Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Delfino, Leonardo Martins
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-14012026-105757/
Resumo: A presente dissertação investiga a organização estrutural de células de Acanthamoeba castellanii e suas interações com vírus gigantes, com ênfase no Niemeyer Vírus e dados preliminares do Tupanvirus, empregando abordagens de imageamento multitécnicas baseadas em radiação síncrotron. O trabalho teve como objetivos principais caracterizar a formação e a dinâmica das fábricas virais durante o ciclo replicativo desses vírus e desenvolver protocolos para a aplicação de técnicas avançadas de tomografia em amostras biológicas. Para tal, culturas clonais de A. castellanii foram estabelecidas, reduzindo a heterogeneidade dos ensaios, e submetidas a infecção controlada pelos vírus. As amostras foram preparadas para experimentos de Tomografia Computadorizada Ptychográfica de Raios X (PXCT), conduzidos na linha de luz Cateretê do síncrotron Sirius/ LNLS, e para Crio-Tomografia de Raios X Mole (Cryo-SXT), realizados na linha MISTRAL do síncrotron ALBA. Protocolos de fixação, vitrificação, secagem em ponto crítico e contrastação com tetróxido de ósmio foram otimizados para preservar a integridade estrutural celular. Os resultados mostraram que a PXCT possibilitou a reconstrução tridimensional de trofozoítos controles e infectados, revelando alterações morfológicas significativas associadas ao efeito citopático viral, incluindo redistribuição de vacúolos e mitocôndrias. A análise de Cryo-SXT, por sua vez, permitiu visualizar fábricas virais em estado quase nativo, evidenciando compartimentalização funcional entre regiões de replicação e montagem de vírions. Segmentações manuais e assistidas por inteligência artificial em softwares especializados (Avizo, Amira e Dragonfly) corroborara para essas observações, demonstrando o potencial das técnicas em destacar organelas e estruturas virais em volumes inteiros de células. A integração dos dois métodos revelou-se complementar, sendo a PXCT mais adequada para análises quantitativas em profundidade e a Cryo-SXT para visualização de estruturas nativas com alto contraste. Conclui-se que a combinação de abordagens baseadas em raios X coerentes e moles amplia as possibilidades de estudo da virologia estrutural, contribuindo para a compreensão da biologia dos vírus gigantes e para o desenvolvimento de novas metodologias em bioimagem tridimensional.
id USP_c5f08ac72261fb6f6fbeea52f40e8ff7
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-14012026-105757
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X SíncrotronStructural characterization of the Mimivirus Viral Factory using Synchrotron X-ray Imaging techniquesAcanthamoeba castellaniiAcanthamoeba castellaniiCryo-SXTCryo-SXTFábricas viraisMimivirusMimivirusPXCTPXCTViral factoriesA presente dissertação investiga a organização estrutural de células de Acanthamoeba castellanii e suas interações com vírus gigantes, com ênfase no Niemeyer Vírus e dados preliminares do Tupanvirus, empregando abordagens de imageamento multitécnicas baseadas em radiação síncrotron. O trabalho teve como objetivos principais caracterizar a formação e a dinâmica das fábricas virais durante o ciclo replicativo desses vírus e desenvolver protocolos para a aplicação de técnicas avançadas de tomografia em amostras biológicas. Para tal, culturas clonais de A. castellanii foram estabelecidas, reduzindo a heterogeneidade dos ensaios, e submetidas a infecção controlada pelos vírus. As amostras foram preparadas para experimentos de Tomografia Computadorizada Ptychográfica de Raios X (PXCT), conduzidos na linha de luz Cateretê do síncrotron Sirius/ LNLS, e para Crio-Tomografia de Raios X Mole (Cryo-SXT), realizados na linha MISTRAL do síncrotron ALBA. Protocolos de fixação, vitrificação, secagem em ponto crítico e contrastação com tetróxido de ósmio foram otimizados para preservar a integridade estrutural celular. Os resultados mostraram que a PXCT possibilitou a reconstrução tridimensional de trofozoítos controles e infectados, revelando alterações morfológicas significativas associadas ao efeito citopático viral, incluindo redistribuição de vacúolos e mitocôndrias. A análise de Cryo-SXT, por sua vez, permitiu visualizar fábricas virais em estado quase nativo, evidenciando compartimentalização funcional entre regiões de replicação e montagem de vírions. Segmentações manuais e assistidas por inteligência artificial em softwares especializados (Avizo, Amira e Dragonfly) corroborara para essas observações, demonstrando o potencial das técnicas em destacar organelas e estruturas virais em volumes inteiros de células. A integração dos dois métodos revelou-se complementar, sendo a PXCT mais adequada para análises quantitativas em profundidade e a Cryo-SXT para visualização de estruturas nativas com alto contraste. Conclui-se que a combinação de abordagens baseadas em raios X coerentes e moles amplia as possibilidades de estudo da virologia estrutural, contribuindo para a compreensão da biologia dos vírus gigantes e para o desenvolvimento de novas metodologias em bioimagem tridimensional.This dissertation investigates the structural organization of Acanthamoeba castellanii cells and their interactions with giant viruses, with emphasis on the Niemeyer Virus and Tupanvirus, using synchrotron-based multitechnique imaging approaches. The main objectives were to characterize the formation and dynamics of viral factories during the replication cycle of these viruses and to develop protocols for the application of advanced tomographic techniques to biological samples. Clonal cultures of A. castellanii were established to reduce heterogeneity in infection assays and subsequently infected under controlled conditions. Samples were prepared for Ptychographic X-ray Computed Tomography (PXCT), performed at the Cateretê beamline of the Sirius synchrotron, and for Cryo-Soft X-ray Tomography (Cryo- SXT), conducted at the MISTRAL beamline of the ALBA synchrotron. Protocols involving fixation, vitrification, critical point drying, and osmium tetroxide staining were optimized to preserve structural integrity. Results demonstrated that PXCT enabled quantitative threedimensional reconstructions of trophozoites and infected cells, revealing significant morphological changes associated with viral cytopathic effects, including redistribution of vacuoles and mitochondria. Cryo-SXT analysis, in turn, provided visualization of viral factories in near-native state, highlighting functional compartmentalization between genome replication and virion assembly regions. Manual and AI-assisted segmentations using specialized software (Avizo, Amira, and Dragonfly) supported these findings, showing the potential of the techniques to delineate organelles and viral structures within entire cell volumes. The integration of both approaches proved complementary: PXCT was more suitable for quantitative and deeper analyses, while Cryo-SXT provided high-contrast visualization of native structures. It is concluded that combining coherent and soft X-ray methodologies expands the possibilities for structural virology studies, contributing to the understanding of giant virus biology and to the development of novel strategies in three-dimensional bioimaging.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPThiemann, Otavio HenriqueDelfino, Leonardo Martins2025-10-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-14012026-105757/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-01-14T19:30:02Zoai:teses.usp.br:tde-14012026-105757Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-01-14T19:30:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
Structural characterization of the Mimivirus Viral Factory using Synchrotron X-ray Imaging techniques
title Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
spellingShingle Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
Delfino, Leonardo Martins
Acanthamoeba castellanii
Acanthamoeba castellanii
Cryo-SXT
Cryo-SXT
Fábricas virais
Mimivirus
Mimivirus
PXCT
PXCT
Viral factories
title_short Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
title_full Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
title_fullStr Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
title_full_unstemmed Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
title_sort Caracterização estrutural da Fábrica Viral de Mimivirus por meio de técnicas de Imageamento de Raios X Síncrotron
author Delfino, Leonardo Martins
author_facet Delfino, Leonardo Martins
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Thiemann, Otavio Henrique
dc.contributor.author.fl_str_mv Delfino, Leonardo Martins
dc.subject.por.fl_str_mv Acanthamoeba castellanii
Acanthamoeba castellanii
Cryo-SXT
Cryo-SXT
Fábricas virais
Mimivirus
Mimivirus
PXCT
PXCT
Viral factories
topic Acanthamoeba castellanii
Acanthamoeba castellanii
Cryo-SXT
Cryo-SXT
Fábricas virais
Mimivirus
Mimivirus
PXCT
PXCT
Viral factories
description A presente dissertação investiga a organização estrutural de células de Acanthamoeba castellanii e suas interações com vírus gigantes, com ênfase no Niemeyer Vírus e dados preliminares do Tupanvirus, empregando abordagens de imageamento multitécnicas baseadas em radiação síncrotron. O trabalho teve como objetivos principais caracterizar a formação e a dinâmica das fábricas virais durante o ciclo replicativo desses vírus e desenvolver protocolos para a aplicação de técnicas avançadas de tomografia em amostras biológicas. Para tal, culturas clonais de A. castellanii foram estabelecidas, reduzindo a heterogeneidade dos ensaios, e submetidas a infecção controlada pelos vírus. As amostras foram preparadas para experimentos de Tomografia Computadorizada Ptychográfica de Raios X (PXCT), conduzidos na linha de luz Cateretê do síncrotron Sirius/ LNLS, e para Crio-Tomografia de Raios X Mole (Cryo-SXT), realizados na linha MISTRAL do síncrotron ALBA. Protocolos de fixação, vitrificação, secagem em ponto crítico e contrastação com tetróxido de ósmio foram otimizados para preservar a integridade estrutural celular. Os resultados mostraram que a PXCT possibilitou a reconstrução tridimensional de trofozoítos controles e infectados, revelando alterações morfológicas significativas associadas ao efeito citopático viral, incluindo redistribuição de vacúolos e mitocôndrias. A análise de Cryo-SXT, por sua vez, permitiu visualizar fábricas virais em estado quase nativo, evidenciando compartimentalização funcional entre regiões de replicação e montagem de vírions. Segmentações manuais e assistidas por inteligência artificial em softwares especializados (Avizo, Amira e Dragonfly) corroborara para essas observações, demonstrando o potencial das técnicas em destacar organelas e estruturas virais em volumes inteiros de células. A integração dos dois métodos revelou-se complementar, sendo a PXCT mais adequada para análises quantitativas em profundidade e a Cryo-SXT para visualização de estruturas nativas com alto contraste. Conclui-se que a combinação de abordagens baseadas em raios X coerentes e moles amplia as possibilidades de estudo da virologia estrutural, contribuindo para a compreensão da biologia dos vírus gigantes e para o desenvolvimento de novas metodologias em bioimagem tridimensional.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025-10-29
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-14012026-105757/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-14012026-105757/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1857669978426179584