeos pertencentes a 14 famílias de toxinas de anêmonasdo-mar; além do reconhecimento de 20 peptídeos apresentando 18 novos scaffolds de cisteínas. A peçonha desta anêmona é principalmente composto por neurotoxinas do tipo ShK-like, β-defensinas, SCRiP, ICK, EGF-like e inibidores de serinopeptidases. Os dados obtidos mostram que ambas anêmonas são ricas fontes de inibidores de serinopeptidases, especialmente tipo Kunitz e Kazal. Tais inibidores apresentam distribuição na região dos tentáculos, mesentério e disco pedal das anêmonas, o que pode indicar o estoque preferencial destas toxinas. E conclusão, o conjunto de abordagens metodológicas empregadas neste trabalho foi capaz de atender os objetivos propostos: identificar a presença de inibidores de serinopeptidases na peçonha e tecido de anêmonas, tanto por fracionamento cromatográfico seguido de ensaio enzimático, quanto por MALDI-Imaging.

RESUMO

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) has been responsible for the severe pandemic of acute respiratory disease, coronavirus disease 2019 (COVID-19), experienced in the 21st century. The clinical manifestations range from mild symptoms to abnormal blood coagulation and severe respiratory failure. In severe cases, COVID-19 manifests as a thromboinflammatory disease. Damage to the vascular compartment caused by SARS-CoV-2 has been linked to thrombosis, triggered by an enhanced immune response. The molecular mechanisms underlying endothelial activation have not been fully elucidated. We aimed to identify the proteins correlated to the molecular response of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) after exposure to SARS-CoV-2, which might help to unravel the molecular mechanisms of endothelium activation in COVID-19. In this direction, we exposed HUVECs to SARS-CoV-2 and analyzed the expression of specific cellular receptors, and changes in the proteome of HUVECs at different time points. We identified that HUVECs exhibit non-productive infection without cytopathic effects, in addition to the lack of expression of specific cell receptors known to be essential for SARS-CoV-2 entry into cells. We highlighted the enrichment of the protein SUMOylation pathway and the increase in SUMO2, which was confirmed by orthogonal assays. In conclusion, proteomic analysis revealed that the exposure to SARS-CoV-2 induced oxidative stress and changes in protein abundance and pathways enrichment that resembled endothelial dysfunction.

RESUMO

Scorpionism is considered a serious public health issue around the world. One of the most important species is the Leiurus quinquestriatus, popularly known as `Death seeker`. It is predominantly found in the Saara and the Arabic peninsula. Its venom causes autonomic reactions as blood pressure oscillations, hypersalivation. Priapism is frequently associated to this scorpion sting. Considering the importance of this issue, the primary objective of this study is to isolate and characterize the toxin(s) involved in priapism present in this venom. Crude desiccated venom was obtained from a qualified commercial supplier. The activity-driven purification strategy was employed in which RP-HPLC steps were developed in order to achieve the highest purity of a fraction capable of inducing priapism in mice. We successfully isolated a fraction named 10C, composed by isoforms. The fraction was further analyzed by MALDI-TOF and ESI-IT- TOF/MS after reduction, alkylation and trypsin digestion and yielded a predominant molecular mass of 7230Da. Comparing the partial sequences in public databases for toxins, we identified similarities with eight toxins: Alpha-insect toxin (Lqq3), Alpha-toxin (Lqq4); Alpha-like toxin (Lqh6); Alpha-mammal toxin (Lqq5); Alpha-like toxin (Lqh3); Alpha-mammal toxin (Lqh2); Neurotoxin 2; Neurotoxin h3.1. The fraction 10C seems to produce fewer side effects as hypersalivation and death than other priapism-inducing toxins isolated from spiders previously studied by our group. Next steps include the complete proteomics of the L. quinquestriatus venom, as well as the identification of the target of these toxins by affinity chromatography and other methods.

O escorpionismo é considerado como um grave problema de saúde pública mundial, considerada uma das espécies mais venenosa, Leiurus quinquestriatus, conhecido popularmente como o perseguidor da morte, encontrada principalmente na região do Saara e a Península Árabe, seu veneno causa manifestações sistêmicas como consequência da hiperativação do sistema nervoso autônomo, levando à sintomas como o priapismo, um efeito incomum à picada do escorpião. O priapismo tem sido descrito com frequência em casos de acidentes por este escorpião. Tendo em vista a relevância desse tema, o objetivo deste trabalho é purificar e isolar o peptídeo responsável por causar o priapismo presente em seu veneno. O veneno bruto dessecado foi adquirido de fornecedor comercial qualificado. As etapas de purificação foram desenvolvidas empregando-se o HPLC em coluna de fase reversa. Foi usada a estratégia de purificação acompanhada de atividade, na qual as frações de veneno obtidas em cada etapa eram testadas quanto a ação do priapismo. Com esta estratégia conseguimos isolar uma fração que se denominou 10C. A fração foi analisada por espectrometria de massa MALDI-TOF e ESI-IT-TOF/MS. Foi encontrado para o pico 10C a massa molecular predominante de 7230Da. A avaliação das sequencias de amino ácidos obtidos após redução e digestão parcial, em comparação contra bases de dados de toxinas mostrou similaridade com oito peptídeos, a saber: Alpha-insect toxin (Lqq3), Alpha-toxin (Lqq4); Alpha-like toxin (Lqh6); Alpha-mammal toxin (Lqq5); Alpha-like toxin (Lqh3); Alpha-mammal toxin (Lqh2); Neurotoxin 2; Neurotoxin h3.1. Os testes em animais sugerem que haja menos efeitos secundários como hipersalivação e morte. Nos próximos passos será realizado o estudo proteômico do veneno bruto e a análise de receptores para esta classe de toxinas com a utilização de técnicas de cromatografia de afinidade.

RESUMO

ANTECEDENTES: Los biomarcadores actuales para el diagnóstico de sepsis neonatal tienen una exactitud limitada. El desarrollo de la medicina de precisión basada en tecnologías ómicas ofrece una oportunidad para mejorar el diagnóstico de la sepsis neonatal. OBJETIVOS: Evaluar la sensibilidad y especificidad de las pruebas basadas en tecnologías ómicas (metabolómica, proteómica y genómica/transcriptómica) para el diagnóstico de sepsis neonatal. METODOLOGÍA: Se realizó una revisión sistemática en bases de datos electrónicas. Se incluyeron estudios observacionales y ensayos clínicos que evaluaran las pruebas basadas en tecnologías ómicas en neonatos comparado con el cultivo para el diagnóstico de sepsis neonatal. Dos revisores independientes realizaron la evaluación de la calidad de los estudios y la extracción de los datos. Para el metaanálisis se realizó un modelo de efectos aleatorios y se planeó una evaluación de la heterogeneidad a través de un análisis de subgrupos por prueba ómica, edad gestacional y tiempo de establecimiento de la sepsis. RESULTADOS: Se observa expresión diferencial del genoma, proteoma y metaboloma entre los neonatos con y sin sepsis, identificando diferentes biomarcadores. El metaanálisis mostró una medida de resumen combinada para la sensibilidad de 0,88 (IC 95% 0,72-0,96), especificidad de 0,76 (IC 95% 0,62-0,85). CONCLUSIÓN: Las pruebas basadas en ómicas tienen una alta sensibilidad, siendo las de mejor rendimiento las basadas en genómica/transcriptómica. Los estudios tienen alta heterogeneidad.

BACKGROUND: Current biomarkers for the diagnosis of neonatal sepsis llave limited accuracy. The development of precision medicine based on omic's technologies offer an opportunity to improve the diagnosis of neonatal sepsis. AIM: To evalúate the sensitivity and specificity of tests based on omic technologies (metabolomics, proteomics and genomics) for the diagnosis of neonatal sepsis. METHODS: A systematic review was carried out in electronic databases. Observational studies and clinical trials evaluating tests based on omic technologies in neonates compared to culture for the diagnosis of neonatal sepsis were included. For the meta-analysis, a random effects model and an evaluation of heterogeneity were proposed through a subgroup analysis by omic test, gestational age and time of establishment of sepsis. RESULTS: Differential expression of the genome, proteome and metabolome is observed between neonates with and without sepsis, identifying different biomarkers. The meta-analysis showed a pooled summary measure for sensitivity of0.88 (95% CI 0.72, 0.96), specificity of0.76 (95% CI 0.62, 0.85). CONCLUSION: Omics-based tests have a high sensitivity, with the best performing ones being those based on genomics / transcriptomics. The studies have high heterogeneity.

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Resumen Escherichia coli 0157:H7 es una bacteria patógena reconocida por su capacidad de resistencia a diversos antibióticos; razón por la cual, se generan complicaciones en el tratamiento de infecciones producidas por esta bacteria. El péptido Ib-M1 y el bioconjugado I0NP@Ib-M1 han surgido como una nueva alternativa antimicrobiana contra E. coli 0157:H7. El mecanismo de acción de Ib-Mi e I0NP@Ib-M1 contra esta bacteria aún es desconocido; por lo tanto, el objetivo de esta investigación fue identificar el cambio en el perfil de proteínas de E. coli 0157:H7 luego del tratamiento con Ib-M1 e I0NP@ Ib-M1 como primer paso para determinar su mecanismo de acción. Para esto, se llevó a cabo la obtención de proteínas, posteriormente se realizó una electroforesis bidimensional para finalmente realizar la determinación de la variabilidad de los perfiles proteicos. Una vez obtenidos estos perfiles, se llevó a cabo un análisis de varianza (AN0VA). Se identificaron 72 proteínas expresadas diferencialmente, las cuales pueden relacionarse con el efecto sobre el crecimiento de la bacteria en presencia de Ib-M1 e I0NP@Ib-M. Estas proteínas se encuentran involucradas en procesos de transferencia de grupos acilo (proteína Yhbs), translocación de lipoproteínas (proteína LolA) y transporte de aminoácidos (proteína GpmA), entre otros.

Abstract Escherichia coli 0157: H7 is a pathogenic bacterium which is recognized for the ability to resist multiple antibiotics; accordingly, complications occur in the treatment of infections caused by this bacterium. The Ib-M1 peptide and the I0NP @ Ib-M1 bioconjugate have emerged as a new antimicrobial alternatives against E. coli 0157: H7. The mechanism of action of Ib-M1 and I0NP @ Ib-M1 against this bacterium is still unknown; therefore, the goal of this research was to identify the change in the proteins profile of E. coli 0157: H7 after treatment with Ib-M1 and I0NP @ Ib-M1 as a first step to determine its mechanism of action. For this, the proteins were obtained first, and then a two-dimensional electrophoresis was performed to finally determine the variability of the protein profiles. 0nce the protein profiles were obtained, an analysis of variance (AN0VA) was carried out. 72 differentially expressed proteins were identified, which can be connected to the effect on the bacterium's growth in the presence of Ib-M1 and I0NP @ Ib-M. These proteins are involved in acyl groups transfer processes (Yhbs protein), lipoprotein translocation (LolA protein) and amino acid transport (GpmA protein), among others.

Resumo Escherichia coli O157: H7 é uma bactéria patogênica reconhecida por sua capacidade de resistir a vários antibióticos; razão pela qual, complicações são geradas no tratamento de infecções produzidas por essa bactéria. O peptídeo Ib-M1 livre e imobilizado em nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (IONP @ Ib-M1) surgiu como uma nova alternativa antimicrobiana contra E. coli O157: H7 e isolados clínicos desta bactéria. O mecanismo de ação de Ib-M1 e IONP @ Ib-M1 contra E. coli O157: H7 ainda é desconhecido; Portanto, o objetivo desta pesquisa foi identificar a alteração no perfil proteico de E. coli O157: H7 após o tratamento com Ib-M1 e IONP @ Ib-M1 como um primeiro passo para determinar seu mecanismo de ação. Para isso, foi realizada a obtenção das proteínas, posteriormente foi realizada uma eletroforese bidimensional para finalmente determinar a variabilidade dos perfis protéicos. Uma vez obtidos os perfis de proteínas, foi realizada uma análise de variância (ANOVA). Os resultados mostram a identificação de proteínas expressas diferencialmente e que estão envolvidas em processos de transferência de grupos acila (proteína Yhbs), translocação de lipoproteínas (proteína LolA) e transporte de aminoácidos (proteína GpmA), entre outros.

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Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar "screen" oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar "screen" oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0μg/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.(AU)

A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar "screen" de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar "screen" de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0μg/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.(AU)

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Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar "screen" oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar "screen" oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0μg/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.(AU)

A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar "screen" de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar "screen" de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0μg/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.(AU)

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ABSTRACT: Mastitis occupies a prominent place among the diseases that affect dairy herds due to economic problems and public health. Staphylococcus spp. are infectious agents more involved in the etiology of caprine mastites, especially coagulase-negative Staphylococcus. Nineteen isolates of Staphylococcus spp. were obtained from subclinical caprine mastitis. All isolates were characterized by MALDI-TOF MS, being 47.36% (9/19) identified for S. epidermidis, 15.78% (3/19) for S. warneri, 10.52% (2/19) for S. aureus and S. caprae and 5.26% (1/19) for S. lugdunensis, S. simulans, and S. cohnii. All isolates characterized by MALDI-TOF were subjected a to polymerase chain reaction (PCR) for the 16S rRNA gene of Staphylococcus spp. to confirm the gender. After determining the species, tests for phenotypic detection of resistance to beta-lactams were carried out simple disk diffusion oxacillin, cefoxitin, penicillin G and amoxicillin + clavulanic acid, agar screen oxacillin and microdilution (MIC) cefoxitin. The disk diffusion test showed a strength of 58% (11/19) for penicillin G, 26.31% (5/19) for cefoxitin and 26.31% (5/19) for oxacillin. All strains were susceptible to amoxicillin + clavulanic acid and agar screen oxacillin. In the MIC, 63.15% (12/19) of the samples were cefoxitin resistant (MIC >4.0g/ml). Then isolates were subjected to detection of the mecA resistance genes and regulators (mecl and mecRI), mecC and blaZ. Two samples of Staphylococcus epidermidis had the mecA gene. All isolates were negative for the mecA gene variant, mecl, mecRI, mecC and blaZ. These findings reinforce the importance of this group of microorganisms in the etiology of subclinical mastitis in goats and open perspectives for future research to investigate the epidemiology of the disease.

RESUMO: A mastite ocupa lugar de destaque entre as doenças que acometem o rebanho leiteiro, em virtude de problemas econômicos e de saúde pública. Staphylococcus spp. são os agentes infecciosos mais envolvidos na etiologia das mastites caprinas, principalmente Staphylococcus coagulase negativo. Dezenove isolados de Staphylococcus spp. foram obtidos a partir de mastite caprina subclínica. Todos os isolados foram caracterizados por MALDI-TOF MS, sendo 47,36% (9/19) identificadas como S. epidermidis, 15,78%(3/19) como S. warneri, 10,52% (2/19) como S. caprae e S. aureus e 5,26% (1/19) tanto para S. lugdunensis, como para S. simulans e S. cohnii. Todos os isolados caracterizados pelo MALDI-TOF foram submetidos a reação em cadeia da polimerase (PCR) para o gene 16rRNA de Staphylococcus spp. para a confirmação do gênero. Após a determinação da espécie, foram realizadas as provas para a detecção fenotípica de resistência aos beta-lactâmicos: difusão em disco simples de oxacilina, cefoxitina, penicilina G e amoxacilina +ácido clavulânico, ágar screen de oxacilina e microdiluição em caldo (MIC) de cefoxitina. O teste de difusão em disco demonstrou resistência de 58% (11/19) para penicilina G, 26,31% (5/19) para cefoxitina e 26,31% (5/19) para oxacilina. Todas as amostras foram sensíveis a amoxicilina + ácido clavulânico e ao ágar screen de oxacilina. Pelo MIC, 63,15% (12/19) das amostras foram resistentes a cefoxitina (MIC >4,0g/ml). Em seguida os isolados foram submetidos a detecção dos genes de resistência mecA e seus reguladores (mecl e mecRI), mecC e blaZ. Duas amostras de S. epidermidis apresentaram o gene mecA. Todos os isolados foram negativos para a variante do gene mecA, mecl, mecRI, mecC e blaZ. Tais achados reforçam a importância deste grupo de microrganismos na etiologia da mastite subclínica em caprinos e abre perspectivas para futuras pesquisas para a investigação da epidemiologia da doença.

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Todo ano, aproximadamente 2,7 milhões de indivíduos são mordidos por serpentes peçonhentas em todo o mundo. Dentre eles, são reportados cerca de 490.000 amputações e 130.000 óbitos bem como outros problemas graves de saúde resultante da mordida por serpentes. No Brasil, a serpente Crotalus durissus popularmente conhecida como cascavel é a única espécie do gênero Crotalus representada em todo o território. Essa serpente é a mais letal e a segunda maior responsável pelos acidentes na população. A subespécie Crotalus durissus terrificus é encontrada predominantemente nas regiões Sul e Sudeste do país e possui uma peçonha conhecida por apresentar efeitos neurotóxicos, nefrotóxicos, miotóxicos, cardiotóxicos e por causar distúrbios hemolíticos e quadros de coagulopatias. Na literatura são encontrados muitos relatos que descrevem os aspectos patológicos, clínicos, toxicológicos, fisiológicos e bioquímicos dos efeitos do envenenamento em vários órgãos, contudo existem poucos registros descrevendo o efeito do envenenamento a nível molecular. Dessa forma, neste projeto foram avaliados os efeitos da peçonha da serpente C. d. terrificus no coração de camundongos de linhagem Swiss 1 h, 6 h, 12 h e 24 h após a aplicação de 0,5 DL50 da peçonha no músculo gastrocnêmio. O coração dos animais foi dissecado e lisado com tampão PTS. As proteínas cardíacas foram então extraídas, modificadas quimicamente (reduzidas e alquiladas), digeridas com tripsina e os peptídeos trípticos resultantes foram marcados com formaldeído leve (grupo controle) e pesado (grupo tratado com a peçonha) e submetidos à análise por espectrometria de massas de alta resolução. Foram identificadas mais de 1300 proteínas das quais várias delas apresentaram alterações no perfil quantitativo ao longo do tempo após o tratamento com a peçonha. A análise do perfil proteico mostrou os efeitos tóxicos da peçonha no coração do camundongo modulando várias proteínas associadas às mitocôndrias e relacionadas com cardiomiopatias hipertrófica e dilatada. As mudanças na abundância dessas proteínas sugerem como elas podem atuar sinergicamente sobre um quadro de envenenamento no tecido cardíaco por meio de distintos efeitos imunológicos e bioquímicos

Every year, approximately 2.7 million individuals are bitten by venomous snakes worldwide. Among them, about 490,000 amputations and 130,000 deaths are reported, as well as other serious health problems resulting from snake bites. In Brazil, Crotalus durissus, popularly known as rattlesnake is the only species of the Crotalus genus found in the entire country. This snake is the most lethal and the second most responsible for accidents in the population. Crotalus durissus terrificus is found predominantly in the South and Southeast of Brazil. Its venom is known for presenting neurotoxic, nephrotoxic, myotoxic and cardiotoxic effects and for causing hemolytic disorders and coagulopathies. Several reports in the literature describe the pathological, clinical, toxicological, physiological, and biochemical aspects of the effects of the envenomation in various organs, however there are few works describing the effect of the venom at the molecular level. In this project, we analyzed the effects of the C. d. terrificus snake venom in the heart of mice of the Swiss strain at 1 h, 6 h, 12 h and 24 h, after the application of 0.5 DL50 of the venom in the gastrocnemius muscle. The animals' hearts were dissected and lysed with PTS buffer. Cardiac proteins were extracted, chemically modified (reduced and alkylated), digested with trypsin and the resulting tryptic peptides were labeled with light (control group) and heavy (venom treated group) dimethyl reagent and subjected to high-resolution mass spectrometry analysis. More than 1300 proteins were identified, several of them showed changes in the quantitative profile over the time after the venom treatment. The venom modulated several proteins associated with mitochondria and related to hypertrophic and dilated cardiomyopathies. Changes in the protein abundance suggests how proteins act synergistically upon envenomation in cardiac tissue, through distinct immunological and biochemical effects.

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Abstract Introduction: With the evolution of diagnostic techniques in traumatic brain injury (TBI), the study of neurological injury has made progress based on the concepts of primary and secondary injury, leading to the era of proteomics to understand the complex molecular events involved in the process. Objectives: This narrative review is intended to discuss the state of the art of the most frequently used biomarkers in TBI, their clinical utility, and the implications for therapeutic decision-making protocols. Materials and methods: In order to fulfill the objective of this paper, a literature review was conducted of the most important databases. Results: Several biomarkers have been studied as prognostic factors in patients with TBI. Learning about their sensitivity and specificity in neurological injury, and its post-trauma evolution over time, has been the goal of various papers in the past few years. Conclusion: Breakthroughs in the study of protein degradation make it necessary to broaden the spectrum and knowledge of new diagnostic methods in TBI. Further studies are needed to define the role of biomarkers and to promote protocols integrating specific values.

Resumen Introducción: Con la evolución de las técnicas diagnósticas en el trauma craneoencefálico, el estudio de la lesión neurológica ha progresado sobre los conceptos de lesión primaria y secundaria, para entrar así en la era de la proteómica y, con ella, entender los complejos eventos moleculares existentes en su proceso. Objetivos: En esta revisión narrativa se pretende presentar el estado actual de los biomarcadores que más se usan en lesión cerebral traumática, su utilidad clínica y las implicaciones en protocolos de decisión terapéutica. Materiales y métodos: Para dar respuesta al objetivo de este trabajo, se realizó una revisión de la literatura en las principales bases de datos. Resultados: Se han estudiado varios biomarcadores como factor pronóstico en pacientes con trauma craneoencefálico. Conocer su sensibilidad y especificidad para la lesión neurológica, así como su evolución en el tiempo tras el traumatismo, ha sido el objetivo de diversos trabajos en los últimos años. Conclusión: El avance en el estudio de los productos de degradación de las proteínas hace necesario ampliar el espectro y el conocimiento en el campo de los nuevos métodos diagnósticos en el trauma craneoencefálico. Se requieren más estudios para definir la función de los biomarcadores y proponer protocolos que integren valores específicos.

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O ameloblastoma é um tumor odontogênico epitelial benigno caracterizado por crescimento lento localmente agressivo, alta morbidade e grande potencial de recidiva. Apesar dos avanços em bioinformática que levaram ao desenvolvimento de tecnologias que permitiram o estudo das ciências "ômicas", há escassos estudos de proteômica em ameloblastomas. O nosso objetivo, portanto, foi realizar uma análise quantitativa do perfil proteômico de ameloblastomas em comparação a folículos pericoronários. No presente estudo, nós utilizamos a estratégia de proteômica shotgun para identificação de proteínas usando a combinação de cromatografia líquida e espectrometria de massas em tandem (liquid chromatography-tandem mass spectrometry; LC-MS/MS). Também foram realizadas análises de cluster e de enriquecimento funcional das proteínas que apresentaram abundâncias alteradas nos ameloblastomas. Nesse estudo realizou-se ainda avaliação do status de mutação em BRAF nos casos de ameloblastoma. Por fim, a validação dos resultados da etapa de proteômica foi feita por meio de imunoistoquímica. A análise proteômica quantitativa comparativa resultou na identificação de 1.353 proteínas. Os ameloblastomas mostraram um perfil proteômico distinto daquele encontrado nos folículos dentais, com 33 proteínas super-reguladas e 21 para sub-reguladas. As proteínas super-reguladas estão envolvidas no metabolismo da glicose e nas vias de biossíntese de macromoléculas, indicando um mecanismo adaptativo de crescimento do tumor, enquanto a maioria das proteínas sub-reguladas desempenha papéis importantes na produção de energia celular mitocondrial e na regulação do metabolismo de oxidorredutase, sugerindo disfunção mitocondrial e resposta ao estresse oxidativo. BRAF p.V600E foi detectado na maioria dos ameloblastomas e pode estar relacionado à indução de fluxo glicolítico, assim como ao estresse oxidativo. Para investigar a ativação do sistema antioxidante, nós avaliamos a imunoexpressão da enzima antioxidante denominada glutationa S-transferase ômega 1 (GSTO1), que foi super-regulada nos ameloblastomas. Os ameloblastomas mostraram imunoexpressão de GSTO1 difusa e com intensidade moderada a forte, enquanto uma imunoexpressão fraca ou negativa de GSTO1 foi observada nos folículos pericoronários. Nossa hipótese é que o ameloblastoma apresenta reprogramação metabólica glicolítica com alta geração de precursores biossintéticos. Além disso, foi observada uma baixa abundância de componentes respiratórios mitocondriais, o que está possivelmente associado à disfunção mitocondrial. Nós identificamos pela primeira vez alterações em vias metabólicas críticas que não só contribuem para a elucidação da patogênese do ameloblastoma, mas também podem ser alvos terapêuticos potenciais para esses tumores

Ameloblastoma is a benign epithelial odontogenic tumor characterized by slow but locally aggressive growth, high morbidity and great potential for recurrence. Despite the advances in bioinformatics that led to the development of technologies that allowed the study of omics sciences, there are scarce studies of proteomics in ameloblastomas. Our aim was to perform a quantitative analysis of the proteomic profile of ameloblastomas compared to dental follicles. In the present study, we performed shotgun proteomics to identify proteins using the combination of liquid chromatography and tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). We also performed cluster and functional enrichment analyses of proteins with altered abundances in ameloblastomas. This study also carried out an assessment of the BRAF mutation status in cases of ameloblastoma. Finally, the validation of the results of the proteomics step was performed using immunohistochemistry. Quantitative comparative proteomic analysis resulted in the identification of 1,343 proteins. Ameloblastomas were shown to harbor a proteomic profile distinct from that found in dental follicles, with 33 over-regulated and 21 down-regulated proteins. Overregulated proteins are involved in glucose metabolism and biosynthesis pathways, indicating an adaptative tumor growth mechanism. Most of the down-regulated proteins play prominent roles in cellular mitochondrial energy production and oxidoreductase metabolism regulation, suggesting mitochondrial dysfunction and oxidative stress response. BRAF p.V600E was detected in most ameloblastomas and it may be related to the induction of glycolytic flux, as well as oxidative stress. To investigate the activation of the antioxidant system, we assessed the immunoexpression of the antioxidant enzyme glutathione S-transferase omega 1 (GSTO1), which was up-regulated in ameloblastomas. Ameloblastomas showed diffuse and moderate to strong GSTO1 immunoexpression, whereas weak or negative imunoexpression was observed in dental follicles. We hypothesize that ameloblastoma presents metabolic reprogramming towards a more glycolytic state with high biosynthetic precursor generation. In addition, a low abundance of mitochondrial respiratory components possibly associated with mitochondrial dysfunction was observed. We were able to identify for the first-time alterations in critical metabolic pathways, which not only contribute to the elucidation of ameloblastoma pathogenesis but also could be potential targets for drug therapy in these tumors.

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O sêmen suíno criopreservado possui emprego comercial limitado devido à perda de qualidade espermática, que ocorre durante o processo de congelação e de descongelação. A célula espermática suína possui peculiaridades que contribuem para esta alta sensibilidade às baixas temperaturas, tais como estrutura e composição da membrana plasmática. Além disso, estudos recentes apontam a relação da presença de proteínas a nível de membrana espermática e de plasma seminal, com a criotolerância das células espermáticas. Portanto, esta revisão faz uma abordagem sobre a íntima relação entre o perfil protéico do sêmen e a sua congelabilidade, característica do sêmen, que pode variar de animal para animal e até entre ejaculados de um mesmo varrão. Pesquisas têm identificados diversas proteínas, que aparecem em maiores concentrações no sêmen de alta congelabilidade. A técnica de proteômica apresenta um grande potencial ligado à reprodução, podendo ser utilizada na identificação de marcadores de fertilidade ou de ejaculados aptos ao processo de congelação/descongelação, evitando, assim, gastos, sejam eles de manutenção de reprodutores com sêmen de baixa qualidade para a congelação ou de processamento do sêmen para criopreservação.(AU)

Cryopreserved swine semen has limited commercial use due to the loss of sperm quality that occurs during the freezing and thawing processes. The porcine sperm cell has peculiarities that contribute to high sensitivity to low temperatures, such as the structure and composition of the plasma membrane. In addition, recent studies point to the relationship between the presence of proteins at the level of sperm membrane and seminal plasma with the cryotolerance of sperm cells. Therefore, this review addresses the intimate relationship between the protein profile of the semen and its freezability. The freezability of the semen can vary from animal to animal and even between ejaculations of the same boar. Research has identified several proteins that appear in higher concentrations in semen with high freezability. The proteomics technique has a great potential linked to reproduction and can be used to identify fertility markers or ejaculates suitable for the freezing / thawing process, thus avoiding expenses, be they for the maintenance of boar with low quality semen for freezing or semen processing for cryopreservation.(AU)

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