Detection of Microorganisms in Clinical Sonicated Orthopedic Devices Using Conventional Culture and qPCR / Detecção de microrganismos em dispositivos ortopédicos sonicados clínicos usando cultura convencional e qPCR

Abstract Objective To evaluate the sensitivity and specificity of the quantitative real-time polymerase chain reaction (qPCR) for 16S rDNA gene screening using sonicated fluid from orthopedic implants. Methods A retrospective study was conducted on 73 sonicated fluids obtained from patients with infection associated with orthopedic implants. The samples were subjected to conventional culture and molecular testing using matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) and qPCR for 16S rDNA. The cycle threshold values were used to define a cut-off of the qPCR of the 16S rDNA for negative and positive cultures. Results No statistical differences were observed between the positive and negative culture groups based on the time from the first surgery to infection (p= 0.958), age (p =0.269), or general comorbidities. Nevertheless, a statistical difference was found between the mean duration of antibiotic use before device removal (3.41 versus 0.94; p =0.016). Bacterial DNA was identified in every sample from the sonicated fluids. The median cycle thresholds of the positive and negative cultures were of 25.6 and 27.3 respectively (p< 0.001). As a diagnostic tool, a cycle threshold cut-off of 26.89 demonstrated an area under the curve of the receiver operating characteristic of 0.877 (p≤ 0.001). Conclusion The presence of antimicrobial agents for more than 72 hours decreased culture positivity, but did not influence the qPCR results. Despite this, amplification of the 16S rDNA may overestimate infection diagnosis.

Resumo Objetivo Avaliar a sensibilidade e a especificidade da reação em cadeia de polimerase em tempo real quantitativa (quantitative real-time polymerase chain reaction, qPCR, em inglês) para a triagem do gene rDNA 16S, com a utilização do fluido sonicado de implantes ortopédicos. Métodos Um estudo retrospectivo foi realizado em 73 fluidos sonicados obtidos de pacientes com infecção associada aos implantes ortopédicos. As amostras foram submetidas a cultura convencional e a teste molecular utilizando ionização e dessorção a laser assistida por matriz com espectrometria de massa por tempo de voo (matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS, em inglês) e qPCR para o gene rDNA 16S. Os valores limiares do ciclo foram usados para definir um ponto de corte para a qPCR do gene rDNA 16S para culturas negativas e positivas. Resultados Não foram observadas diferenças estatísticas entre os grupos de cultura positiva e negativa com base no tempo desde a primeira cirurgia até a infecção (p= 0,958), na idade (p= 0,269), ou nas comorbidades em geral. No entanto, uma diferença estatística foi encontrada entre a duração média do uso de antibióticos antes da remoção do dispositivo (3,41 versus 0,94; p= 0,016). O DNA bacteriano foi identificado em todas as amostras dos fluidos sonicados. Os limiares do ciclo médio de culturas positivas e negativas foram de 25,6 e 27,3, respectivamente (p< 0,001). Como uma ferramenta de diagnóstico, um corte do limite do ciclo de 26,89 demonstrou uma área sob a curva da característica de operação do receptor de 0,877 (p ≤ 0,001). Conclusão A presença de agentes antimicrobianos por mais de 72 horas diminuiu a positividade da cultura, mas não influenciou os resultados da qPCR. Apesar disso, a amplificação do rDNA 16S pode sobrestimar o diagnóstico de infecção.

Avaliação de resíduos de agrotóxicos em amostras de farinha de trigo por espectrometria de massas / Evaluation of pesticide residues in wheat flour by mass spectrometry

Os cereais são uma importante fonte alimentícia e econômica, dentre eles se destaca o trigo e sua farinha. Durante o cultivo, visando o controle de pragas, frequentemente são utilizados os agrotóxicos, porém seu uso abusivo pode acarretar danos à saúde humana e ao meio ambiente. O trabalho teve como objetivo avaliar a presença de resíduos de agrotóxicos em amostras de farinha de trigo comercializadas no estado de São Paulo, utilizando o método QuEChERS (Rápido, Fácil, Barato, Efetivo, Robusto e Seguro) modificado, seguido de análise por CG-EM/EM e CLUE-EMAR para identificação e quantificação. No total, 124 ingredientes ativos (i.a.) estavam dentro dos critérios de aceitação para linearidade, limites de detecção e quantificação, exatidão e precisão (intervalo de confiança de 95%; k = 2). Os resultados de 25 amostras indicaram a presença de bifentrina, fenitrotiona, clorpirifós, deltametrina, lambda-cialotrina e pirimifós-metílico em farinha de trigo comum e os quatro últimos i.a. também foram detectados em farinha de trigo orgânica. O pirimifósmetílico foi detectado em 92% das amostras. Os i.a. encontrados nas amostras estavam abaixo do Limite Máximo de Resíduos (LMR) estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) para farinha de trigo e as amostras foram consideradas próprias para o consumo (AU).

Cereals are an important economic factor and food source, which wheat and its flour stand out. Pesticides are often employed to control harmful organisms, but their abusive use can cause damage to human health and the environment. This study aimed to evaluate the presence of pesticide residues in wheat flour samples commercialized in the state of São Paulo ­ Brazil, using the modified QuEChERS (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe) method, followed by GC-MS/MS and UHPLC-HRMS analysis for identification and quantification. Thus, 124 active ingredients (a.i.) were within acceptable criteria for linearity, limits of detection and quantification, accuracy (trueness), and precision (95% confidence level; k = 2). The results for 25 wheat flour samples showed the presence of bifenthrin, fenitrothion, chlorpyrifos, deltamethrin, lambda-cyhalothrin, and pirimiphos-methyl, and the last four a.i. were also detected in organic wheat flour. Pirimiphos-methyl was detected in 92% of all samples. All compounds were found below the Maximum Residue Levels (MRL) established by Brazilian Health Regulatory Agency (Anvisa) for wheat flour and the samples were considered suitable for consumption (AU).

Identificación directa de microorganismos a partir de hemocultivos positivos utilizando espectrometría de masas (MALDI-TOF MS) / Direct identification of microorganisms in positive blood culture bottles by mass spectrometry (MALDI-TOF MS)

Resumen La espectrometría de masas (MALDI-TOF MS) permite la identificación de microorganismos directamente de las colonias en pocos minutos. En este estudio se ha desarrollado y evaluado un protocolo reducido para identificar microorganismos directamente de las botellas de hemocultivos positivos en 30 minutos con una alta sensibilidad y especificidad, utilizando MALDITOF. Un total de 2535 hemocultivos positivos fueron estudiados por el método directo de MALDI-TOF MS, a partir de una alícuota de sangre de las botellas y el método de colonia, utilizando los cultivos desarrollados en medios sólidos. Del total de hemocultivos positivos incluidos en este estudio, 2381 (93,9%) fueron monomicrobianos y 146 (5,8%) polimicrobianos. Mil trescientos treinta (55,9%) de los aislamientos correspondieron a cocos gram positivos, 922 (38,7%) a bacilos gram negativos, 60 (2,5%) a anaerobios, 36 (1,5%) a bacilos gram positivos y 13 a levaduras. La concordancia global entre ambos métodos fue del 81,7% a nivel de especie (90,0% para bacilos gram negativos, 76,7% para cocos gram positivos y 33,3% para bacilos gram positivos). Se identificó al menos un germen en el 88% de las botellas positivas con desarrollo polimicrobiano. Los resultados del presente estudio demostraron que el protocolo basado en MALDI-TOF MS permite la identificación microbiana directamente de hemocultivos positivos en un tiempo corto, con una alta precisión, con excepción de los bacilos gram positivos.

Abstract Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) enables the identification of microorganisms directly from colonies within minutes. In this study this technology was adapted and tested for use with blood culture bottles, thus allowing identification in 30 minutes once the blood culture is detected as positive by the automate. A total of 2535 blood culture bottles reported as positive were tested by MALDI-TOF MS directly from positive blood culture bottles and colonies. A total of 2381 (93.9%) and 146 (5.8%) of the positive blood cultures were monomicrobial and polymicrobial, respectively. And 1330 (55.9%), 922 (38.7%), 60 (2.5%), 36 (1.5%) and 13 of the isolates were gram-positive cocci (GPC), gram-negative bacilli (GNB), anaerobic bacteria, gram-positive bacilli (GPB) and yeast respectively. Concordance between both methods was 81.7% (76.7% of GPC, 90% of GNB, 74.2% of anaerobic bacteria and 33.3% of GPB) in monomicrobial cultures. Eighty eight per cent of the polymicrobial cultures were identified correctly in at least one of the two bacteria. The results of the present study show that this fast, MALDI-TOF MS based method allows microbial identification directly from positive blood culture in a short time, with a high accuracy, with the exception of gram-positive bacilli.

Resumo A espectrometria de massa (MALDI-TOF MS) permite a identificação de microorganismos diretamente das colônias em minutos. Nesse estudo, foi desenvolvido um protocolo reduzido para identificar microrganismos diretamente das garrafas de hemoculturas positivas em 30 minutos com alta sensibilidade e especificidade, utilizando MALDI-TOF. Um total de 2535 hemoculturas positivas foram relatadas -o método direto de MALDI-TOF MS, a partir de uma alíquota de sangue dos vidros e o método de colônia, a partir das culturas desenvolvidas em meios sólidos. Do total de hemoculturas positivas incluídas neste estudo, 2.381 (93,9%) eram monomicrobianas e 146 (5,8%) eram polimicrobianas. Mil trezentos e trinta (55,9%) dos isolados corresponderam a cocos gram-positivos, 922 (38,7%) bacilos gram-negativos, 60 (2,5%) anaeróbios, 36 (1,5%) bacilos gram-positivos e 13 leveduras. A concordância geral entre os dois métodos foi de 81,7% em nivel de especie (90,0% para bacilos gram-negativos, 76,7% para cocos gram-positivos e 33,3% para bacilos gram-positivos). Pelo menos um germe foi identificado em 88% dos vidros positivos com desenvolvimento polimicrobiano. Os resultados do presente estudo demonstraram que o protocolo baseado em MALDI-TOF MS permite a identificação microbiana diretamente de hemoculturas positivas em um curto espaço de tempo, com alta precisão, com exceção de bacilos gram-positivos.

Mobilization of seed storage proteins is crucial to high vigor in common bean seeds / Mobilização das proteínas de reserva é crucial para o alto vigor em sementes de feijão

Seed germination is a complex process controlled by many factors, in which physical and biochemical mechanisms are involved and the mobilization of reserves is crucial for this process to occur. Although, seed reserve mobilization is usually thought to be a post-germination process, seed reserve proteins mobilization occurs during germination. This study quantified seed proteins of bean genotypes during different hydration times, in order to understand the process of protein mobilization and whether there is relationship of this biochemical component with seed vigor. This study was conducted using seeds with different levels of vigor, genotypes with highest (13, 42, 55 and 81) and lowest (07, 23, 44, 50, IPR-88-Uirapurú and Iapar 81) physiological quality. High vigor genotypes showed greater efficiency in hydrolysis and mobilization of protein component, because they presented low globulins content in cotyledons at radicle protrusion in relation to low vigor genotypes (07, 23 and 50). The protein alpha-amylase inhibitor, observed in all genotypes, is involved with the longer time needed for radicle protrusion, according to the band intensity difference in genotypes 07, 44 and Iapar 81.

A germinação de sementes é um processo complexo controlado por muitos fatores, nos quais mecanismos físicos e bioquímicos estão envolvidos e a mobilização de reservas é decisiva para que esse processo ocorra. Embora a mobilização de reservas de sementes seja considerada um processo pós-germinativo, a mobilização das proteínas de reserva de sementes ocorre durante a germinação. Este estudo teve como objetivo quantificar as proteínas de sementes de genótipos de feijão durante os diferentes tempos de hidratação, a fim de compreender o processo de mobilização proteica e se há relação desse componente bioquímico com o vigor das sementes. Este estudo foi realizado utilizando sementes com diferentes níveis de vigor, genótipos com maior (13, 42, 55 e 81) e menor (07, 23, 44, 50, IPR-88-Uirapurú e Iapar 81) qualidade fisiológica. Os genótipos de alto vigor apresentaram maior eficiência na hidrólise e mobilização do componente proteico, pois apresentaram baixo teor de globulinas nos cotilédones na protrusão radicular em relação aos genótipos de baixo vigor (07, 23 e 50). A proteína inibidora da alfa-amilase, observada em todos os genótipos, está envolvida com o maior tempo necessário para a protrusão da radícula, de acordo com a diferença de intensidade da banda nos genótipos 07, 44 e Iapar 81.

Caracterização de cereja-do-rio grande (Eugenia involucrata DC. ) e grumixama (Eugenia brasiliensis LAM. ), frutos nativos da Mata Atlântica, quanto a compostos voláteis e precursores / Volatile compounds and precursors characterization of the Grumixama (Eugenia brasiliensis LAM. ) and Cereja-do-Rio-Grande (Eugenia involucrata DC. ), atlantic forest native fruits

Mesmo reduzida e fragmentada, o vasto bioma da Mata Atlântica abriga milhares de plantas. Como destaque, tem-se as espécies frutíferas, aos quais podem ser atribuídas um importante valor para a segurança alimentar, nutricional e sociocultural. Entre elas, têm-se a cereja-do-rio grande (Eugenia involucrata DC.) e a grumixama (Eugenia brasiliensis Lam.), caracterizadas pela polpa de sabor doce-acidulado, sendo muito apreciadas e utilizadas tanto in natura, quanto no preparo de doces, xaropes, licores e geleias. Uma das características determinantes para o sucesso e aceitação destes frutos pelo consumidor, são os atributos de qualidade sensorial. As propriedades aromáticas dos frutos dependem da potência individual dos voláteis e a concentração de cada um, bem como a combinação com outros compostos. Todavia, apesar do grande potencial de mercado, devido às características nutricionais, fitoterápicas, potencial funcional e ao sabor exótico, os plantios existentes destas são oriundos de multiplicação por sementes, resultando em plantas desuniformes quanto as características de produção e qualidade. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo identificar metabólitos voláteis que confiram características sensoriais desejáveis aos frutos. Auxiliando na identificação de plantas que produzem frutos com voláteis de interesse para o sabor, o que permitirá a clonagem e propagação de plantas com homogeneidade na produção. Os compostos voláteis foram analisados em triplicata, de acordo com o método de microextração em fase sólida (SPME, do inglês Solid Phase Microextraction). Os resultados mostraram que os grupos de frutos das diversas regiões se diferenciaram quanto a composição dos metabolitos voláteis, bem como na abundância destes compostos. Observou-se também uma variação de composição entre as árvores da mesma região demonstrando tal irregularidade ocasionada pela propagação por sementes. A maioria de compostos voláteis produzidos foram identificados como terpenos, sendo estes já conhecidos pela importância no flavor em frutos. Desta forma, conhecer o aroma fornecerá um conjunto de dados que são subsídios para outros pesquisadores trabalharem em suas diversas áreas buscando características necessárias para o sucesso da comercialização, ocasionando no incentivo ao cultivo e valorização da riqueza nacional, no âmbito das espécies frutíferas, com vistas à proteção ambiental e em defesa da biodiversidade brasileira

The Atlantic Forest harbors thousands of plants despite of its reduced and fragmented character. It is important to highlight the fruit species which hold attributed and important value for food and socio-cultural security. Among them, there are the big cherry (Eugenia involucrata DC.) And the grumixama (Eugenia brasiliensis Lam.), fruit with sweet-acidulated flavor, which is much appreciated and used in the preparation of sweets, syrups, liqueurs, and jellies. One of the determining characteristics for the success and acceptance of these fruits by the consumer are the attributes of sensorial quality. The aromatic properties of the fruits depend on the individual potency of the volatiles and the concentration in each one of them, as well as the combination with other compounds. Despite of the great market potential due to the nutritional, phytotherapic and exotic flavor characteristics, the existing plantations of these fruits are originated from seed multiplication, resulting on uneven plants in terms of production and quality characteristics. In this sense, the presented work below was aimed to identify volatile metabolites that confer desirable sensorial characteristics to the fruits. The volatile compounds were analyzed in triplicate according to the Solid Phase Microextraction (SPME) method. The results showed that the fruit groups from different regions differed in terms of the composition of volatile metabolites, as well as in the abundance of these compounds. There was also a variation of composition among the trees of the same region which demonstrated such heterogeneity caused by seed propagation. Most volatile compounds produced were identified as terpenes which are known for playing an important role in the flavor of fruits. In this way, by knowing the aroma, a set of data will be provided and used as an allowance for other researchers who are working in the various areas related to the pursue of the necessary characteristics for the commercial success, resulting on the motivation to cultivate and value the forest

Venenos de serpentes do gênero Bothrops: impacto da glicosilação na complexidade dos proteomas e função de toxinas / Bothrops snake venoms: impact of glycosylation on the complexity of proteomes and toxins function

A variabilidade estrutural é uma característica das proteínas de venenos de serpentes, e a glicosilação é uma das principais modificações pós-traducionais que contribui para a diversificação de seus proteomas. Recentes estudos de nosso grupo demonstraram que venenos do gênero Bothrops são marcadamente definidos pelo seu conteúdo de glicoproteínas, e que a maioria das estruturas de N-glicanos dos tipos híbrido e complexo identificados em oito venenos deste gênero contêm unidades de ácido siálico. Em paralelo, em glicoproteínas do veneno de B. cotiara foi identificada a presença de uma estrutura de N-acetilglicosamina bissecada. Assim, com o objetivo de investigar a variação do conteúdo de glicoproteínas, assim como os mecanismos envolvidos na geração dos diferentes venenos de Bothrops, neste estudo foram analisados comparativamente os glicoproteomas de nove venenos do gênero Bothrops (B. atrox, B. cotiara, B. erythromelas, B. fonsecai, B. insularis, B. jararaca, B. jararacussu, B. moojeni e B. neuwiedi). As abordagens glicoproteômicas envolveram cromatografia de afinidade e ensaio de pull-down utilizando, respectivamente, as lectinas SNA (aglutinina de Sambucus nigra) e MAL I (lectina de Maackia amurensis), que mostram afinidade por unidades de ácido siálico nas posições, respectivamente, α2,6 e α2,3; e cromatografia de afinidade com a lectina PHA-E (eritroaglutinina de Phaseolus vulgaris), que reconhece N-acetilglicosamina bissecada. Ainda, eletroforese de proteínas, blot de lectina, e identificação de proteínas por espectrometria de massas foram empregadas para caracterizar os glicoproteomas. As lectinas geraram frações dos venenos enriquecidas de diferentes componentes, onde as principais classes de glicoproteínas identificadas foram metaloprotease, serinoprotease, e L-amino ácido oxidase, além de outras enzimas pouco abundantes nos venenos. Os diferentes conteúdos de proteínas reconhecidas por essas lectinas, com especificidades distintas, ressaltaram novos aspectos da variabilidade dos subproteomas de glicoproteínas desses venenos, dependendo da espécie. Ainda, considerando que metaloproteases e serinoproteases são componentes abundantes nesses venenos e fundamentais no quadro de envenenamento botrópico, e que estas enzimas contêm diversos sítios de glicosilação, o papel das unidades de ácido siálico na atividade proteolítica das mesmas foi avaliado. Assim, a remoção enzimática de ácido siálico (i) alterou o padrão de gelatinólise em zimografia da maioria dos venenos, (ii) diminuiu a atividade proteolítica de alguns venenos sobre o fibrinogênio e a atividade coagulante do plasma humano de todos os venenos, e (iii) alterou o perfil de hidrólise de proteínas plasmáticas pelo veneno de B. jararaca, indicando que este carboidrato pode desempenhar um papel na interação das proteases com seus substratos proteicos. Em contraste, o perfil da atividade amidolítica dos venenos não se alterou após a remoção de ácido siálico e incubação com o substrato Bz-Arg-pNA, indicando que ácido siálico não é essencial em N-glicanos de serinoproteases atuando sobre substratos não proteicos. Em conjunto, esses resultados expandem o conhecimento sobre a variabilidade de proteomas de venenos do gênero Bothrops e apontam a importância das cadeias de carboidratos contendo ácido siálico nas atividades enzimáticas das proteases desses venenos

Structural variability is a feature of snake venom proteins, and glycosylation is one of the main post-translational modifications that contributes to the diversification of venom proteomes. Recent studies by our group have shown that Bothrops venoms are markedly defined by their glycoprotein content, and that most hybrid and complex N-glycan structures identified in eight venoms of this genus contain sialic acid units. In parallel, the presence of a bisected N-acetylglucosamine structure was identified in B. cotiara venom glycoproteins. Thus, with the aim of investigating the variation in the content of glycoproteins, as well as the mechanisms involved in the generation of different Bothrops venoms, in this study the glycoproteomes of nine Bothrops venoms (B. atrox, B. cotiara, B. erythromelas, B. fonsecai, B. insularis, B. jararaca, B. jararacussu, B. moojeni e B. neuwiedi) were comparatively analyzed. The glycoproteomic approaches involved affinity chromatography and pulldown using, respectively, the lectins SNA (Sambucus nigra agglutinin) and MAL I (Maackia amurensis lectin), which show affinity for sialic acid units at positions, respectively, α2,6 and α2,3, and affinity chromatography with PHA-E (Phaseolus vulgaris erythroagglutinin), which recognizes bisected N-acetylglucosamine. In addition, protein electrophoresis, lectin blot, and protein identification by mass spectrometry were employed for glycoproteome characterization. The lectins generated venom fractions enriched with different components, where the main classes of glycoproteins identified were metalloprotease, serine protease, and L-amino acid oxidase, in addition to other low abundant enzymes. The different contents of proteins recognized by these lectins of distinct specificities highlighted new aspects of the variability of the glycoprotein subproteomes of these venoms, depending on the species. Furthermore, considering that metalloproteases and serine proteases are abundant components of these venoms and essential in Bothrops envenomation, and that these enzymes contain several glycosylation sites, the role of sialic acid units in their proteolytic activities was evaluated. Thus, enzymatic removal of sialic acid (i) altered the pattern of gelatinolysis in zymography of most venoms, (ii) decreased the proteolytic activity of some venoms on fibrinogen and the clotting activity of human plasma of all venoms, and (iii) altered the hydrolysis profile of plasma proteins by B. jararaca venom, indicating that this carbohydrate may play a role in the interaction of proteases with their protein substrates. In contrast, the profile of amidolytic activity of the venoms did not change after removal of sialic acid and incubation with the substrate Bz-Arg-pNA, indicating that sialic acid is not essential in N-glycans of serine proteases acting on small substrates. Together, these results expand the knowledge about the variability of proteomes of Bothrops venoms and point to the importance of carbohydrate chains containing sialic acid in the enzymatic activities of venom proteases

Caracterização de cereja-do-rio grande (Eugenia involucrata DC. ) e grumixama (Eugenia brasiliensis LAM. ), frutos nativos da Mata Atlântica, quanto a compostos voláteis e precursores / Volatile compounds and precursors characterization of the Grumixama (Eugenia brasiliensis LAM. ) and Cereja-do-Rio-Grande (Eugenia involucrata DC. ), atlantic forest native fruits

Mesmo reduzida e fragmentada, o vasto bioma da Mata Atlântica abriga milhares de plantas. Como destaque, tem-se as espécies frutíferas, aos quais podem ser atribuídas um importante valor para a segurança alimentar, nutricional e sociocultural. Entre elas, têm-se a cereja-do-rio grande (Eugenia involucrata DC.) e a grumixama (Eugenia brasiliensis Lam.), caracterizadas pela polpa de sabor doce-acidulado, sendo muito apreciadas e utilizadas tanto in natura, quanto no preparo de doces, xaropes, licores e geleias. Uma das características determinantes para o sucesso e aceitação destes frutos pelo consumidor, são os atributos de qualidade sensorial. As propriedades aromáticas dos frutos dependem da potência individual dos voláteis e a concentração de cada um, bem como a combinação com outros compostos. Todavia, apesar do grande potencial de mercado, devido às características nutricionais, fitoterápicas, potencial funcional e ao sabor exótico, os plantios existentes destas são oriundos de multiplicação por sementes, resultando em plantas desuniformes quanto as características de produção e qualidade. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo identificar metabólitos voláteis que confiram características sensoriais desejáveis aos frutos. Auxiliando na identificação de plantas que produzem frutos com voláteis de interesse para o sabor, o que permitirá a clonagem e propagação de plantas com homogeneidade na produção. Os compostos voláteis foram analisados em triplicata, de acordo com o método de microextração em fase sólida (SPME, do inglês Solid Phase Microextraction). Os resultados mostraram que os grupos de frutos das diversas regiões se diferenciaram quanto a composição dos metabolitos voláteis, bem como na abundância destes compostos. Observou-se também uma variação de composição entre as árvores da mesma região demonstrando tal irregularidade ocasionada pela propagação por sementes. A maioria de compostos voláteis produzidos foram identificados como terpenos, sendo estes já conhecidos pela importância no flavor em frutos. Desta forma, conhecer o aroma fornecerá um conjunto de dados que são subsídios para outros pesquisadores trabalharem em suas diversas áreas buscando características necessárias para o sucesso da comercialização, ocasionando no incentivo ao cultivo e valorização da riqueza nacional, no âmbito das espécies frutíferas, com vistas à proteção ambiental e em defesa da biodiversidade brasileira

The Atlantic Forest harbors thousands of plants despite of its reduced and fragmented character. It is important to highlight the fruit species which hold attributed and important value for food and socio-cultural security. Among them, there are the big cherry (Eugenia involucrata DC.) And the grumixama (Eugenia brasiliensis Lam.), fruit with sweet-acidulated flavor, which is much appreciated and used in the preparation of sweets, syrups, liqueurs, and jellies. One of the determining characteristics for the success and acceptance of these fruits by the consumer are the attributes of sensorial quality. The aromatic properties of the fruits depend on the individual potency of the volatiles and the concentration in each one of them, as well as the combination with other compounds. Despite of the great market potential due to the nutritional, phytotherapic and exotic flavor characteristics, the existing plantations of these fruits are originated from seed multiplication, resulting on uneven plants in terms of production and quality characteristics. In this sense, the presented work below was aimed to identify volatile metabolites that confer desirable sensorial characteristics to the fruits. The volatile compounds were analyzed in triplicate according to the Solid Phase Microextraction (SPME) method. The results showed that the fruit groups from different regions differed in terms of the composition of volatile metabolites, as well as in the abundance of these compounds. There was also a variation of composition among the trees of the same region which demonstrated such heterogeneity caused by seed propagation. Most volatile compounds produced were identified as terpenes which are known for playing an important role in the flavor of fruits. In this way, by knowing the aroma, a set of data will be provided and used as an allowance for other researchers who are working in the various areas related to the pursue of the necessary characteristics for the commercial success, resulting on the motivation to cultivate and value the forest

Aplicação da eletroforese capilar - espectrometria de massas para identificação dos produtos de degradação do aripiprazol em medicamentos / Application of capillary electrophoresis - mass spectrometry to identify aripiprazole degradation products in drugs

Diretrizes internacionais e nacionais como a FDA (Food and Drug Administration), ICH (International Council for Harmonisation) e ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) estabelecem a exigência de testes de estabilidade para entender melhor a qualidade de um medicamento. O estudo de estabilidade deve ser realizado usando métodos indicativos de estabilidade que possam qualificar e quantificar os insumos farmacêuticos do medicamento, bem como as impurezas e produtos de degradação nele contidos. O aripiprazol é um antipsicótico atípico de segunda geração aprovado para o tratamento de esquizofrenia, transtorno bipolar, depressão e transtornos do espectro do autismo. Os métodos oficiais descritos nas farmacopeias para avaliar o aripiprazol e suas impurezas utilizam a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) como técnica principal. Nesta pesquisa, objetivou-se desenvolver um método indicativo de estabilidade por eletroforese capilar de zona (CZE) para o aripiprazol na forma farmacêutica de comprimidos, e identificação dos produtos de degradação por espectrometria de massas. O estudo de degradação forçada e a optimização do método desenvolvido por CZE foram realizados utilizando o conceito de delineamento de experimentos (DoE). A separação do aripiprazol de seus produtos de degradação foi conseguida usando uma coluna capilar de sílica fundida (30,2 cm x 75 µm ID), eletrólito de formiato de amônio 6 mmol/L (pH 3) com 5% de metanol sob um potencial de 15 kV e detecção em 214 nm. A capacidade indicativa de estabilidade do método foi investigada pela análise do aripiprazol após ser submetido a condições de estresse ácido, alcalino, térmico, fotolítico e oxidativo, de acordo com as diretrizes ICH. A oxidação foi a principal via de degradação entre as condições de estresse avaliadas. O aripiprazol foi separado dos seus produtos de degradação oxidativa em tempo de corrida abaixo de 5 minutos. O método por CZE mostrou ser linear na faixa de 60 - 140 µg/mL, R2 = 0,9980, precisão calculada como desvio padrão relativo (DPR) menor que 2% e exatidão calculada como recuperação média de 100,93 ± 0,77%. Os resultados obtidos demonstram que o método por HPLC-RP em modo gradiente, separou o aripiprazol e seus produtos de degradação em um tempo de corrida de 30 minutos. Quatro produtos de degradação foram detectados pelo método LC-MS e o principal produto de degradação oxidativo foi identificado. O aripiprazol mostrou-se suscetível à oxidação no grupo piperazina, gerando principalmente o composto aripiprazol-1-N-óxido

International and national guidelines such as the FDA (Food and Drug Administration), ICH (International Council for Harmonization) and ANVISA (National Health Surveillance Agency) establish the requirement for stability tests to better understand quality of a medicine. The stability study must be carried out using stability indicating methods that can qualify and quantify the pharmaceutical ingredients of the drug, as well as the impurities and degradation products contained therein. Aripiprazole is a second-generation atypic antipsychotic drug approved for the treatment of schizophrenia, bipolar disorder, depression, and autism spectrum disorders. The official method described in the pharmacopoeias to evaluate aripiprazole and its impurities is high performance liquid chromatography (HPLC) as the main technique. In this research, the objective was to develop an indicative method of stability by capillary zone electrophoresis (CZE) for aripiprazole in the pharmaceutical form of tablets, and identification of degradation products by mass spectrometry. The forced degradation study and the optimization of the method developed by CZE were carried out using the concept of design of experiments (DoE). The separation of aripiprazole from its degradation products was achieved using a fused silica capillary column (30,2 cm x 75 µm ID), 6 mmol/L ammonium formate electrolyte (pH 3) with 5% methanol under a potential of 15 kV and detection at 214 nm. The indicative stability of the method was investigated by analyzing aripiprazole after being subjected to acid, alkali, thermal, photolytic and oxidative stress conditions, according to the ICH guidelines. Oxidation was the main degradation pathway among the stress conditions evaluated. Aripiprazole was separated from its oxidative degradation products at run times below 5 minutes. The CZE method proved to be linear in the range of 60 - 140 µg/mL, R2 = 0,9980, precision calculated as a relative standard deviation (DPR) of less than 2% and accuracy calculated as a mean recovery of 100,93 ± 0,77%. The results obtained demonstrate that the HPLC-RP method in gradient mode separated aripiprazole and its degradation products in a run time of 30 minutes. Four degradation products were detected by the LC-MS method and the main oxidative degradation product was identified. Aripiprazole was shown to be susceptible to oxidation in the piperazine group, generating mainly the compound aripiprazole-1-N-oxide

Validação de método analítico por extração líquido-líquido e análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas para detecção de ácidos haloacéticos em amostras ambientais / Validity of the analytical method of LLE-GC-MS for the detection of haloacetics acids in environmental samples

RESUMO O estudo teve como objetivo o desenvolvimento e a validação de um método analítico para detecção e quantificação de ácidos haloacéticos por meio da extração líquido-líquido e da análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. Para a validação, consideraram-se parâmetros como linearidade, precisão, limites de detecção e quantificação e seletividade. Adicionalmente, aplicou-se o método para avaliar a formação de ácidos haloacéticos em ensaios de cloração de células de Cylindrospermopsis raciborskii com o oxidante hipoclorito de cálcio, simulando situações em estações de tratamento de água. O método apresentou baixo tempo de análise, excelente seletividade, precisão, repetitividade e sensibilidade, com possibilidade de aplicação para análises de rotina em substituição à cromatografia a gás por captura de elétrons. Observou-se a formação de ácidos haloacéticos durante os ensaios com doses de 2,5 e 5,0 mg.L-1 do oxidante, com destaque para os ácidos dicloroacético e tricloroacético.

ABSTRACT The objective of the study was to develop and validate an analytical method for the detection and quantification of haloacetic acids through liquid-liquid extraction and gas chromatography-mass spectrometry analysis. For validation, parameters such as linearity, precision, detection and quantification limits, and selectivity were considered. Additionally, the method was applied to evaluate the formation of haloacetic acids in in Cylindrospermopsis raciborskii cell chlorination assays with the calcium hypochlorite oxidant, simulating full scale situations in water treatment plants. The method presented low analysis time, excellent selectivity, precision, repeatability, and sensitivity, with possibility of application for routine analysis in substitution gas chromatography by electron capture. The formation of haloacetic acids was observed during the tests with 2.5 and 5.0 mg.L-1 doses of the oxidant, with emphasis on dichloroacetic and trichloroacetic acids.

Detecção de esteroides anabólicos androgênicos e seus produtos de biotransformação em dried urine spots por ionização por paper spray acoplada à espectrometria de massas (PS-MS) / Detection of anabolic androgenic steroids and its biotransformation products in dried urine spots by paper spray-mass spectrometry ionization (PS-MS)

Os esteroides anabólicos androgênicos (EAA) são utilizados clinicamente para tratar diferentes doenças, porém propagou-se o uso não terapêutico por atletas de elite e fisiculturistas, com o intuito de aumentar a massa muscular e melhorar o desempenho físico. O uso de substâncias ergogênicas, como fármacos estimulantes e narcóticos analgésicos no esporte, foi proibido em 1967 pelo International Olympic Committee (COI), mas somente em 1976 os EAA entraram para a lista de substâncias proibidas. O uso de EAA está associado a diversos efeitos adversos, principalmente cardiovasculares, neuroendócrinos e distúrbios psiquiátricos, além de dislipidemia, elevação dos marcadores inflamatórios e disfunção endotelial. As análises toxicológicas constam como a maneira mais eficaz de minimizar o doping no esporte. O material é fornecido pelo atleta durante as competições ou treinamentos e previne que os competidores alcancem vantagem competitiva devido ao uso de EAA. A utilização de métodos para amostragem alternativos tem ganhado força, devido à necessidade de técnicas mais práticas que utilizam pouco volume de amostra e possuem facilidade de armazenamento. O dried urine spots é um método no qual pequenas amostras de urina são aplicadas em papéis de filtro para análises qualitativas ou quantitativas. Ele se caracteriza por ser uma técnica rápida, fácil, simples e barata para a coleta, armazenamento e distribuição, além de minimizar os riscos de infecção, podendo ser utilizado na rotina. A técnica de paper spray (PS-MS) foi desenvolvida a partir da relevância de métodos como o dried blood spots por proporcionar análises mais rápidas, apresenta alta especificidade, capacidade de analisar diferentes analitos simultaneamente, baixo limite de detecção e dispensa a necessidade de reagentes específicos. Sendo assim, neste trabalho foi desenvolvido e validado o método de screening de EAAs em dried urine spots por ionização por paper spray acoplada à espectrometria de massas. O método apresentou limites de detecção entre 2-15ng/mL e presença de três interferentes endógenos. Os dez analitos de interesse deste estudo são estáveis por 150 dias em temperatura ambiente. Dessa forma, a análise de EAAs em dried urine spots por PS-MS demonstra grande potencial para se tornar um método alternativo no monitoramento rápido de drogas de abuso

Anabolic androgenic steroids (AAS) are used clinically to treat different diseases, but non-therapeutic use has spread among elite athletes and bodybuilders, with the aim of increase muscle mass and improve physical performance. The International Olympic Committee (IOC) banned the use of ergogenic substances, such as stimulating drugs and analgesic narcotics in sports, in 1967, but only in 1976, AAS were included on the list of prohibited substances. The use of AAS is associated with several adverse effects, mainly cardiovascular, neuroendocrine and psychiatric disorders, in addition to dyslipidemia, elevated inflammatory markers and endothelial dysfunction. Toxicological analyzes are the most effective approach to minimize doping in sport. The material is provided by the athlete during competitions or training and prevents competitors from achieving a competitive advantage due to the use of AAs. The use of alternative sampling methods has gained strength, due to the need for more practical techniques that use low sample volume and can be easily storage. Dried urine spots are a method, which a small amount of urine samples is applied to filter papers for qualitative or quantitative analysis. It is characterized by being a fast, easy, simple and inexpensive technique for collection, storage and distribution, in addition to minimizing the risks of infection, and can be used in the routine. The paper spray technique (PS-MS) was developed based on the relevance of methods such as dried blood spots for providing faster analysis, high specificity, ability to analyze different analytes simultaneously, low detection limit and for eliminating the need for specific reagents. Therefore, this work developed and validated a screening method for AAS in dried urine spots by paper spray-mass spectrometry ionization. The method provided detection limits between 2-15ng/mL and the presence of three endogenous interferents. The ten analytes of interest in this study are stable for 150 days at room temperature. Thus, the analysis of AAS in dried urine spots by PS-MS demonstrates great potential to become an alternative method for the rapid monitoring of drugs of abuse

Analytical methods for assessing changes induced by gamma exposure in an animal model

SUMMARY OBJECTIVE: Ionizing radiation can cause radio-induced changes in the cellular metabolome due to the breakdown of DNA bonds. Our goal was to find the early tissue response to radiation exposure supported by distinct analytical methods. METHODS: Histological analyses were performed on the organs extracted from rats to search for microscopic changes. The histological slides stained with hematoxyline-eosin (HE) were analyzed in magnification (40x). Subsequently, the tissues were subjected to mass spectrometry that allowed molecular analysis and DESI-MSI that generated the molecular image of lipids, assessing changes in intensities, especially in the brain. RESULTS: The histological analysis found nonspecific inflammatory changes; no areas of fibrosis, necrosis, or apoptosis were identified, suggesting non-morphological tissue alterations. However, the DESI-MSI images of brain lipids allowed the observation of many radio-induced changes in the lipid's intensities. CONCLUSIONS: No early radio induced histological or mass weight changes in the radiation exposed rats could be observed at 5 Gy. However, early changes in the molecular level were observed in the DESI-MSI images of the brain lipids. The DESI-MSI method proved to be efficient and relevant, allowing a regional molecular analysis of the tissues, expanding a new field of study that is still in its infancy: radiometabolomics.

RESUMO OBJETIVO: Radiação ionizante pode causar alterações no metaboloma celular devido à quebra de ligações no DNA. O objetivo deste trabalho foi evidenciar a resposta aguda tecidual induzida pela exposição da radiação ionizante. MÉTODOS: Análises histológicas foram realizadas nos órgãos extraídos de ratos para análise de alterações microscópicas. As lâminas histológicas coradas com hematoxilina eosina (HE) foram analisadas em aumento (40x). Posteriormente, os tecidos foram submetidos a espectrometria de massa, que permitiu análise molecular e o Desi-MSI que gerou imagem molecular de lipídios, identificando alterações na intensidade, principalmente no cérebro. RESULTADOS: As análises histológicas encontraram alterações inflamatórias inespecíficas, nem áreas de fibrose, necrose ou apoptose, sugerindo ausência de alterações morfológicas. As imagens de lipídios cerebrais obtidas por Desi-MSI permitiram observar as inúmeras alterações na intensidade nas seções teciduais do encéfalo. CONCLUSÕES: Alterações agudas radioinduzidas de massa do órgão e histológicas nos órgãos dos ratos expostos não puderam ser observadas a 5 Gy. Entretanto, mudanças em nível molecular foram observadas nas imagens de Desi-MSI dos lipídios cerebrais. O método Desi-MSI mostrou-se eficiente e relevante, permitindo a análise molecular regi-onal dos tecidos no SNC, expandindo um novo campo de estudo que ainda está em sua infância: a radiometaboloma.

Análise proteômica quantitativa em ameloblastomas / Quantitative proteomic analysis in ameloblastomas

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.

Estudo de biomarcadores lipídicos em pacientes portadores com pólipos e câncer colorretal / Study of lipid biomarkers of patients with polyps and colorectal câncer

ABSTRACT BACKGROUND: Colorectal cancer (CRC) is one of the leading causes of cancer worldwide. Early diagnostic methods using serum biomarkers are required. The study of omics, most recently lipidomics, has the purpose of analyzing lipids for a better understanding of human lipidoma. The evolution of mass spectrometry methods, such as MALDI-MS technology, has enabled the detection and identification of a wide variety of lipids with great potential to open new avenues for predictive and preventive medicine. OBJECTIVE: To determine the lipid profile of patients with colorectal cancer and polyps. METHODS: Patients with stage I-III CRC, adenomatous polyps and individuals with normal colonoscopy were selected. All patients underwent peripheral blood collection for lipid extraction. The samples were analyzed by MALDI-MS technique for lipid identification. STATISTICAL ANALYSIS: Univariate and multivariate (principal component analysis [PCA] and discriminant analysis by partial least squares [PLS-DA]) analyses workflows were applied to the dataset, using MetaboAnalyst 3.0 software. The ions were identified according to the class of lipids using the online database Lipid Maps (http://www.lipidmaps.org). RESULTS: We included 88 individuals, 40 with CRC, 12 with polyps and 32 controls. Boxplot analysis showed eight VIP ions in the three groups. Differences were observed between the cancer and control groups, as well as between cancer and polyp, but not between polyps and control. The polyketide (810.1) was the lipid represented in cancer and overrepresented in polyp and control. Among the patients with CRC we observed differences between lipids with lymph node invasion (N1-2) compared to those without lymph node invasion (N). CONCLUSION: Possible lipid biomarkers were identified among cancer patients compared to control and polyp groups. The polyketide lipid (810.1) was the best biomarker to differentiate the cancer group from control and polyp. We found no difference between the biomarkers in the polyp group in relation to the control.

RESUMO CONTEXTO: O câncer colorretal (CCR) é, mundialmente, uma das principais causas de câncer. Métodos de diagnóstico precoce através de biomarcadores séricos são necessários. O estudo das ômicas, mais recentemente a lipidômica, tem a finalidade de analisar os lipídeos para melhor compreensão do lipidoma humano. A evolução dos métodos de espectrometria de massa, como a tecnologia por MALDI-MS, possibilitou a detecção e a identificação de uma ampla variedade de lipídeos com grande potencial para abrir novos caminhos para a medicina preditiva e preventiva. OBJETIVO: Determinar o perfil lipidômico de pacientes com câncer colorretal e pólipos. MÉTODOS: Foram selecionados pacientes com CCR estádio I-III, com pólipos adenomatosos e indivíduos com colonoscopia normal. Todos os pacientes foram submetidos a coleta do sangue periférico para extração do lipídeo. As amostras foram analisadas por técnica de MALDI-MS para a identificação dos lipídeos. ANÁLISE ESTATÍSTICA: Para análise univariada e multivariada foram utilizados a análise de componentes principais (PCA) e a análise discriminante pelos quadrados mínimos (PLS-DA). Os íons foram identificados de acordo com a classe de lipídeos usando-se o Lipid Maps (http://www.lipidmaps.org). RESULTADOS: Foram incluídos 88 indivíduos, 40 com CCR, 12 com pólipos e 32 controles. A análise de boxbolt evidenciou oito íons VIP nos três grupos. Observou-se diferenças entre os grupos câncer e controle, assim como entre câncer e pólipo, mas não entre pólipos e controle. O policetídeo (810,1) foi o lipídeo hipo-representado no câncer e hiperrepresentado no pólipo e controle. Entre os pacientes com CCR observamos diferenças entre os lipídeos com invasão linfonodal (N1-2) comparados aos sem invasão linfonodal (N0). CONCLUSÃO: Foram identificados possíveis biomarcadores lipídicos entre os pacientes com câncer comparados aos grupos controle e pólipo. O lipídeo policetídeo (810,1) foi o melhor biomarcador para diferenciar o grupo câncer do controle e pólipo. Não encontramos diferença entre os biomarcadores no grupo pólipo em relação ao controle.

Validação de método analítico por ELL-CG-EM para detecção de trialometanos decorrentes da cloração de águas contendo Microcystis / Analytical method and trihalomethanes formation by Microcystis

RESUMO Estudos demonstram que a utilização do cloro em estações de tratamento de água (ETA) pode contribuir para a formação de subprodutos orgânicos halogenados indesejados, tais como os trialometanos (TAM), quando há presença de matéria orgânica algogênica, composta de algas e cianobactérias. A Microcystis aeruginosa é uma espécie de cianobactéria com frequentes registros em eventos de florações no país e é relacionada com a formação de TAM durante a cloração da água. Desse modo, este estudo teve como objetivo o desenvolvimento e a validação do método analítico por extração líquido-líquido para detecção e quantificação de TAM por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (ELL-CG-EM), bem como a aplicação deste para avaliar a formação de TAM em ensaios de cloração de células de Microcystis aeruginosa, simulando situações em ETA. O método obteve baixo tempo de análise (< 12 minutos), excelente seletividade, precisão, repetitividade e sensibilidade, com possibilidade de aplicação para análises de rotina em detrimento de outras técnicas consideradas mais automatizadas. Foram observadas alta demanda de cloro durante os ensaios e elevada concentração dos subprodutos quando submetida à dose de cloro gasoso (Cl2) de 2,5 e 5 mg.L-1, com destaque para o triclorometano, sendo outras espécies de monitoramento obrigatório não detectadas ou não formadas, o que pode ser justificado pela ausência de bromo.

ABSTRACT Studies have shown that the use of chlorine in water treatment plants (WTPs) can contribute to formation of undesirable halogenated organic by-products, such as trihalomethanes (THMs), when algae and cyanobacteria are present. Microcystis aeruginosa is a cyanobacteria specie with frequent recordings of flowering events in the country and is related to the formation of THMs during water chlorination. Thus, the objective of this study was to develop and validate Liquid-Liquid Extraction the analytical method for detection and quantification of THMs by gas chromatography coupled to mass spectrometry (LLE-GC-MS), as well as the application of the method to evaluate the formation of TAMs from Microcystis aeruginosa cells chlorination tests, simulating situations in WTPs. The method obtained low time of analysis (< 12 minutes), excellent selectivity, precision, repeatability and sensitivity, with possibility of application for routine analysis to the detriment of other techniques considered more automated. High chlorine demand was observed during the tests and high concentration of by-products when submitted to the chlorine gas (Cl2) dose of 2.5 and 5 mg.L-1, with emphasis on trichloromethane. Other species of mandatory monitoring were not detected or not formed, justified by the absence of bromine.

Caracterização fenotípica pela técnica de MALDI-TOF de Staphylococcus coagulase negativa isolados de mastite bovina em rebanhos leiteiros do Sul de Minas Gerais / Phenotypic characterization by the MALDI-TOF technique of Staphylococcus coagulase negative isolated from bovine mastitis in dairy herds of the South of Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi identificar espécies de Staphylococcus coagulase negativa em leite de vacas leiteiras com mastite por testes fenotípicos e pela técnica de MALDI-TOF MS. Foram utilizadas 85 isolados de estafilococos provenientes de leite de vacas com mastite. Todos os isolados foram caracterizados fenotipicamente por avaliação da morfologia das colônias, coloração de Gram, testes de oxidase, catalase e coagulase. Posteriormente, foram analisados os espectros de proteínas gerados no MALDI-TOF MS, seguida pela separação e detecção de íons pelo tempo de voo (TOF).Foram identificadas sete espécies, sendo a de maior ocorrência S. chromogenes 65 (76%), seguida por, S. hyicus 5 (6%), S. epidermidis 4 (5%).A técnica de MALDI-TOF demonstrou-se efetiva na caracterização de espécies de Staphylococcus causadores de mastite bovina.

Exploring the role of lipids in protein modification and amyotrophic lateral sclerosis / Explorando o papel dos lipídeos na modificação de proteínas e esclerose lateral amiotrófica

Lipids are a diverse and ubiquitous group of compounds, which have several biological functions such as structural components of cell membranes, energy storage, and participation in signaling pathways. Free radicals or reactive oxygen species could attack polyunsaturated fatty acid esterified to phospholipids generating oxidized products. Once oxidized, lipids are able to modify amino acids residues in proteins leading to modulation signaling pathways and cellular redox balance. Furthermore, alteration of lipid homeostasis is also linked to development and progression of neurodegenerative diseases. The purposes of this study were (i) to investigate the role of lipids in protein aggregation, (ii) to investigate the plasma lipidome of an ALS rat model (SOD1G93A rats), and (iii) to investigate the effect of high-fat diet in plasma lipidome of an ALS rat model. In chapters 1 and 2, the interaction between cytochrome c (cytc) and cardiolipin hydroperoxide (CLOOH), as well as cholesterol hydroperoxide (ChOOH) promoted protein aggregation. Mass spectrometry analysis of tryptic peptides from CLOOH-containing reaction revealed K72 and H26 consistently modified by 4- hydroxynonenal (4-HNE). Further, adduction of K27, K73 and K88 were detected with 4- oxynonenal (4-ONE). For the first time, we characterized the dityrosine cross-linked peptides at Y48-Y74, Y48-97 and Y74-Y97 in oligomeric cytc. Similarly, ChOOH-containing reaction showed dityrosine cross-linked peptides at Y48-Y48, Y48-Y74 and Y48-Y97 in dimeric cytc. In accordance to previous studies, the proposed mechanism under covalent protein oligomerization mediated by lipid hydroperoxide could be related to modification of lysine and tyrosine residues. In chapter 3, we characterized the lipid composition of blood plasma in amyotrophic lateral sclerosis (ALS), since dysregulation of lipid metabolism is increasingly associated with neuropathology. Using untargeted lipidomics approach based on liquid chromatography coupled to mass spectrometry, we found main alterations in triglycerides, phospholipids and sphingolipids in symptomatic ALS rats relative to controls. Additionally, for the first time we reported acylceramides species in the plasma. In order to investigate the source of these lipid alterations, we analyzed the lipid content of fractioned lipoproteins. Triglycerides and phospholipids were found in very low-density lipoprotein (VLDL), while acylceramides and hexosylceramides were found enriched in high-density lipoprotein (HDL). In chapter 4, high-fat diet containing lard or high-fish oil as much as 60% of total lipids has both the largest change on plasma lipid composition. Overall survival was not statistically different when compared to control diet. Increased levels of acylceramides, hexosylceramides and acylcarnitines were observed in ALS rats fed a control diet or high-fat diet in comparison to WT controls. Importantly, untargeted lipidomic analysis of blood plasma highlighted acylceramide d18:1/24:1+20:4 as potential biomarkers of ALS progression. Thus, our lipidomic analysis provides a novel insight into the molecular level event driving molecular dysregulation in ALS. Additional research is needed to determine the effect of plasma lipid alteration on motor neuron process and energetic metabolism. Collectively, our findings reinforce the idea that lipids play a relevant role in modulating cellular processes linked to protein aggregation and neurodegeneration

Os lipídeos são moléculas que possuem várias funções biológicas importantes, atuando como componente de membranas celulares, servindo com fonte de reserva de energia e participando de vias de sinalização. Os ácidos graxos poli-insaturados esterificados aos fosfolipídeos, por exemplo, são potenciais alvos para o ataque de radicais livres gerando produtos oxidados que são capazes de modificar resíduos de aminoácidos em proteínas levando a modulação das vias de sinalização e balanço redox. Por outro lado, alteração na homeostase do metabolismo dos lipídeos está relacionada ao desenvolvimento e progressão de doenças neurodegenerativas. Tendo em vista a importância dos lipídeos nos processos biológicos, os objetivos desse estudo foram (i) investigar o papel dos lipídeos na agregação proteica (capítulo 1 e 2), (ii) investigar as alterações na composição lipídica do plasma de rato modelo SOD1G93A de esclerose lateral amiotrófica (ELA) (capítulo 3) e (iii) investigar o efeito da suplementação de dietas hiperlipídicas na composição lipídica do plasma de rato modelo SOD1G93A (capítulo 4). No capítulo 1 e 2, a interação do citocromo c (citc) com hidroperóxido de cardiolipina (CLOOH) e hidroperóxido de colesterol (ChOOH) promove a agregação covalente do citc. Análise por nLC-MS/MS dos peptídeos digeridos identificou resíduos de lisina (K72) e histidina (H26) modificado por 4-hidroxininenal (4-HNE), enquanto os resíduos K27, K73 e K88 foram modificados por 4-oxinonenal (4-ONE). Pela primeira vez, nós caracterizamos ditirosinas (Y48-Y74, Y48-97 e Y74-Y97) na reação do citc com CLOOH. Também foram caracterizadas ditirosinas envolvendo os resíduos Y48-Y48, Y48-Y74 e Y48-Y97 na reação com ChOOH. Esses resultados corroboram com estudos anteriores que sugerem um mecanismo de agregação proteica envolvendo a perda da carga positiva de lisina e formação de ditirosina pela combinação de radicais de tirosil. No capítulo 3, a análise da composição lipídica do plasma de ratos SOD1G93A utilizando LC-MS/MS revelou alterações significativas na composição de triglicérides, glicerofosfolipídeos e esfingolipídeos em ratos sintomáticos comparado com os assintomáticos. É importante destacar que pela primeira vez acilceramidas foram identificadas em plasma de rato modelo para ALS. Análise da composição lipídica de lipoproteínas isoladas, maior fonte de lipídeos circulantes no plasma, mostraram alterações de triglicérides e glicerofosfolipídeos em VLDL. As acilceramidas e as hexosilceramidas, por sua vez, foram encontradas em maior abundância em HDL. No capítulo 4, a suplementação com dietas hiperlipídicas (rica em banha de porco e óleo de peixe) alterou significativamente o perfil lipídico do plasma em relação a doença. Contudo, não foi observado aumento significativo na sobrevida dos ratos ALS comparado com dieta controle. Independente da dieta, a concentração plasmática de acilcarnitina, hexosilceramidas e acilceramidas foram significativamente aumentadas em ratos ALS comparado com WT. A análise do perfil lipídico do plasma mostrou que a acilceramida d18:1/24:1+20:4 pode ser um potencial marcador de progressão da ALS. Dessa forma, os resultados mostrados fornecem uma visão enriquecedora sobre o evento a nível molecular que conduz a desregulação lipídica na ELA. Coletivamente, nossos resultados reforçam a importância dos lipídeos na modulação dos processos celulares ligados a agregação de proteínas e na neurodegeneração

Avaliação da presença do 3-monocloro-1, 2-propanediol e glicidol em óleos vegetais comestíveis utilizando GC/MS/MS e seu risco toxicológico / Evaluation of the presence of 3-monochloro-1, 2-propanediol and glycidol in edible vegetable oils using GC/MS/MS and its toxicological risk

Cloropropanóis são um grupo conhecido de contaminantes relacionados ao processamento de alimentos. Eles são formados na reação entre lipídeos e cloretos quando submetidos ao tratamento térmico, e podem ser encontrados na forma livre ou ligada. O 3-monocloro-1,2-propanediol (3-MCPD), é classificado pela IARC como possível carcinógeno humano (grupo 2B). O glicidol (e seus ésteres), é classificado também pela IARC como uma substância provavelmente carcinogênica para seres humanos (grupo 2A), e, recentemente, vem sendo encontrado em alimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a presença do 3-MCPD e do glicidol em óleos vegetais comestíveis utilizando a cromatografia gasosa com detector de massa triplo quadrupolo MS/MS. A técnica utilizada foi a preconizada pela AOCS Cd 29c-13, sendo uma análise indireta, e foi possível adaptá-la visando as determinações do 3-MCPD e glicidol através da construção de curvas de calibração e análises de amostras de referência. O método foi validado e os resultados indicaram o limite de detecção do composto 3-MCPD, de 42,4 µg/kg e o limite de quantificação de 50 µg/kg, e para o Glicidol indicaram o limite de detecção de 43,5 µg/kg e limite de quantificação de 50 µg/kg. Os resultados para 3-MCPD obtidos nos ensaios da curva de calibração e linearidade demonstraram que o método foi capaz de expressar resultados com boa linearidade (0 - 10 mg/kg , r2, = 0.9991). Os resultados obtidos nos ensaios de exatidão obedeceram aos critérios de 70 a 120% de recuperação, e ±20% de variação entre os resultados de acordo com SANTE (2017). O método em questão demonstrou ser seletivo, uma vez que não foram observados picos interferentes nos tempos de retenção dos compostos estudados. Os ensaios de precisão nos níveis baixos, médio e alto e robustez demonstraram que o método é robusto e preciso, portanto a validação foi considerada adequada ao uso pretendido. Foram analisadas 368 amostras de óleos vegetais (76 amostras de óleo de canola, 48 amostras de óleo de milho, 69 amostras de óleo de algodão, 33 amostras de óleo de palma, 10 amostras de óleo de palmiste, 50 amostras de oleína de palma, 30 amostras de óleo de soja e 51 amostras de óleo de girassol). As concentrações das amostras analisadas apresentaram resultados para 3-MCPD com valores médios entre 203 a 1205 µg/kg. Para o Glicidol os valores foram de 2 a 1198 µg/kg, com elevado o desvio padrão entre os resultados analíticos, onde o óleo de palma apresentou a maior variação de 1600 a 5260 µg/kg. Através da avaliação do risco realizada para o composto 3-MCPD foi possível detectar, utilizando o critério do pior cenário de exposição e resultados analíticos, os valores diários de consumo de óleo de algodão de 0,044 µg/kg p.c., de óleo de girassol 0,045 µg/kg p.c., óleo de canola 0,18 µg/kg p.c., óleo de palma de 0,28 µg/p.c, óleo de milho de 0,0462 µg/kg p.c., e o óleo de soja, de maior consumo no Brasil (72%) apresentou o valor de 0,27 µg/kg p.c. O consumo de todos estes óleos, pela a população brasileira, pode ser considerado seguro ao comparar com o valor de TDI Ingestão Diária Tolerável - de 2µg/kg p.c.. Através da avaliação do risco realizada também utilizando o critério de pior cenário de exposição e e resultados analíticos para o composto glicidol foi possível verificar que os valores diários de consumo de óleo de algodão de 0,061 µg/kg p.c., de óleo de girassol 0,03 µg/kg p.c., óleo de canola 0,13 µg/kg p.c. e de óleo de palma de 0,57 µg/p.c, de óleo de milho de 0,11 µg/kg p.c, e o óleo de soja de maior consumo no Brasil (72%) não ultrapassam o valor de 0,288 µg/kg p.c indicando consumo seguro destes óleos para a população brasileira baseado na TDI de 1000µg/kg p.c

Chloropropanols are a known group of contaminants related to food processing. They are formed during the reaction process between lipids and chlorides when submitted to heat treatment and can be found in free or bound form. The 3-monochloro-1,2-propanediol (3-MCPD), is classified by IARC as a possible human carcinogen (group 2B). Glycidol (and its esters), also classified by IARC as a substance likely to be carcinogenic to humans (group 2A), has recently been found in food. The present study aims to evaluate the presence of 3-MCPD and glycidol in edible vegetable oils using gas chromatography with triple quadrupole MS/MS mass detector. The technique applied is recommended by AOCS, guide Cd 29c-13, an indirect analysis, and allows quantification of 3-MCPD and glycidol by building the calibration curves and analysis of reference samples. The method was validated and the detection limit of the contaminant 3-MCPD of 42,4 µg/kg and the quantification limit of 50 µg/kg was established. For Glycidol the detection limit of was 43,5 µg/kg and quantification limit was 50 µg/kg. The results obtained in the calibration and linearity curves demonstrated that the method could express results with good linearity (0 10 mg/kg, r2, = 0.9991). The results obtained in the trueness trials agreed to the criteria of 70 to 120% of recovery, and ± 20% of variation between the results according to what is preconized by SANTE (2017). The method showed to be selective, since no interfering peaks were observed in the retention times of the studied compounds. The tests performed on low, medium and high values demonstrated the robustness and precision of the method, so the validation was considered completed and suitable for the purpose. A total of 368 vegetable oil samples were analyzed (76 samples of canola oil, 48 samples of corn oil, 69 samples of cottonseed oil, 33 samples of palm oil, 10 samples of kern palm oil, 50 samples of palm olein, 30 samples of soybean oil and 51 samples of sunflower oil). The results found in samples for 3-MCPD were within mean values between 203 and 1205 µg/kg. The results found in samples for glycidol were within mean values between 2 to 1198 µg/kg where palm oil presented the highest variation for glycidol from 1600 to 5260 µg/kg. Through the risk assessment for the contaminant 3-MCPD it was possible to detect the values based on exposed worst case scenario and analytical results. The results for cottom oil were 0,044 µg/kg bw, sunflower 0,045 µg/kg bw, canola 0,18 µg/kg bw and palm oil 0,28 µg/kg bw, corn oil 0,0462 µg/kg bw, and for soybean, which is the most consumed oil in Brazil (72%) the value of 0,27 µg/kg bw. These results indicates safe consumption for these oils based in the Theoretical Daily Ingestion - TDI of 2µg/kg bw. The risk assessment for the glycidol based on exposure worst case scenario and analytical results presented for cottom oil the value of 0,061 µg/kg bw, sunflower 0,03 µg/kg bw, canola oil 0,13 µg/kg bw , palm oil 0,57 µg/kg bw, corn oil 0,11 µg/kg bw and for soybean, which is the most consumed in Brazil - 72% the value of 0,27 µg/kg bw. These results indicates safe consumption for these oils based in the TDI of 1000µg/kg bw

Identificação dos perfis lipidômicos in situ dos tumores bifásicos da mama por DESI-MS (Desorption Electrospray Ionization/ Mass Spectrometry) / Identification of lipidomic profiles in situ of breast biphasic tumors by DESI-MS (Desorption Electrospray Ionization/ Mass Spectrometry)]

Os tumores bifásicos da mama formam um grupo heterogêneo de tumores que apresentam na histologia dois componentes, o epitelial e o estromal. Esses tumores podem ser benignos ou malignos, alguns podem recidivar ou dar metástase. O seu prognóstico varia conforme a sua classificação histológica, a presença de metástase e a adequabilidade do seu tratamento. Porém, por vezes, há ainda dificuldade em diferenciá-los quando há sobreposição das características histológicas que são utilizadas para realizar o diagnóstico no exame anatomopatológico. Visando um novo método para diferenciar esses tumores entre si, além do exame anatomopatológico habitual, buscou-se analisar esses tumores através de uma técnica da química analítica de ionização ambiente, utilizando espectrometria de massas, o DESI-MSI (Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging). Foram utilizados cortes de amostras congeladas em lâminas para analisar no DESI-MSI e, através dessa análise, obteve-se os espectros de massas e as imagens químicas. A análise estatística foi realizada através do teste de Wilcoxon-Mann-Whitney. Nesse estudo encontramos maior intensidade dos ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs); de fosfolipídios como as fosfatidilserina e fosfatidiletanolaminas; do ácido ascórbico e de peptídeos no sarcoma do estroma da mama e tumor Phyllodes maligno, comparados ao tumor Phyllodes borderline e, por sua vez, comparado ao tumor Phyllodes benigno, fibroadenomas e tecido normal. Alguns PUFAs, como o ácido araquidônico (m/z 303,2330) e o ácido adrênico (m/z 331,2643), são precursores dos eicosanóides e participam de vias pró-inflamatórias. Os PUFAs podem estar ligados a um fosfolipídio da membrana celular e, quanto mais estiver presente, menor a rigidez da membrana, o que diminui o gasto energético para a realização dos movimentos celulares, como a endocitose. O aumento da intensidade do ácido ascórbico nas células tumorais se deve provavelmente ao aumento da demanda metabólica de glicose pelas células tumorais; ocorrendo, portanto, aumento dos transportadores de glicose (GLUTS) e, como a molécula do ácido ascórbico e sua forma oxidada tem estrutura molecular semelhante à molécula da glicose, o ácido ascórbico seria carreado por esses transportadores para dentro da célula tumoral. A maior intensidade dos peptídeos no tecido maligno pode ser explicada pela maior demanda proteica da célula maligna; porém, além da importância dos peptídeos para construção das proteínas, sabe-se que alguns aminoácidos podem ser convertidos em metabólitos intermediários da glicólise aeróbia. Isso ocorre devido ao aumento da demanda de átomos de carbono para biossíntese de metabólitos. Essas diferenças lipidômicas e metabolômicas ocorrem pelo metabolismo diferenciado da célula maligna, a qual desenvolve mecanismos de adaptação para sobrevivência e proliferação. A análise das imagens químicas dos tumores bifásicos da mama obtidas por DESI-MSI mostrou que é possível diferenciar esses tumores. O uso futuro dessa técnica na rotina diagnóstica pode ser promissor devido a ser de execução rápida e de alta acurácia (AU)

Biphasic breast tumors form a heterogeneous group of tumors that present in histology two components, epithelial and stromal. These tumors may be benign or malignant, some may recur or metastasize. Its prognosis varies according to its histological classification, the presence of metastasis and the adequacy of its treatment. However, sometimes there is still difficulty in differentiating them when there is overlap of the histological features that are used to make the diagnosis in the pathological examination. Aiming at a new method to differentiate these tumors from each other, in addition to the usual pathological examination, we sought to analyze these tumors using an analytical chemistry technique of ambient ionization using mass spectrometry, the Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging (DESI-MSI). Frozen specimen sections were used to analyze the DESI-MSI and, through this analysis, mass spectra and chemical images were obtained. Statistical analysis was performed using the Wilcoxon-Mann-Whitney test. In this study we found higher intensity of polyunsaturated fatty acids (PUFAs); phospholipids such as phosphatidylserine and phosphatidylethanolamines; ascorbic acid and peptides in breast sarcoma and malignant phyllodes tumor, compared to borderline phyllodes tumor and, in turn, compared to benign phyllodes tumor, fibroadenomas and breast normal tissue. Some PUFAs, such as arachidonic acid (m/z 303,2330) and adrenic acid (m/z 331,2643), are precursors of eicosanoids and participate in proinflammatory pathways. PUFAs may be linked to a cell membrane phospholipid and, the more it is present, the lower the membrane stiffness, which decreases the energy expenditure to perform cell movements, such as endocytosis. The increase in ascorbic acid intensity in tumor cells is probably due to the increased metabolic demand for glucose by tumor cells; there is therefore an increase in glucose transporters (GLUTS) and, since the ascorbic acid molecule and its oxidized form have a similar molecular structure to the glucose molecule, the ascorbic acid would be carried by these transporters into the tumor cell. The higher intensity of peptides in malignant tissue may be explained by the higher protein demand of the malignant cell; However, in addition to the importance of peptides for protein construction, it is known that some amino acids can be converted into intermediate metabolites of aerobic glycolysis. This is due to the increased demand for carbon atoms for metabolite biosynthesis. These lipidomic and metabolomic differences occur due to the differentiated metabolism of the malignant cell, which develops adaptation mechanisms for survival and proliferation. Analysis of chemical images of biphasic breast tumors obtained by DESI-MSI showed that it is possible to differentiate these tumors. The future use of this technique in the diagnostic routine may be promising due to its fast execution and high accuracy (AU)

Avaliação toxicológica da exposição à Cannabis e cocaína na gravidez em cordão umbilical humano: validação de método analítico e prospecção de biomarcadores proteicos de toxicidade / Toxicological assessment of Cannabis and cocaine exposure during pregnancy in human umbilical cord tissue: analytical method validation and prospection of protein biomarkers related to fetotoxicity

O abuso de drogas atinge aproximadamente 35 milhões de pessoas em todo planeta, sendo um problema alarmante em decorrência de graves danos à saúde, como a dependência química e intoxicações fatais. No Brasil, o número de usuários tem crescido principalmente para o consumo de produtos da Cannabis e cocaína, drogas amplamente consumidas, inclusive entre mulheres em período gestacional, trazendo à tona um novo grupo de risco. A exposição gestacional a drogas de abuso está diretamente relacionada a malformações fetais e complicações de saúde para mãe e bebê nos períodos pré- e pós-natal. Tradicionalmente, a avaliação toxicológica da exposição é realizada pela detecção da droga parental e de seus produtos de biotransformação em matrizes materno-fetais por meio de métodos bioanalíticos. Entretanto, estes ensaios não fornecem informações acerca dos impactos fisiológicos ocasionados pela exposição, deixando uma lacuna no que tange às informações sobre os mecanismos e moléculas subjacentes envolvidos em processos de toxicidade. Desse modo, o desenvolvimento de análises toxicológicas mais robustas utilizando tecnologia de ponta, que possam comprovar o uso drogas e também elucidar aspectos de toxicidade é de suma importância, pois auxiliam na compreensão do impacto biológico relativo à exposição humana a xenobióticos. Neste trabalho foram desenvolvidos ensaios bioanalíticos, utilizando o tecido do cordão umbilical para a avaliação da exposição in utero à canabinoides. Foi desenvolvido e validado método QuECheRS adaptado como preparo de amostra, no qual etapas simultâneas de extração e hidrólise alcalina de canabinoides são alcançadas, utilizando cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas para detecção de delta-9-tetraidrocanabinol (THC), canabinol (CBN), 11-hidroxi-delta-9-tetraidrocanabinol (11-OHTHC) e 11-nor-9-carboxi-tetrahidrocanabinol (THC-COOH). Também foram desenvolvidas metodologias utilizando LC-MS/MS e Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry para análise de proteoma de cordão umbilical humano em diferentes regiões, no intuito de identificar biomarcadores proteicos relativos à fetotoxicidade do uso de drogas na gravidez. Até o presente momento, QuECheRS é utilizado pela primeira vez como abordagem bioanalítica para avaliação de drogas ilícitas em matrizes teciduais materno-fetais e mostrou-se satisfatório para detecção de produtos da Cannabis. Nos ensaios proteômicos, foram identificados potenciais biomarcadores de fetotoxicidade, como as moléculas ACTA 2, Collagen alpha-1 (XVIII), SMC1A, KNL1, KMT2A, em tecidos expostos à Cannabis e/ou cocaína. Tais macromoléculas estão correlacionadas a malformações embriogênicas e complicações de saúde na vida intra-uterina. As metodologias desenvolvidas neste trabalho podem ser úteis para uma melhor avaliação da toxicidade do uso de drogas na gravidez, fornecendo novas pistas sobre a exposição e/ou efeitos tóxicos significativos considerados na avaliação de risco

Drug abuse affects approximately 35 million people worldwide and can be considered a significant burden on society due to severe health problems, e.g. drug addiction and fatal poisonings. In Brazil, the number of users has been growing related to Cannabis and cocaine products, drugs widely used, including among women in gestational period, bringing up a new risk group. Gestational exposure to drugs of abuse is directly related to fetal malformations and health complications for mother and babies in the pre- and postnatal periods. Traditionally, toxicological assessment of exposure is performed by detecting the parent drug and its biotransformation products in maternal-fetal matrices using bioanalytical methods. However, these assays do not provide information about the physiological impacts caused by exposure, leaving a lack of information about the pathways and molecules involved in toxicity processes. Thus, the development of robust toxicological analyzes using cutting-edge technologies in order to prove drug use and also elucidate aspects of toxicity is very important, as they help in understanding the biological impact of human exposure to xenobiotics. Herein, bioanalytical methods using umbilical cord tissue to assess in utero exposure to cannabinoids were developed. A QuECheRS method was developed fully validated as a sample preparation technique for simultaneous extraction and alkaline hydrolysis of cannabinoids, using gas chromatography coupled to mass spectrometry to detect the analytes delta-9-tetrahydrocannabinol (THC), cannabinol (CBN), 11-hydroxydelta-9-tetrahydrocannabinol (11-OH-THC) and 11-nor-9-carboxy-tetrahydrocannabinol (THC-COOH). LC-MS/MS based proteomics and Trapped Ion Mobility Mass Spectrometry were also developed in order to identify protein biomarkers related to fetotoxicity of drug use in pregnancy. Our works represents the first use of QuECheRS for evaluation of illicit drugs in maternal-fetal tissue and was suitable for detection of Cannabis products. In the proteomic assays, potential biomarkers of fetotoxicity were identified in the exposed tissues, such as ACTA 2, Collagen alpha-1 (XVIII), SMC1A, KNL1, KMT2A. These proteins are related to embryogenic malformations and health complications in intrauterine life. The methodologies developed in this project may be useful for a better assessment of the toxicity of drug use in pregnancy, providing new clues about exposure and/or significant toxic effects that should be considered in the risk assessment

Evaluation of MALDI-TOF mass spectrometry (VITEK-MS) compared to the ANC card (VITEK 2) for the identification of clinically significant anaerobes / Avaliação da espectrometria de massas MALDI-TOF (VITEK-MS) diante do cartão ANC (VITEK 2) na identificação de anaeróbios clinicamente significantes

ABSTRACT Introduction: The identification of anaerobic bacteria by conventional methods employed in clinical laboratories requires a lot of work and a long response time [turnaround time (TAT)]. Matrix assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) is an accurate, rapid and inexpensive technique with promising results for bacterial identification. Objective: To evaluate the MALDI-TOF mass spectrometry (VITEK-MS, bioMérieux, France) compared to the ANC card (VITEK 2, bioMérieux, France) for the identification of anaerobes, and also veriying the cost variation between both methodologies. Methods: 421 anaerobes were concomitantly identified by ANC (VITEK 2) and MALDI-TOF (VITEK MS). The conflicting results or those presenting low differentiation of the species were subjected to the 16S ribosomal ribonucleic acid (rRNA) sequencing. Results: Thirty-five strains were not identified by ANC (VITEK 2), and only one isolate was not identified by MALDI-TOF (VITEK MS). From the 386 anaerobes identified by the two methodologies, 97% agreement was observed on the identification of genus and species between the methodologies. Thirteen (3%) isolates were submitted to 16S sequencing. The agreement observed was 70% using ANC (VITEK 2) using 92% by MALDI-TOF (VITEK MS). Conclusion: Both methodologies showed an excellent performance for the identification of the strains tested with great differences in relation to cost-benefit. MALDI-TOF MS allowed 35 additional identifications and a saving of BRL$ 7,786 with the release of culture positive result five days ahead of the ANC (VITEK 2). TAT reduction may contribute to a successful clinical resolution.

RESUMO Introdução: A identificação das bactérias anaeróbias por métodos convencionais empregados nos laboratórios clínicos demanda muito trabalho e um longo tempo de resposta (TAT). A espectrometria de massa por ionização e dessorção a laser assistida por matriz (MALDI-TOF MS) é uma técnica precisa, rápida e barata, com resultados promissores para a identificação bacteriana. Objetivo: Avaliar a espectrometria de massas MALDI-TOF (VITEK MS, bioMérieux, France) diante do cartão ANC (VITEK 2, bioMérieux, France) para a identificação de anaeróbios, bem como verificar a variação de custos entre as metodologias. Métodos: Foram identificados 421 anaeróbios concomitantemente pelo ANC (VITEK 2) e pelo MALDI-TOF (VITEK MS). Os resultados discordantes ou que apresentaram baixa discriminação das espécies foram submetidos ao sequenciamento do 16S do ácido ribonucleico ribossonal (rRNA). Resultados: Trinta e cinco cepas não foram identificadas pelo ANC (VITEK 2), e somente um isolado ficou sem identificação pelo MALDI-TOF (VITEK MS). Dos 386 anaeróbios identificados pelas duas metodologias, a concordância na identificação de gênero e espécie foi observada em 97%. Treze (3%) isolados foram submetidos ao sequenciamento do 16S; a concordância observada foi de 70% com o ANC (VITEK 2) e 92% com MALDI-TOF (VITEK MS). Conclusão: Ambas as metodologias demonstraram ótimo desempenho para identificação das cepas testadas com grandes diferenças em relação ao custo-benefício. O MALDI-TOF MS permitiu 35 identificações adicionais e uma economia de R$ 7.786,00 com a liberação do resultado positivo da cultura cinco dias à frente do ANC (VITEK 2). A redução do TAT pode contribuir para uma resolução clínica bem-sucedida.