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Orientador: Prof. Dr. Arnaldo Rodrigues dos Santos Junior Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, Santo André, 2020. A engenharia de tecidos é um campo interdisciplinar que aplica os princípios da engenharia e das ciências da vida para o desenvolvimento de substitutos biológicos que restauram, mantém ou melhoram a função do tecido. Materiais biorreabsorvíveis são compostos que se decompõem tanto in vitro quanto in vivo e que são utilizados como uma alternativa temporária em tecidos lesado. Este estudo teve como objetivo analisar a morfologia e citoquímica das células Vero cultivadas sobre arcabouços fibrosos de PCL, bem como aferir parâmetros de metabolismo celular por meio da análise bioquímica do meio de cultura condicionado pelas células cultivadas sobre os polímeros. Arcabouços fibrosos de PCL foram utilizados nas seguintes condições: fibras não alinhadas (NA), fibras alinhadas com 150 rpm (A150) e fibras alinhadas com 300 rpm (A300). As de células Vero foram cultivas nesses polímeros por 24h, 48h e 72h. Na análise citoquímica da cultura celular os resultados não indicaram citotoxicidade; as células se mostraram confluentes e bem espalhadas na placa de cultura; já com arcabouços poliméricos, as células mostram uma morfologia mais alongada. Nas análises bioquímicas não foram observadas diferenças relevantes na maior dos ensaios realizados. Não foi observada alteração na expressão das enzimas AST, ALT e fosfatase alcalina no meio de cultivo induzida pelos arcabouços fibrosos. Além disso, também não foi observada alteração na quantidade de albumina, colesterol, creatinina proteínas totais e ureia no meio de cultivo. Os diferentes materiais não parecem promover alterações na expressão ou metabolismos dessas moléculas. Apenas com a glicose observamos uma redução acentuada no meio de cultura, seja nos materiais fibrosos, alinhados ou não alinhados, seja em 48h ou 72h. Isso indica uma demanda energética intensa por parte das células sobre esses arcabouços. Assim, fibras de PCL mostraram uma grande capacidade de suportar o crescimento celular. Esses dados reforçam a interpretação de que as células crescem numa forma satisfatória sobre os polímeros de PCL. Tissue engineering is an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and life sciences to the development of biological substitutes that restore, maintain or improve tissue function. Bioresorbable materials are compounds that decompose both in vitro and in vivo and are used as a temporary alternative in injured tissues. The aim of this study was to analyze morphology and cytochemistry of Vero cells grown on PCL fibrous scaffolds as well as to measure cell metabolism parameters by biochemical analysis of the culture medium conditioned by cultured cells on polymers. Fibrous PCL scaffolds were used on the following conditions: unaligned fibers (NA), fibers aligned with 150 rpm (A150) and fibers aligned with 300 rpm (A300). Vero cells were cultured in these polymers for 24h, 48h and 72h. In the cytochemical analysis, the results did not indicate cytotoxicity, the cells were confluent and well spreaded in the culture plate, while in the polymeric scaffold, shown a longer elongated morphology. In the biochemical analyzes, no relevant differences were observed in most of assay performed. There was no change in the expression of AST, ALT and alkaline phosphatase enzymes in the culture medium induced by the materials. In addition, there was also no change in the amount of albumin, cholesterol, total protein creatinine and urea in the culture medium. The different materials do not seem to promote changes in the expression or metabolism of these molecules. Only with glucose we observed a marked reduction in the culture medium, whether in fibrous materials, aligned or not aligned, either in 48h or 72h. This indicates intense energy demand from cells on these scaffolds. Thus, PCL fibers showed a great capacity to support cell growth. These data support the interpretation that cells grow satisfactorily over PCL polymers.

O câncer é um conjunto de mais de 100 tipos diferentes de doenças que têm em comum o crescimento desordenado e desenfreado de células anormais que possuem potencial invasivo. O câncer de mama é a neoplasia mais comum em mulheres, excluindo tumores de pele não melanoma, e a quinta causa de mortes comparada a todos os outros tipos de canceres. O padrão ouro para seu diagnóstico é através de tecnologias do diagnóstico por imagem, que possibilitam a localização e dimensionamento do tumor, e por exames imuno-histoquímicos e morfológicos, entretanto tumores que apresentam as mesmas características patológicas clássicas podem possuir comportamentos distintos em sua biologia. A classificação molecular correlaciona os perfis de expressão gênica com os parâmetros clínicos relevantes, onde classifica os tumores em 5 subtipos intrínsecos: luminal A, luminal B, HER-2, basal e normal-like, porém ela é uma técnica complexa e de alto custo, o que dificulta o seu uso na prática clínica, incentivando o desenvolvimento de novos métodos diagnósticos. Este trabalho apresenta o estudo da identificação de macromoléculas em linhagens derivadas de pacientes de diferentes subtipos do câncer de mama. Os dados foram adquiridos em um espectrofotômetro FTIR de marca Varian 640-IR utilizando a configuração ATR em 3 linhagens celulares: MCF7 (classificada como luminal A), MDA-MB-231 (classificada como basal) e BT-474 (classificada como luminal B). O experimento foi realizado com as células cultivadas in vitro, sem preparo prévio, o que permitiu o estudo do comportamento bioquímico das células vivas. A partir dos dados espectrais foram gerados os gráficos de recorrência para cada amostra e deles foram realizadas as análises quantitativas de recorrência que permitiram identificar as macromoléculas de lipídeos, proteínas e ácidos nucleicos das amostras. Todavia não foi possível caracterizar cada linhagem por não existir um padrão conhecido. Os resultados mostraram a viabilidade do uso da AQR para analisar espectros FTIR de amostras de células in vitro. Além disso a análise estatística das quantidades resultantes da AQR permitiu distinguir as macromoléculas atendendo todos os protocolos estatísticos. Como trabalhos futuros propõe-se o refinamento das técnicas de aquisição e análises dos espectros no intuito de determinar um perfil óptico que caracterize as linhagens celulares da classificação molecular auxiliando o diagnóstico preciso e precoce do câncer de mama. Cancer is a collection of over 100 different types of diseases that have in common the disordered and unbridled growth of abnormal cells with invasive potential. Breast cancer is the most common cancer in women, excluding non-melanoma skin tumors, is the fifth leading cause of death compared to all other cancers. The gold standard for its diagnosis is through imaging diagnostic technologies, which allow the localization and sizing of the tumor, and by immunohistochemical and morphological exams, however tumors that have the same classical pathological characteristics may have distinct behaviors in their biology. Molecular classification correlates gene expression profiles with relevant clinical parameters, where it classifies tumors into 5 intrinsic subtypes: luminal A, luminal B, HER-2, basal and normal- like, but it is a complex and costly technique, which makes its use in clinical practice difficult, encouraging the development of new diagnostic methods. This paper presents the study of the identification of macromolecules in strains derived from patients of different breast cancer subtypes. Data were acquired on a Varian 640-IR FTIR spectrophotometer using the ATR configuration in 3 cell lines: MCF7 (classified as luminal A), MDA-MB-231 (classified as basal) and BT-474 (classified as luminal B). The experiment was carried out with the cells cultivated in vitro without previous preparation, which allowed the study of the biochemical behavior of living cells. From the spectral data, recurrence graphs were generated for each sample and quantitative recurrence analyzes were performed to identify the lipid, protein and nucleic acid macromolecules of the samples. However it was not possible to characterize each lineage because there is no known pattern. The results showed the feasibility of using RQA to analyze FTIR spectra of cell samples in vitro. In addition, the statistical analysis of the quantities resulting from the RQA made it possible to distinguish macromolecules according to all statistical protocols. Future work proposes the refinement of spectral acquisition and analysis techniques in order to determine an optical profile that characterizes molecular classification cell lines, helping to accurately and early diagnose breast cancer.

Immune system and cell metabolism have been interacted constantly, by synthesis and release of immunomodulatory proteins, recognized as cytokines, in order to maintain the body homeostasis. The “crosstalk” between systems has been widely spread in several areas of knowledge, mainly in the health field, as Immunometabolism. Diseases of the 21st century, which affect world populations, are characterized by inflammatory processes favoring the worsening of the illness itself and the installation of other co-morbidities. In general, the inflammatory response is associated with poor diet and physical inactivity, which modify the metabolic dynamics among cytokines, fatty acids and endotoxin culminating in reaction cascades, activating gene transcription factors, such as NF-kB. Furthermore, regular physical exercise is widely recommended as a powerful tool at the prevention and treatment of several metabolic diseases in virtue of anti-inflammatory and anti-atherogenic capacity, through anti-inflammatory myokine production, such as IL-6, from the stimuli generated by muscle contraction and proteins and gene transcription factors activation, as PPAR, which increase the anti-inflammatory response. Thus, the purpose of this review is to contextualize and disseminate knowledge about an emerging area, the Immunometabolism, featuring its function and performance in the illness and health fields by physical exercise., Motricidade, Vol 13 No 1 (2017)

A estimulação vibrotátil tem sido utilizada para promover a comunicação alternativa em pessoas com deficiência visual e/ou auditiva. Por meio dela, ativam-se os receptores da pele que promovem a transdução do estímulo mecânico em uma resposta eletrofisiológica enviada ao SNC. O objetivo do presente trabalho é o de investigar a resposta à estimulação tátil por jato de CO2 como método de comunicação alternativa. Materiais e Métodos: desenvolveu-se um sistema de estimulação tátil por jato de CO2, no qual pressão e fluxo do gás são controlados e o gás é aplicado à pele por meio de uma agulha, cuja velocidade de deslocamento pode ser ajustada entre 20 e 100 mm/s. O instrumento atua como um plotter tátil. Foram realizados testes com 25 voluntários sem deficiências físicas e/ou cognitivas, nos quais avaliaram-se as respostas psicofísica e cognitiva e a taxa de reconhecimento correto de dezenove letras aplicadas na região abdominal, com intensidade estimulatória equivalente a três vezes o limiar de percepção. Resultados: o limiar de percepção da força encontrado foi de 60 mgf e a estimulação fluxotátil foi realizada utilizando-se a força de 180 mgf. Em testes cegos, a melhor taxa de reconhecimento correto das letras atingiu a média de 68 (±17) %, e ocorreu na velocidade de 40 mm/s e frequência de 1,33 Hz. As letras D, O, M e N apresentaram as menores taxas médias de reconhecimento, com 29%, 37%, 47% e 51%, respectivamente, devido à morfologia das mesmas gerar dúvida na diferenciação entre elas, enquanto as melhores taxas foram observadas sobre as letras I, U, J e B com 87%, 71%, 68% e 65%, respectivamente. Conclusões: o sistema desenvolvido possibilitou a execução dos testes e a coleta das informações, necessárias à realização da pesquisa. Os resultados mostraram que a resposta psicofísica à estimulação fluxotátil está relacionada à faixa de frequência de resposta dos discos de Merkel, com resposta máxima em 1,33 Hz, correspondente a velocidade de deslocamento da agulha de estimulação em 40 mm/s. A morfologia das letras e a velocidade de deslocamento da agulha de estimulação influenciaram nas taxas de reconhecimento das letras. Vibrotactile stimulation has been used to promote alternative communication for people with visual and hearing impairments. The stimuli activate the receptors of the skin that promote the transduction of mechanical stimuli into an electrophysiological response sent to the CNS. Objective: to investigate the response to tactile stimulation by a CO2 jet as a method of alternative. Materials and Methods: a cutaneous stimulation system was developed which yields jets of CO2 on the subject’s skin at stimulating speeds varying from 20 up to 100 mm/s, by means of an injection needle. The instrument acts as a tactile plotter. Tests were conducted in twenty five volunteers without physical and/or cognitive disabilities in whose the psychophysical and cognitive responses were evaluated as well as the rate of correct recognition of nineteen characters applied to the abdominal region, with the stimulus intensity equivalent to three times the threshold of perception. Results: a force perception threshold of 60 mgf was found and the fluxtactile stimulation was performed using a force of 180 mgf. In blind tests, the best rate of correct character recognition had an average of 68 (± 17)%, and occurred at the speed of 40 mm/s and frequency of 1.33 Hz. The characters D, O, M and N have shown the lower average rate of recognition with 29%, 37%, 47% and 51%, respectively, due to the uncertainty generated by their similar morphology, whereas the best rates were observed for letters I, U, J, and B with 87%, 71%, 68% and 65%, respectively. Conclusions: the developed system enabled the experimental research and the acquisition of information necessary for carrying out the research. The results have shown that the psychophysical responses to fluxtactile stimuli are related to the frequency response of the Merkel discs, with maximal performance at 1.33 Hz, corresponding to the speed of the stimulation needle of 40 mm/s. The morphology of the graphical characters and the stimulation needle speed influenced the rates of letters recognition.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Completa.pdf: 5651353 bytes, checksum: 51c96a7210d03ea18a0c2bf0251eec36 (MD5) Previous issue date: 2009-06-01 As leucemias são desordens proliferativa nas células tronco hematopoiéticas pluripotentes caracterizada por mutações que comprometem seus precursores mielóides ou linfóides levando ao desenvolvimento de leucemias similares quanto ao fenótipo (Mielóide ou Linfóide) e forma (Crônica ou Aguda). Descrito em 1960, o cromossomo philadelphia (Ph) foi a primeira anomalia cromossômica associada a uma neoplasia, a Leucemia Mielóide Crônica (LMC). Em 1973, foi demonstrado que o cromossomo Ph resulta da translocação recíproca entre os braços longos do cromossomo 9 e 22 [t(9;22)(q34;q11)], produzindo um gene quimérico BCR-ABL, encontrado em 95% dos casos de LMC. A proteína quimérica codificada, BCR-ABL, com atividade tirosina quinase descontrolada, é o fator causal da LMC. Durante os anos 1990, uma série de moléculas sintéticas foram desenvolvidas e testadas para inibir especificamente a atividade tirosina quinase da proteína BCR-ABL, o Imatinib (STI-571 ou Gleevec) foi a primeira dessas drogas aprovadas e usadas como agente terapêutico contra a LMC, demonstrando redução do número de células leucêmicas em quase todos pacientes. No entanto muitos pacientes com resistências primárias ou secundárias foram frequentemente relatados. Os mecanismos de resistência são provavelmente heterogêneos, e no mínimo dois mecanismos envolvendo o gene BCR-ABL foram descritos em estudos realizados in vivo: amplificação do gene e ocorrência de mutações que resultam em substituições de aminoácidos associadas com o fenótipo de resistência. Diferentes níveis de resistência são frequentemente associadas a mutações pontuais recorrentes encontradas no domínio quinase da proteína c-ABL em regiões como: sítio catalítico, alça de ativação (A-loop) e alça de fosforilação (P-loop). Os primeiros estudos computacionais foram realizados com o mutante Thr334Ile e mutações na região do P-loop, e ajudaram a entender num nível molecular, os mecanismos de resistência ao Imatinib. Neste trabalho, realizamos um estudo estrutural e termodinâmico das interações entre os ligantes Imatinib e Nilotinib no sítio ativo da proteína c-ABL selvagem e em 12 proteínas com mutações específicas, além de determinar a importância do solvente (com particular interesse na molécula de água denominada Cw - que medeia a interação fármaco-proteína) no processo de resistência aos fármacos. No presente trabalho, utilizamos o método semi-empírico de energia de interação linear (LIE) de maneira alternativa: analisando as interações entre diferentes mutantes da proteína c-ABL e um inibidor (Imatinib ou Nilotinib). Os coeficientes de LIE obtidos foram os seguintes: com Cw fixa (restrição de Cw na posição inicial) = 0,2169; = 0,0654; = 1,4159; e Cw livre (sem restrição de Cw na posição inicial) = 0,0394; = 0,0077; = -2,0503. O melhor ajuste dos coeficientes de LIE foram obtidos nas simulações sem restrição da posição inicial de uma molécula de água conservada (Cw), essa escolha foi baseada no valor de energia livre absoluta da proteína c-ABL selvagem ( ) ser sempre um número mais negativo quando comparado com o valor da energia livre absoluta de cada proteína c-ABL mutada. O uso do método LIE (Linear Interaction Energy) com essa estratégia foi eficiente para analisar o efeito da interação entre diferentes proteínas c-ABL mutantes e um ligante (Imatinib ou Nilotinib). Até o momento não existem simulações de dinâmica molecular na presença de outros domínios da proteína BCR-ABL: SH2 e SH3.

The biochemistry discipline integrates the curriculum of all graduation courses onthe Biological Area and is a basis for other disciplines. The students’ difficulties inthis discipline are already widely recognized. To investigate these difficulties, wecreated a drop-in on line service that has two purposes: (1) To give support tostudents’ learning by answering their questions and solving their problemswhenever they appear and (2) to analyze the questions presented, as a strategy todiagnose the most prevalent difficulties. After two semesters of this service on line,217 questions were received and answered. There were few conceptual questionsbeing the majority related to problems and exercises. The most frequent questionsdealt with cell metabolism (54,4%), mainly lipid metabolism and aerobicmetabolism; basic concepts (11,5%) such as about amino acids and buffer, proteinstructure (8,3%) and enzymes (7,8%). These percentages are correlated to thenumber of hours dedicated to each subjects in the disciplines. The main difficultiesfounded were: integration of metabolic processes in different tissues, induction ofenergy reserve oxidation, reciprocal regulation between glycolysis andgluconeogenesis. We suppose that the lack of laboratory practice difficults thelearning of basic concepts. A more in-deep analysis will be necessary toinvestigate the causes of the pointed difficulties.