Abstract: A terapia gênica tem sido empregada em estudos pré-clínicos e clínicos, com o intuito de amenizar ou curar uma doença. Vetores retrovirais são uma ferramenta de transferência gênica largamente utilizada. Vetores bicistrônicos são uma alternativa interessante para o tratamento de doenças complexas. Na construção de um vetor bicistrônico pode-se empregar várias estratégias dentre elas a utilização da sequência IRES. A endostatina, fragmento do colágeno XVIII, tem sido muito utilizada na terapia anti-angiogênica devido sua ação inibitória no crescimento de células endoteliais. A imunoterapia tem sido utilizada como tratamento coadjuvante de tumores. Dentre as citocinas utilizadas, a interleucina-2 promovendo a proliferação de linfócitos T, tem sido utilizada em diversos estudos pré-clínicos e clínicos. O objetivo deste projeto foi construir e caracterizar in vitro um vetor retroviral bicistrônico codificando endostatina e interleucina-2 utlizando a sequência IRES. A construção do vetor foi realizada em três etapas, sendo comprovada a construção final por análise de restrição e seqüenciamento. Células de empacotamento foram transfectadas com o vetor, e posteriormente realizada a transdução na célula alvo. A endostatina e a interleucina-2 foram determinadas por Dot blot, seguido de análise da expressão por RT-PCR e ensaio de atividade. O vetor construído apresentou altos níveis de titulação viral, variando de 4.20x105 a 1.53x106UFC/mL. A determinação da endostatina e da interleucina-2 variaram entre 1.08 a 2.08g/106cels.24h e 0.66 a 0.89μg/106cels.24h, respectivamente. A expressão da endostatina no clone NIH3T3-pLend-IRES-IL2SN foi 2 vezes superior á apresentada pelo clone NIH3T3-pLend-IRES-IL2SN. A endostatina produzida promoveu uma inibição da proliferação de 40% das células endoteliais; e a interleucina-2 promoveu uma proliferação de 10.6% de linfócitos CD4 e 8.9% de CD8. Desta forma, a construção obtida neste trabalho representa uma excelente ferramenta para estudos da biologia celular do câncer e novas estratégias terapêuticas.

Palavras-Chave: gene therapy; cell transformations; in vitro; gene therapy; dna; ribosomal rna; oncogenic viruses; clinical trials; neoplasms; molecular biology; endothelium

CALVO, FERNANDA B. Construcao e caracterizacao in vitro de um vetor retroviral bicistronico codificando endostatina e interleucina-2 para utilizacao em terapia genica. Orientador: Maria Helena Bellini. 2009. 73 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-22092011-093547. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9487. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A enzima conversora de angiotensina (ECA) catalisa a conversão de angiotensina I (Ang I) no vasoconstritor angiotensina II (Ang II) e hidrolisa a bradicinina (BK). ECA somática (sECA) possui dois domínios homólogos (N e C) que têm 60% de identidade. Embora estas duas regiões tenham homologia grande, o sítio catalítico C-domínio exibe uma atividade três vezes maior do que o N-domínio na hidrolise de Ang I in vivo. Este fato torna interessante o desenvolvimento de novos estudos de inibidores ou a melhoria dos já existentes. O objetivo deste estudo foi obter a região Ala959 até Ser1066 do Cdomínio da sECA (c-sECA), em uma estrutura conformacional semelhante à estrutura nativa. Nós amplificamos a sequência correspondente ao sítio catalítico da c-sECA com 324pb e clonamos esta sequência no vetor pET 28a(+). O segmento (nomeado de pET28_c-sECA) foi expresso em sistema bacteriano. A proteína foi expressa na forma solúvel e a purificação foi feita em uma única etapa utilizando a coluna de afinidade His-tag, a qual produziu a proteína pura. Análises estruturais por dicroísmo circular e fluorescência confirmaram que a proteína recombinante estava na conformação correta, e os ensaios de atividade mostraram que a c-sECA possui atividade enzimática e é inibida por lisinopril.

Palavras-Chave: cardiovascular diseases; cardiovascular system; blood circulation; hypertension; enzyme inhibitors; enzyme activity; angiotensin; dna; escherichia coli; protein structure; molecular biology

ELIAS, CAROLINE C. Obtenção, caracterizações estruturais e atividade enzimática do sítio C-catalítico da enzima conversora de angiotensina I - região ALAsup(959) até SERsup(1066). Orientador: Regina Affonso. 2015. 63 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2015.tde-23112015-083845. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/25320. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A endostatina (ES) é uma proteína inibidora da angiogênese, com ação específica sobre células endoteliais em proliferação, utilizada para tratamento de tumores sólidos. No entanto, o elevado efeito antitumoral da ES observado em animais não é reproduzido em humanos. Com o intuito de potencializar a eficácia terapêutica da ES, produzimos duas proteínas híbridas com dois domínios funcionais. O primeiro domínio é a ES, que apresenta especificidade por células endoteliais ativadas, dirigindo estas proteínas de fusão às células endoteliais em proliferação, promovendo sua internalização e seu efeito inibitório. Como segundo domínio funcional utilizamos os domínios BH3 próapoptóticos de duas proteínas BH3-only com o objetivo de promover a liberação de citocromo C e desencadear o processo de apoptose, aumentando a ação antiangiogênica da ES. Neste trabalho, foram desenhadas duas proteínas de fusão que contêm o domínio BH3 das potentes proteínas pró apoptóticas PUMA e BIM (ES-PUMA e ES-BIM), que deveriam apresentar efeito antiangiogênico potencializado em relação à ES selvagem. A inserção dos fragmentos de DNA codificantes para os domínios BH3 de PUMA e BIM no vetor contendo o gene da ES (pET-ES) foram realizadas por mutagênese sítiodirigida. Estas proteínas de fusão recombinantes foram expressas como corpos de inclusão em E.coli, renaturadas utilizando processo que utiliza alta pressão e purificadas em resina de afinidade por heparina. O tratamento de células endoteliais com as proteínas ES-PUMA e ES-BIM não levou à queda de viabilidade em ensaio de MTS ou de apoptose avaliado por citometria de fluxo, em comparação com os resultados obtidos pelo tratamento com ES.

Palavras-Chave: angiogenesis; blood vessels; carcinogenesis; growth factors; neoplasms; tumor cells; collagen; resins; polysaccharides; protein engineering; reticuloendothelial system; counting techniques; molecular biology; biotechnology; medical examinations; medical surveillance; diagnosis

SILVA, NATAN V. da. Produção e estudo de atividade antiangiogênica de proteínas de fusão endostatina-domínio BH3 das proteínas pró-apoptóticas PUMA e BIM. Orientador: Ligia Ely Morganti Ferreira Dias. 2015. 38 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2016.tde-23032016-155417. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/26940. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Over the past decades, Fourier Transform Infrared (FTIR) microspectroscopy has emerged as a potential candidate to complement Histopathology in the study and diagnosis of tissue diseases. Contrary to the histological examination, which relies on the morphological tissue alterations assessed by visual inspection of stained samples, FTIR chemical imaging is a rapid and label-free tool that provide simultaneously information about histological structures as well as the localisation and magnitude of basic molecular units that compose tissue sections (proteins, nucleic acids, lipids, and carbohydrates). Despite the many proof-of-concept studies demonstrating the effectiveness of FTIR spectroscopy in detecting biological disorders with high levels of sensitivity and specificity, translation into clinical practice has been relatively slow due to the substantial cost of infrared transparent substrates required to collect the images. Thus, the main objective of this research is to evaluate the diagnostic potential of infrared chemical images collected from samples placed on conventional histology glass slides as alternative substrates for FTIR spectroscopy. Swiss mice were submitted to a well-established chemical carcinogenesis protocol, in which cancerous and non-cancerous cutaneous lesions were obtained by varying the exposure time of the animals to carcinogenenic factors. FTIR hyperspectral images were acquired in transmission mode over the mid-infrared region from tissue specimens placed on conventional infrared substrates (calcium fluoride - CaF2) and glass slides. In the first phase of our study, spectral datasets were segmented using k-means (KMCA) and Hierarchical Cluster Analysis (HCA) as clustering algorithms to reconstruct the hyperspectral images aiming to evaluate the ability of the false-color maps in reproducing the histological structures of tissue specimens. The images were segmented by each clustering technique using several different combinations varying parameters including the substrate used to place the samples (CaF2 or conventional glass) and the methods employed to preprocess the datasets. Fingerprint (1000-1800 cm-1) and high wavenumber (3100-4000 cm-1) regions from images collected on CaF2 were separately used as input for image reconstruction and only the high wavenumber range was employed in the case of samples placed on glass. All pseudocolor maps were compared to standard histopathology in order to evaluate the quality and consistency of images after segmentation. KMCA presented slightly superior ability in correctly assigning the pixels of morphochemical maps to the histological structures of the specimen, nevertheless, our findings indicate that the choice of the substrate, input data, preprocessing methods, and sample preparation have more influence in the final results than the clustering algorithm used to reconstruct the images. In the second phase of our study, Principal Component Analysis (PCA) was employed to compare datasets from healthy group to animals exposed to chemicals for 8, 16, and 48 weeks in order to evaluate the biochemical changes induced by chemical carcinogenesis. The performance of classification in each pairwise comparison was calculated using a binary classification test based on Linear Discriminant Analysis associated to PCA (PC-LDA). The method achieved satisfactory discrimination (over 80%) comparing healthy tissue to samples that were classified as papilloma (16 weeks) and invasive squamous cell carcinoma (48 weeks) regardless of the substrate used to place the samples. Statistical measurements obtained comparing healthy skin to animals exposed to carcinogenic factors for 8 weeks (free of malignancy based on the morphological and clinical evidence) ranged from 35-78%, indicating that the ability of PC-LDA in correctly classifying spectral data from cancerous and pre-cancerous lesions vary with the stage of the disease during the tumorigenesis process. Thus, as a proof-of-concept, we demonstrate the feasibility of FTIR spectroscopy in evaluating the biological events triggered by cancer using a label-free methodology that do not rely on expensive substrates and do not disrupt the pathologist workflow. This is a major step forward towards clinical application, since the method can be used to complement the diagnostic process of cancer as a non-subjective alternative that do not require laborious and time-consuming procedures nor expensive probes as biomarkers.

Palavras-Chave: skin diseases; neoplasms; diagnosis; nuclear medicine; image processing; fourier transform spectrometers; infrared radiation; infrared spectrometers; microscopy; animal tissues; molecular biology; radiobiology; tools

LIMA, CASSIO A. Skin cancer diagnosis using infrared microspectroscopy imaging as a molecular pathology tool. Orientador: Denise Maria Zezell. 2019. 93 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-05062019-155251. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29900. Acesso em: $DATA.

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