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Projeto de Pesquisa Iniciação Científica Estudo funcional de uma desintegrina da peçonha de Crotalus durissus collilineatus Functional study of a disintegrin from Crotalus durissus collilineatus venom Graduanda: Rafaella Varzoni Manzini Orientadora: Profª. Drª. Eliane Candiani Arantes Ribeirão Preto 2016 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto Laboratório de Toxinas Animais RESUMO Acidentes com serpentes peçonhentas são um problema para a saúde pública nacional devido a sua frequência e gravidade. Os casos envolvendo serpentes do gênero Crotalus são mais graves, apresentando maior taxa de letalidade. A peçonha de serpente Crotalus durissus collilineatus é uma complexa mistura de vários componentes, entre eles, as desintegrinas. Essas proteínas atuam como um inibidor da integrina, uma proteína de adesão celular, desencadeando respostas transducionais, que podem levar as células à apoptose. Os objetivos deste trabalho são o isolamento e a caracterização estrutural e funcional de uma desintegrina da peçonha de serpente Crotalus durissus collilineatus. Para isto, a peçonha será fracionada por cromatografia de fase reversa em coluna C-18 e fração contendo a desintegrina será submetida a processos cromatográficos adicionais para isolar a desintegrina. A caracterização estrutural da molécula será realizada por sequenciamento amino-terminal e determinação da massa molecular por espectrometria de massas. Os ensaios de adesão celular e o de migração celular (cicatrização celular) serão realizados em linhagens de células HepG2, visando a caracterização funcional da desintegrina. Devido à possível ação das desintegrinas em tromboses, angiogêneses, mestástases, inflamação e outras doenças relacionadas com integrinas, este projeto é de grande relevância, já que visa esclarecer a ação da desintegrina da peçonha de C. d. Collilineatus em células cancerosas. Palavras-chave: Crotalus durissus collilineatus, desintegrina, adesão celular, migração celular, câncer. ABSTRACT Snakebite envenomings are a problem to national public health because of its frequency and severity. Cases involving snakes of genus Crotalus are more severe, showing higher mortality rate. The venom of Crotalus durissus collilineatus is a complex mixture of several compounds, among them, the disintegrins. These proteins act as integrin inhibitor, a cell adhesion protein, triggering translational responses that can lead the cells to apoptosis. The objectives of this project are the isolation and structural and functional characterization of a disintegrin from Crotalus durissus collilineatus venom. The snake venom will be fractionated on reversed- phase chromatography on a C-18 column and the fraction containing the disintegrin will be submitted to additional chromatographic processes to isolate the disintegrin. The structural characterization of the molecule will be performed by amino-terminal sequencing and molecular mass determination by mass spectrometry. The cell adhesion and cell migration (a wound healing assay) assays will be performed in HepG2 cell lines, aiming the functional characterization of the disintegrin. Due to the possible action of disintegrins in thrombosis, angiogenesis, metastases, inflammation and other diseases related to integrins, this project is of great relevance, since it seeks to unravel the action of disintegrin C. d. Collilineatus in cancer Due to the possible action of the disintegrins in thrombosis, angiogenesis, metastases, inflammation and others diseases related to integrins, this project is of great relevance, since aims to clarify the action of the disintegrin from C. d. collilineatus venom in cancer cells. Key words: Crotalus durissus collilineatus, disintegrin, cell adhesion, cell migration, cancer. SUMÁRIO 1. Introdução e revisão bibliográfica ......................................................................... 1 1.1. Serpentes .......................................................................................................... 1 1.2. Distribuição geográfica no Brasil ....................................................................... 1 1.3. Envenenamento ................................................................................................ 2 1.4. Componentes da peçonha crotálica. ................................................................. 2 1.5. Desintegrinas .................................................................................................... 3 1.5.1. Estrutura ..................................................................................................... 4 1.5.2. Ação funcional ............................................................................................ 4 2. Justificativa ........................................................................................................... 6 3. Objetivos ............................................................................................................... 7 3.1.Objetivo Geral .................................................................................................... 7 4.1. Obtenção das peçonhas ................................................................................... 7 4.2. Fracionamento das peçonhas Crotalus durissus collilineatus ........................... 7 4.3. Determinação quantitativa de proteínas ............................................................ 8 4.4. Eletroforese em gel de poliacrilamida (PAGE) .................................................. 8 4.5. Identifiação de proteínas ................................................................................... 8 4.5.1. Determinação da massa molecular por MALDI-TOF .................................. 8 4.5.2. Sequenciamento N-terminal ....................................................................... 8 4.5.3. Sequenciamento de novo de peptídeos ...................................................... 8 4.5.4. Análise in silico das sequências.................................................................. 9 4.6. Ensaio fundional ................................................................................................ 9 4.6.1. Cultivo das células HepG2 .......................................................................... 9 4.6.2. Ensaio de adesão celular ............................................................................ 9 4.6.3. Ensaio de migração celular ....................................................................... 10 5. Cronograma de execução ................................................................................... 10 6. Referências bibliográficas .................................................................................. 11 1 1. INTRODUÇÃO 1.1. Serpentes Dentre as famílias ofídicas existentes no mundo, as serpentes peçonhentas pertencem às famílias Atractaspididae, Colubridae, Elapidae e Viperidae (WARRELL, 2012). No Brasil são encontradas somente as famílias Elapidae e Viperidae (MELGAREJO, 2003). A família Viperidae pode ser facilmente identificada, pois as serpentes dessa família possuem uma cabeça triangular que é recoberta por pequenas escamas de aspecto parecido às escamas do restante de seu corpo. Essas serpentes possuem um aparelho inoculador solenóglifo, ou seja, cada maxila possui apenas um dente funcional, sendo este caracterizado como agudo, grande e oco (MELGAREJO, 2003). A peçonha é injetada na presa por compressão dos músculos acessórios das glândulas localizadas na região pós-orbital (JACKSON, 2007; VONK et al., 2008; FRY et al., 2008). A subfamília Crotalinae, pertencente à família Viperidae, apresenta a fosseta loreal,um órgão termorreceptor, que se localiza entre o olho e a narina da serpente, capaz de detectar pequenas flutuações de radiação termal, tornando-a capaz de detectar a presença de presas endotérmicas e a direção que estas podem estar (BULLOCK; COWKES, 1952; BAKKEN; KROCHMAL, 2007). A subfamília Crotalinae é composta pelos gêneros Bothrops (FENWICK et al., 2009), Crotalus (WUSTER; BERNILS, 2011), Lachesis (MELGAREJO, 2003), sendo estes diferenciados pela cauda. O gênero Bothrops tem uma cauda simples, sem modificações, apenas com escamas subcaudais em pares (MELGAREJO, 2003); o gênero Crotalus, possui uma estrutura denominada chocalho ou guizo, na terminação da cauda, que gera um ruído quando a serpente se encontra pronta para o ataque ou irritada (BRASIL, 1911; HOGE; ROMANO- HOGE, 1978/1979; JORGE; RIBEIRO; 1990); e, o gênero Lachesis apresenta as últimas escamas subcaudais eriçadas e modificadas, que terminam num espinho (MELGAREJO, 2003). 1.2. Distribuição geográfica no Brasil No território brasileiro, relativo ao gênero Crotalus, existe somente a espécie Crotalus durissus subdividida nas subespécies C. d. collilineatus, que é 2 encontrada no Centro-Oeste, Minas Gerais e São Paulo; C. d. terrificus, na região sul meridional e oriental, em zonas altas e secas; C. d. marajoensis, na região da Ilha de Marajó; C. d. ruruima, encontrada no norte do país; e C. d. cascavella, em regiões da caatinga do nordeste do país (CAMPBELL; LAMAR, 1989; PINHO; PEREIRA, 2001). E alguns autores consideram uma sexta subespécie, a C. d. trigonicus, encontrada em algumas regiões de Roraima (AUTO, 1999; CAMILLO, 1998). 1.3. Ofidismo De acordo com os dados publicados pelo SINAN (Sistema de Informações de Agravos de Notificação), em 2014 foram registrados 21.818 casos de envenenamento por serpentes pertencentes aos gêneros da subfamília Crotalinae. O maior número de acidentes foi causado pelo gênero Bothrops, com 19.115 casos registrados. Seguido pelo gênero Crotalus, com 1.880 acidentes e, por último, o gênero Lachesis, com 823 casos (Fig. 1). Figura 1. Incidência e porcentagem dos casos de envenenamento ofídico registrados por gênero em 2014 pelo Sistema de Informações de Agravos de Notificação (SINAN). 1.4. Componentes da peçonha crotálica As peçonhas ofídicas possuem uma mistura complexa de centenas de moléculas, tais como: componentes orgânicos e minerais (histaminas e outros alérgenos, poliaminas, alcalóides, entre outros), pequenos peptídeos e proteínas com atividades farmacológicas (MARKLAND, 1998; MÉNEZ, 2002). 0 5,000 10,000 15,000 20,000 Acidentes Ofídicos 87% 4% 9% Acidentes Ofídicos Bothrops Lachesis Crotalus 2 Dentre os compostos inorgânicos, foram identificados cálcio, cobre, ferro, potássio, magnésio, manganês, sódio, fósforo, cobalto e zinco. Além de outros componentes como: carboidratos (em glicoproteínas), lipídeos (fosfolipídeos), aminas biogênicas, aminoácidos e nucleotídeos (BJARNASON et al, 1994). Porém, majoritariamente, a peçonha é formada por proteínas, correspondendo entre 90-95% do peso seco da peçonha (MARKLAND, 1998). Entre as proteínas, encontram-se as proteases, sendo os principais exemplos as metaloproteases e as serinoproteases, havendo também outras enzimas, sendo elas: fosfolipases, fosfodiesterasas, colinesterases, aminotransferases, L-aminoácido oxidases, catalases, ATPases, hialuronidases, NAD nucleosidases e L-glicosaminidases (MATSUI et al., 2000). A peçonha crotálica é considerada mais tóxica do que a do gênero Bothrops (BELLUOMINI, 1984; BRASIL, 1911). A peçonha de Crotalus durissus é rica em crotoxina (SLOTTA; FRAENKEL- CONRAT, 1938), uma proteína que corresponde a cerca de 65% da peçonha crotálica (DOBRACHINSK, 2012; CLISSA, 1997) e é a fração mais tóxica da peçonha (HENDON; FRAENKEL-CONRAT, 1971). Duas substâncias são necessárias para formar a crotoxina, a fosfolipase A2 e a crotapotina, que interagem através de uma ligação fraca. A crotoxina possui atividade miotóxica e sua fisiopatologia consiste na ação da fosfolipase A2, que hidrolisa fosfolipídeos da membrana plasmática e sua ação é potencializada com auxílio da crotapotina (FORTES-DIAS et al., 1994). Sua ação sistêmica pode levar à rabdomiólise, com liberação de mioglobina no sangue e sistema linfático e aumento nos níveis de creatinofosfoquinase (CPK), desidrogenase láctica (DHL) e aspartato amino transferase (TGP) (SILVEIRA et al., 1992). A crotoxina também possui atividade neurotóxica, bloqueando a ação do neurotransmissor acetilcolina na pré-sinapse, que resulta em alterações neuromusculares, convulsões, perturbações respiratórias e circulatórias (Clark et al., 1997). A crotamina (GONÇALVES; VIEIRA, 1950) é outra proteína com ação miotóxica, que atua nas membranas das fibras musculares, despolarizando as células (OGUIURA et al., 2005). A proteína giroxina presente na peçonha crotálica, curiosamente, leva o animal envenenado a girar em torno do seu próprio eixo (BARRIO, 1961); (BARRABIN et al., 1978) e também age sobre proteínas plasmáticas, desencadeando distúrbios hematológicos (SERRANO; MAROUN, 2005). 3 A ação hepatotóxica da peçonha é evidenciada por alterações enzimáticas das alaninas, alaninatransferase e aminotransferase encontradas nos hepatócitos (MOHAMED et al. 1981). Como a peçonha é excretada predominantemente pelos rins há um aumento na sua concentração neste órgão e ocorrência de toxicidade celular direta. A fisiopatologia da atividade nefrotóxica consiste principalmente em alterações glomerulares, na ultra-estrutura das células dos túbulos proximais e obstrução da luz tubular. Sua principal causa esta ligada à rabdomiólise (ZAGER, 1996; SCHMIDT et al., 1976). Também existem componentes com atividades farmacológicas já conhecidas, como a crotalfina, um peptídeo analgésico potente (KONNO et al., 2008), a enzima trombina-símile, utilizada como “selante de fibrina” (BARROS et al., 2009) e a hialuronidase (BORDON et al., 2012). Contudo, esses componentes foram pouco estudados, mas também contribuem para a patogenia do acidente crotálico. Na peçonha ainda existem outros componentes como: peptídeos natriuréticos (EVANGELISTA et al., 2008), convulxina (EVANGELISTA et al., 2008; PRADO-FRANCESCHI, VITAL-BRAZIL, 1981), proteínas semelhantes a lectina tipo-C (FRANCISCHETTI et al., 1997; TOYAMA et al., 2001; HAMAKO et al., 2007; WELLNER, 1960), L-aminoácido oxidases (TORII; NAITO, M.; TSURUO,1997; TOYAMA et al., 2006; VARGAS et al., 2012) e peptídeos potencializadores de bradicinina (HIGUCHI et al., 2006; GOMES et al., 2007). 1.5. Desintegrinas As peçonhas ofídicas também são compostas por desintegrinas. A primeira desintegrina foi descoberta por Stefan Niewiarowski e Tur-Fu Huang em 1987. Os autores isolaram uma proteína pequena e de baixa massa molecular da peçonha de uma serpente exótica da Indonésia, Trimeresurus gramineus, e através de um ensaio funcional com essa proteína, observaram a inibição da agregação plaquetária pelo bloqueio da ligação do fibrinogênio com o ADP estimulado por plaquetas. O termo “desintegrina” foi proposto por Gould et al. (1990) e sua ocorrência natural inspirou muitos pesquisadores pela interação molecular com integrinas IIb 3, v 3 e 5 1. Essa interação conduziu à descoberta de um agente com potencial terapêutico para tromboses, angiogenêses, mestástases, 4 inflamação e outras doenças relacionadas com integrinas (HUANG, 2010). A desintegrina da serpente Crotalus durissus collilineatus foi identificada por Boldrini- França et al. (2009; 2010) através de técnicas transcriptômicas e proteômicas. 1.5.1. Estrutura ADAM (“A disintegrin and metalloproteases”) são metaloproteases ancoradas na membrana e estas possuem um domínio extracelular que contém umdomínio N-terminal de metaloproteases e um domínio de desintegrina do tipo RGD, KGD, MLD, ECD, VGD, MGD e WGD o qual reconhece integrinas ou receptores celulares (MOURA-DA-SILVA et al., 1996; CALVETE et al., 2009; CALVETE, 2010). As SVMP (Snake Venom Metalloproteases) são proteínas ricas em resíduos de cisteínas e são divididas em subgrupos de acordo com o tamanho da cadeia e o número de ligações de dissulfeto (CALVETE, 2005). Uma das primeiras atividades das metaloproteases descoberta foi a inibição da agregação plaquetária e estas enzimas foram as primeiras a serem isoladas como os menores e solúveis inibidores da agregação presentes na peçonha (WESKAMP, 1994). A desintegrina é liberada na peçonha da serpente por um processo proteolítico de precursores de metaloproteases do tipo PII (SVMPs) (KINI; EVANS, 1992). É uma proteína pequena (40-100 aminoácidos) e pode ser classificada de acordo com o número de resíduos de cisteínas e o tamanho da sua cadeia, ou seja, são consideradas desintegrinas curtas quando apresentam oito cisteínas, média com doze cisteínas e longas com quatorze cisteínas. As desintegrinas também podem ser classificadas de acordo com sua função, por conta da presença de um motivo tripeptídico no sítio de ativação, sendo denominadas como sequências RGD-, MLD- e KTS- (MARCINKIEWICZ, 2005). 1.5.2. Ação funcional As integrinas em estado funcional são glicoproteínas heterodiméricas composta por alfa e beta subunidades e são os receptores mais importantes para interação célula-matriz (HYNES, 2002). Estas determinam funções celulares em tecidos normais que formam um órgão particular, por exemplo, células envolvidas na construção de um tecido expressam receptores para proteínas da matriz extracelular enquanto células imunes expressam receptores responsáveis pela 5 interação célula-célula. Muitas respostas celulares requerem a ativação de integrinas. Esta ativação gera mudança conformacional do domínio extracelular, o qual é iniciado por estimulação da cauda citoplasmática da integrina. Esse tipo de sinal é denominado “ao avesso” e estimula os receptores a se ligarem aos ligantes. Por exemplo, a integrina IIb 3 depende desse sinal para ligar-se ao fibrinogênio, quando ocorre a estimulação plaquetária. Outro sinal conhecido como “de fora para dentro”, gera sinais transducionais pela ligação do ligante à integrina (HARBURGER, 2009). A ligação de integrinas com componentes endógenos estabiliza o meio celular e gera sinais de sobrevivência, mas, em certas condições, as integrinas estão envolvidas no desencadeamento de sinais apoptóticos, quando, por exemplo, ocorre a falha da ligação das integrinas com a matriz extracelular (CHERESH, 2008). Portanto, as integrinas são mediadores de adesão celular e a ligação da célula à matriz extracelular via integrina resulta em uma cascata de sinalização intracelular que pode alterar significativamente o padrão de expressão gênica daquela célula (HYNES, 1992). A adesão de uma célula a outra, ou de uma célula à matriz extracelular, é fundamental para diversos processos fisiológicos e patológicos, ou seja, o desenvolvimento, diferenciação, transdução de sinais, resposta imunológica, manutenção da estrutura tecidual, metástases tumorais e cicatrização de ferimentos são processos dependentes das integrinas expressas pelas células (WAGNER et al., 1994). Há muitas proteínas que interferem na adesão celular, dentre elas, a desintegrina presente na peçonha que atua como ligante antagonista de integrinas (GOULD et al., 1990). Além disso, as desintegrinas também atuam inibindo a migração e a proliferação celular. O primeiro trabalho demonstrando essas ações foi publicado por Soszka et al. (1991). Esses autores empregaram a desintegrina albolabrin, uma desintegria RGD monomérica de tamanho médio, que inibiu a adesão de células de melanoma B16F10 pela fibronectina e laminina, bem como, bloqueou metástase destas células em ratos experimentais. Estudos recentes demonstram a ação de desintegrinas de serpentes Crotalus com ação anticancerígena. Saviola et al. (2016) avaliaram ação da desintegrina Tzabcanin, isolada da peçonha de Crotalus simus tzabcan, em ensaio com linhagens de células de melanoma A-375 e câncer de pulmão A-549 que 6 expressam a integrina v 3. Essa integrina é importante na mobilidade e invasão do tumor e também é o maior receptor da matriz extracelular da proteína vitronectina. Os resultados demonstraram que a desintegrina inibiu a adesão celular com a proteína vitronectina e inibiu a migração celular em ambas as linhagens. Além disso, a desintegrina exibiu fraca citotoxicidade para as células A- 375 e não afetou a viabilidade das células A-549. Outros estudos sugerem a ação biológica das peçonhas de C. d. collilineatus e C. d. terrificus apresentam componentes pró-inflamotórios e anti- inflamatórios que atuam na modulação do sistema imune (RIBEIRO et al., 2014). Dentre os estudos da peçonha de C. d. collilineatus, há também a investigação de um inibidor de fosfolipases A2 presente em sua peçonha com grande potencial no tratamento em casos de picadas de serpentes ou em doenças inflamatórias no qual PLA2s estão envolvidas (GIMENES et al., 2014). Portanto, o estudo dos componentes presentes na peçonha de serpentes do gênero Crotalus é relevante para o desenvolvimento de futuros fármacos, já que diversos componentes de sua peçonha apresentam grande potencial terapêutico. 2. JUSTIFICATIVA As integrinas são mediadores de adesão celular e estão envolvidas em diversos processos fisiológicos e patológicos, entre eles, metástases tumorais. As desintegrinas presentes em peçonhas ofídicas atuam como ligantes antagonistas de integrinas, inibindo a migração e a proliferação celular. Nesse sentido, as desintegrinas têm grande potencial terapêutico. Portanto, o conhecimento da estrutura e função de desintegrinas poderá contribuir para o desenvolvimento de novos fármacos, e para o tratamento de envenenamento ofídico. Convém ressaltar ainda que esse projeto contribuirá grandemente para a formação acadêmica e profissional da graduanda, visto que ela ficará apta a realizar ensaios funcionais com células em cultura, técnicas cromatográficas e ensaios de eletroforese. Aprenderá a utilizar pipetas automáticas, espectrofotômetros, liofilizador e também será capaz de realizar outras técnicas necessárias para a purificação de substâncias. 7 3. OBJETIVOS 3.1. Objetivo Geral Este projeto visa o isolamento e a caracterização estrutural e funcional de uma desintegrina da peçonha de serpente Crotalus durissus collilineatus. Para isto, serão realizadas as seguintes etapas: - A peçonha de serpente C. d. collilineatus será fracionada por cromatografia de fase reversa, segundo metodologia descrita por Boldrini-França et al. (2010). - A fração proteica contendo a desintegrina será recromatografada na tentativa de isolar a proteína. - Sequenciamento amino-terminal por degradação de Edman. - Determinação da massa molecular por espectrometria de massas. - Caracterização funcional utilizando a linhagem de células HepG2. 4. MATERIAL E MÉTODOS 4.1. Obtenção das peçonhas As serpentes estudadas são da região de Catalão - GO e são mantidas no serpentário do Biotério Central da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP/USP). A peçonha bruta será extraída e fornecida pelo serpentário, dessecada a vácuo, em temperatura ambiente, e conservada a -20 ˚C. O Anexo A apresenta o Certificado de Regularidade do Biotério Central emitido pelo IBAMA. 4.2. Fracionamento da peçonha de Crotalus durissus collilineatus A peçonha será fracionada através do método descrito por Boldrini-França et al. (2010). O fracionamento será realizado em uma coluna de fase reversa C-18 Semipreparativa (250 x10 mm, Phenomenex, 5 m, 300 Å, USA), sob vazão de 5,0 mL/min, no sistema Äkta Purifier UPC10 (GE Healthcare – UK) de Cromatografia Líquida Rápida de Proteínas (FPLC - Fast Protein Liquid Chromatography). A eluição das frações será realizada com gradiente segmentado de TFA 0,1% (solução A) e ACN 80% + TFA 0,1% (solução B), com monitoramento automático da absorbância em 214 nm. As frações coletadas serão liofilizadas para posterior análise. 8 4.3. Determinação quantitativa de proteínas A concentração proteica das frações purificadas será estimada pelo método de Scopes (1974). 4.4. Eletroforese em gel de poliacrilamida com agente desnaturante (SDS-PAGE) A eletroforese em gel de poliacrilamida com dodecil sulfato de sódio (SDS) das frações obtidas será realizada como descrito por Laemmli (1970). Os géis serão corados com Coomassie Phastgel Blue R-350 0,2% (GE Healthcare) por cerca de 2 horas e descorados com solução de ácido acético 10% (V/V). 4.5. Identificação de proteínas 4.5.1. Determinação da massa molecular por MALDI-TOF A massa molar da desintegrina será determinada pela técnica de Ionização e Dessorção a Laser Assistida por Matriz e analisada em analisador do tipo TOF (time of flight) (MALDI-TOF), modelo Ultraflex II (Bruker Daltonics - DE), equipado com uma fonte de laser do tipo Nd-YAG Smartbeam laser (MLN 202, LTB). O ácido sinapínico será a matriz utilizada e o aparelho será operado no modo refletido. Estes ensaios serão realizados na Central de Espectrometria de Massas da FCFRP-USP. 4.5.2. Sequenciamento N-terminal A sequência amino-terminal da desintegrina será obtida por degradação de Edman (EDMAN; BEGG, 1967), em um sequenciador automático de proteínas (PPSQ-33A – Shimadzu), conforme instruções do fabricante. A sequência obtida será comparada com sequências já conhecidas em banco de dados (BLAST), em busca de similaridade. 4.5.3. Sequenciamento de novo de peptídeos A desintegrina purificada será reduzida com ditiotreitol (DTT), alquilada com iodoacetamida e digerida com tripsina (Promega) (CELEDON et al., 2007). Os 9 peptídeos tripsínicos resultantes serão dessalinizados por fase reversa em Zip Tip C18 (Millipore), para que possam ser analisados por espectrometria de massas. 4.5.4. Análise in silico das sequências As sequências encontradas serão analisadas in silico para encontrar identidade sequencial com proteínas depositadas em bancos de dados, como BLAST (NCBI), MASCOT e UniProt. 4.6. Ensaios funcionais Os ensaios funcionais serão realizados em colaboração com a Dra. Lusânia Maria Greggi Antunes da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP. 4.6.1. Cultivo das células HepG2 A linhagem celular HepG2, células de hepatocarcinoma humano, obtida da ATCC (American Type Culture Collection), será cedida pelo Hemocentro do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto – USP e mantida em estufa com 5% de CO2, a 37ºC e 96% de umidade. Para realização dos experimentos, as células HepG2 serão mantidas de acordo com os procedimentos para manutenção de linhagens celulares propostos por Bal-Price e Coecke (2011). 4.6.2. Ensaio de adesão celular O método MTT, originalmente descrito por Mosmann (1993), com modificações, será utilizado para verificar a citotoxicidade das toxinas em diferentes concentrações e tempos de tratamento. A sigla MTT se refere ao reagente utilizado na avaliação final, ou seja, o 3-(4,5-dimetiltiazol-2il)-2-5-difenil- 2H tetrazolato de bromo. Após o tratamento das células com as toxinas, a leitura das absorbâncias em 570 nm será realizada em um leitor de microplacas. Os experimentos serão realizados em triplicata e a analise estatística será feita por ANOVA. 10 4.6.3. Ensaio de migração celular A migração celular será determinada através do método proposto por Valster et al. (2005), denominado ensaio de cicatrização (a wound healing assay). As células HepG2 serão cultivadas a uma densidade de 5 x 105 células/poço em placas de seis poços e incubadas a 37°C durante 24 horas. Posteriormente, será realizada uma lesão, cortando ao meio a cultura de células, utilizando-se a ponta da pipeta padrão de 1 mL. As células serão lavadas com PBS para remover os restos celulares e cultivadas em meio com DMEM isento de soro e expostos a SNP (0, 0.5, 1.0 ou 1.5 mM) durante 24 horas. O espaço entre as duas metades será fotografado por um microscópio invertido, modelo CK31. A cicatrização da ferida será analisada usando o programa Image-Pro Plus Software, versão 6.0 (Media Cybernetics, Inc., Rockville, MD, EUA) e de acordo com a seguinte fórmula: Os experimentos serão realizados em triplicata e a analise estatística será feita por ANOVA. 5. CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO Atividades a serem desenvolvidas Semestre 1˚ 2˚ Levantamento bibliográfico X X Fracionamento da peçonha de Crotalus durissus collilineatus X Determinação quantitativa de proteínas e SDS-PAGE X Determinação da massa molecular por MALDI-TOF X Sequenciamento N-terminal X Ensaio de adesão celular X Ensaio de migração celular X Análise dos dados X X Redação dos relatórios de pesquisa X X Redação do artigo X 11 6. PLANO DE TRABALHO PARA CADA INTEGRANTE DA EQUIPE Profª. Drª Eliane Candiani Arantes Braga (orientadora) – Professora Titular do Departamento de Física e Química da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP. Possui grande experiência com purificação de peçonhas animais, com ênfase em caracterização de toxinas e enzimas. Responsável pela orientação da aluna durante todo o período da iniciação científica. Profª. Drª Lusânia Maria Greggi Antunes (colaboradora) – Professora associada da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP. Possui experiência na área de Genética e Bioquímica da Nutrição, atuando principalmente nos seguintes temas: análise genotóxica e antigenotóxica de antioxidantes da dieta, análise de alterações do DNA induzida por agentes mutagênicos e mais recentemente, epigenética e nutrigenômica. Auxiliará a aluna nos ensaios funcionais de adesão celular e migração celular. Drª. Karla de Castro Figueiredo Bordon (colaboradora) – Especialista no Laboratório no Laboratório de Toxinas Animais da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP. Doutora em Ciências (área de concentração: Toxicologia). Atua na área de Bioquímica e Toxicologia, em especial em purificação e caracterização de biológica e enzimática de proteínas, bem como proteômica aplicada ao estudo de toxinas animais. Auxiliará a aluna no sequenciamento e fracionamento das toxinas da peçonha. Iara Aimê Cardoso (colaboradora) – Técnica no Laboratório de Toxinas Animais da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – USP. Auxiliará nos experimentos com apoio técnico, quando necessário. Isadora Sousa de Oliveira (colaboradora) – Graduada em Biomedicina pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro – UFTM. Auxiliará a aluna no apoio científico e na análise de dados. Isabela Gobbo Ferreira (colaboradora) – Graduada em Ciências Farmacêuticas pela Universidade de Ribeirão Preto – UNAERP. Auxiliará a aluna no apoio científico e na análise de dados. Rafaella Varzoni Manzini (responsável) - Responsável pela realização de todos os experimentos propostos neste projeto, assim como, a redação de relatórios e do artigo, sob a supervisão direta da orientadora e das colaboradoras. 12 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AUTO, H. J. F. Animais peçonhentos. Maceió: EdUFAL, 1999. 114 p. BAKKEN, G. S.; KROCHMAL, A. R. The imaging properties and sensitivity of the facial pit of pitvipers as determined by optical and heat-transfer analysis. J. Exp. Biol. v. 210, p. 2801 – 2810,2007. BARRABIN, H. et al. Isolation and characterization of gyroxin from Crotalus durissus terrificus venom. In Toxins: Animal, Plants and Microbial. (ROSENBERG, P. Ed.), Pergamon Press: New York, 133p., 1978. BARRIO, A. Gyroxin, a new neurotoxin of Crotalus durissus terrificus venom. Acta Physiol. Latinoamer. v. 11, p. 224, 1961. BARROS, L. C. et al. A new fibrin sealant from Crotalus durissus terrificus venom: applications in medicine. 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